Le gruau est bon pour la santé et grâce à la technologie, il pourrait être encore meilleur!

Décembre 2016

L’avoine se présente sous de nombreuses formes et tailles. Le grain dans le coin supérieur droit est celui d’une variété cultivée moderne. Les autres sont ceux d’ancêtres sauvages de l’avoine actuelle.
(Photo: Shea Miller, AAC)

L’avoine possède de nombreuses qualités : elle a une teneur élevée en protéines, sa fibre a des propriétés anticholestérolémiques et elle contient des quantités importantes d’antioxydants uniques qui pourraient protéger les personnes qui en consomment contre les maladies cardiovasculaires. Par ailleurs, le gruau est l’aliment réconfortant par excellence!

Comme Nick Tinker, scientifique à Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC), à Ottawa, le souligne, l’avoine contribue également à la bonne santé économique de notre pays. « Ce fait est peu connu, mais le Canada est le deuxième producteur d’avoine sur la scène mondiale. Et il est de loin le plus gros exportateur d’avoine, avec des livraisons à l’étranger dont la valeur atteint annuellement des centaines de millions de dollars. »

Les producteurs canadiens d’avoine souhaitent évidemment maintenir leur position concurrentielle, ce qui explique qu’ils soient constamment à la recherche de nouvelles variétés plus résistantes aux maladies et donnant des rendements plus élevés et, au vu des effets que pourraient avoir les changements climatiques, de variétés capables de survivre dans un large éventail de conditions environnementales.

Manque de respect

Même si l’avoine occupe un créneau économique d’une valeur appréciable, elle n’a pas le même lustre que d’autres cultures; les programmes de sélection d’avoine suscitent d’ailleurs rarement le même intérêt que ceux du blé, de la fève de soya et du canola. Pour reprendre les mots de Bruce Roskens, directeur de l’agronomie chez Grain Millers Inc., au Minnesota, qui connaît très bien les recherches de M. Tinker, « malgré ses qualités exceptionnelles, l’avoine est le Rodney Dangerfield de l’agriculture [un personnage de la télévision]. Elle aussi n’est pas très respectée. Grâce aux efforts de personnes comme Nick Tinker, cela est cependant en voie de changer radicalement. »

Le Canada, en tête du peloton international

Avec l’aide d’un collègue du département de l’agriculture des États-Unis (USDA), M. Tinker a codirigé un projet de recherche international majeur baptisé CORE, pour Collaborative Oat Research Enterprise.

Appuyé par l’Initiative de recherche-développement en génomique (IRDG) du gouvernement du Canada, l’USDA et des partenaires du secteur privé comme la North American Millers Association (dont la société Grain Millers de M. Roskens est membre) et la Prairie Oat Growers Association du Canada, le projet CORE a fait entrer les technologies de sélection de l’avoine dans le XXIe siècle.

Une plante complexe

Même si les sélectionneurs d’avoine ont bénéficié du développement d’outils génétiques comme la sélection assistée par marqueurs, l’utilité de ces outils était restreinte par la nature même de l’avoine. « Le génome de l’avoine est énorme et complexe, et jusqu’à tout récemment, peu de marqueurs génétiques comportant des traits désirables avaient été recensés », explique M. Tinker. « Il s’en suit que malgré le recours à la sélection assistée par marqueurs, les programmes de sélection s’appuyaient encore dans une large mesure sur un très coûteux processus d’essais et d’erreurs. »

Pour en finir avec ce problème, M. Tinker et son équipe d’AAC et des collaborateurs des États-Unis et d’ailleurs ont décidé d’utiliser une technologie relativement nouvelle : le génotypage par séquençage ou GBS.

Réduire l’improvisation et les coûts

« Plutôt que de séquencer la totalité du génome, avec le GBS, nous découpons l’ADN de chaque variété en utilisant un ensemble d’enzymes spéciaux qui coupent toujours au même endroit, nous a expliqué M. Tinker. Par la suite, nous séquençons toutes les pièces d’une certaine longueur, ce qui nous donne une séquence d’ADN appartenant à une partie précise du génome et au moyen de laquelle nous sommes en mesure de recenser un grand nombre de marqueurs génétiques liés aux différents traits génétiques des variétés d’avoine que nous étudions. Nous pouvons aussi cartographier chacun de ces marqueurs en l’attribuant à l’un des 21 chromosomes de l’avoine. »

Quel est l’intérêt de tout cela? Plutôt que de répéter à l’infini des essais permettant d’identifier uniquement une poignée de marqueurs génétiques, les sélectionneurs d’avoine disposent maintenant d’un test qui leur permet d’en identifier des dizaines de milliers à un coût de tout juste 20 $ par variété.

Comme elle est relativement peu coûteuse, la méthode GBS peut être appliquée à de nombreuses variétés d’avoine. « Des collaborateurs d’autres pays nous envoient des variétés d’avoine que nous séquençons au moyen de la méthode GBS et que nous ajoutons à notre base de données, indique M. Tinker. Nous avons aussi développé une capacité en bio-informatique (incluant la puissance informatique et les logiciels nécessaires) qui nous permet d’analyser ces séquences et de choisir les croisements avec une probabilité de succès beaucoup plus élevée. »

Respect pour les ancêtres de l’avoine

M. Tinker et son équipe d’AAC utilisent maintenant la méthode GBS pour analyser le génome de variétés d’avoine sauvage, les ancêtres des variétés cultivées d’aujourd’hui. « Certaines variétés d’avoine sauvage comportent des traits que nous souhaitons utiliser, mais de nombreux autres dont nous ne voulons pas. Par exemple, nous pourrions identifier une variété comportant un gène qui produit une teneur élevée en fibres qui permettrait d’obtenir des propriétés anticholestérolémiques supérieures, indique M. Tinker. Le truc consiste bien sûr ensuite à développer des outils qui nous permettront d’isoler ce trait et de l’exprimer dans une variété d’avoine cultivée. »

Grâce à tous ces travaux, l’avoine est en train d’acquérir une respectabilité nouvelle, notamment par la collaboration internationale qui vient de voir le jour dans le cadre du programme Oat Global, lequel s’appuie directement sur les succès obtenus par le projet CORE et qui vise à favoriser une collaboration internationale continue dans la recherche sur l’avoine.