Des graines d’Arabidopsis et de sorgho sont exposées à l’intérieur et à l’extérieur de la Station spatiale internationale (ISS) pendant environ trois mois.
Photo: © IAEA/FAO

De nouvelles plantes irradiées par le rayonnement cosmique pour résister au changement climatique

En novembre dernier, l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA) et l’Organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO) ont envoyé des graines dans l’espace dans le cadre de leur projet conjoint de création de nouvelles variétés capables de s’adapter aux ravages des changements climatiques sur la Terre.

Selon un récent communiqué de presse de l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA), des graines envoyées dans l’espace en novembre dernier ont été placées à l’extérieur et à l’intérieur de la Station spatiale internationale pour les exposer au spectre complet du rayonnement cosmique et aux températures extrêmes de l’espace.  

Cette expérience astrobotanique réalisée par l’AIEA et l’Organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO) par l’intermédiaire du Centre mixte FAO/AIEA des techniques nucléaires dans l’alimentation et l’agriculture, vise à examiner les effets du rayonnement cosmique sur les graines. Ces recherches ont pour objectif de renforcer les variétés cultivées de sorte qu’elles résistent aux effets du changement climatique et améliorent la sécurité alimentaire mondiale. L’objectif est de déterminer si les conditions très difficiles de l’espace (températures extrêmes et exposition au rayonnement cosmique, par exemple) entraînent une évolution des graines et si cette évolution peut aider les plantes à devenir plus résilientes aux conditions de plus en plus difficiles rencontrées sur la Terre.

« Nous avons pour responsabilité d’explorer les techniques nucléaires susceptibles d’être bénéfiques à la santé humaine et à l’approvisionnement alimentaire, » a déclaré Najat Mokhtar, directrice générale adjointe de l’AIEA et cheffe du Département des sciences et des applications nucléaires. « Alors que le monde essaie de s’adapter aux conséquences du changement climatique, nous devons intensifier la recherche phytogénétique afin de trouver des solutions appropriées et rentables. »

Le 7 novembre 2022, des graines d’Arabidopsis et de sorgho ont été envoyées dans l’espace depuis la base de lancement Wallops Flight Facility de la NASA, en Virginie. Elles faisaient partie de la cargaison de la mission CRS2 NG-18 à destination de l’ISS. Le 13 décembre, une moitié des graines a été exposée sur la plateforme externe Nanoracks de l’ISS. L’autre moitié – essentiellement exposée à la microgravité et à certains niveaux de rayonnement – est restée à l’intérieur de l’ISS à des fins de comparaison.

« Les petits producteurs de denrées alimentaires les plus vulnérables au changement climatique ont un besoin urgent de travaux innovants de recherche et de développement, » a déclaré Maria Helena Semedo, directrice générale adjointe de la FAO, qui a ajouté : « Les conditions de plus en plus difficiles auxquelles l’agriculture est confrontée menacent la production agricole. Nous espérons que la science spatiale contribuera à changer cette situation en facilitant l’élaboration de variétés agricoles résilientes, nutritives et abondantes. »

Rayonnement cosmique et sélection végétale
 

Les mutations spontanées résultant de l’exposition à différentes conditions environnementales sont à la base de l’évolution de tous les organismes et il y a longtemps que la FAO et l’AIEA, par l’intermédiaire de leur Centre mixte des techniques nucléaires dans l’alimentation et l’agriculture, aident les pays à trouver de nouvelles variétés végétales présentant des caractéristiques souhaitables grâce à l’application de techniques de mutagénèse par rayonnement, améliorant ainsi la sécurité alimentaire et nutritionnelle et les revenus des agriculteurs.

Des graines d’Arabidopsis et de sorgho ont été utilisées pour l’étude car on dispose déjà d’une vaste banque de données génétiques sur laquelle s’appuyer pour effectuer des analyses et des comparaisons. L’Arabidopsis a fait l’objet d’études extensives de la part de botanistes et de généticiens alors que le sorgho est une plante des zones tropicales semi-arides cultivée pour ses graines comestibles dans de nombreux pays en développement.

Il y a près de 60 ans que le Centre mixte FAO/AIEA, basé à Vienne/Autriche, effectue des recherches phytogénétiques s’appuyant sur le rayonnement pour créer de nouvelles variétés agricoles. Dans l’histoire de l’agriculture, la sélection naturelle ou la sélection par mutation ont été les moteurs de la domestication des plantes et de la sélection végétale. Elles sont responsables de l’adaptation génétique des plantes à leurs environnements changeants et entraînent l’amélioration des plantes cultivées. À ce jour, plus de 3 400 nouvelles variétés de plus de 210 espèces ont été obtenues grâce au traitement mutagène par rayonnement et à la sélection par mutation — c’est le cas de nombreux arbres, cultures alimentaires et plantes ornementales utilisés par les agriculteurs dans 70 pays.  

Lorsque les graines reviendront sur Terre – leur retour est attendu pour avril 2023 – on les fera germer et pousser dans les serres et les laboratoires de l’AIEA gérés par le Centre mixte FAO/AIEA, à Seibersdorf/Autriche, avant de chercher à déterminer si les plantes obtenues ont subi des variations structurelles de leur ADN et si elles présentent des effets biologiques. Ces analyses aideront à comprendre si le rayonnement cosmique et les conditions spatiales ont un effet important sur l’amélioration des cultures et s’ils peuvent potentiellement profiter aux habitants de la planète.

(IAEA/wi)

Ressources connexes

Centre mixte FAO/AIEA des techniques nucléaires dans l’alimentation et l’agriculture

 

 

 

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