jeanflop/post_ocr_correction2 huggingface dataset:
conduit à l'obtention de nouvelles espèces, en particulier de céréales, beaucoup plus performantes. Mais on est allé plus loin. Il y a déjà relativement longtemps (une vingtaine d'années) que les biologistes animaux ont réussi en culture in vitro à fusionner des cellules d'espèces très différentes : souris + moustique, homme + souris, etc. Cette technique présente un intérêt considérable en génétique fondamentale des animaux. Pour les végétaux, certains ont pensé qu'on pouvait aller plus loin puisque, comme on l'a vu plus haut, on peut partant d'une seule cellule obtenir de nouveau une plante entière. On pouvait donc espérer obtenir de cette façon des hybrides irréalisables par la voie de l'hybridation naturelle sexuelle. C'est ce qui a en effet déjà été obtenu, dans quelques cas rares, quand on a su sortir toute la matière vivante de la cellule végétale, le protoplaste, de sa paroi pecto-cellulosique ; on a pu ainsi, en faisant fusionner un protoplaste de pomme de terre avec un protoplaste de tomate, obtenir un hybride irréalisable par hybridation sexuelle : il a été appelé « pomate ». Enfin les manipulations génétiques permettent d'entrer dans le domaine du rêve ; on entend par « manipulation génétique » l'introduction dans une cellule (souvent une bactérie mais pourquoi pas une cellule végétale) d'une « information » totalement étrangère à cette cellule, sous forme d'un fragment d'acide nucléique : une fois cette information introduite dans la cellule, elle peut dans certains cas et sous certaines conditions programmer des processus biochimiques qui aboutissent à une production contrôlable d'une substance particulièrement précieuse. Tout homme curieux d'informations scientifiques a entendu parler des espoirs qu'on place en cette technique pour l'obtention en grande quantité par des bactéries de l'interféron, l'une des voies fructueuses de la lutte contre le cancer. En matière de végétaux et d'agronomie, on rêve donc d'introduire dans les végétaux cultivés l'information génétique (appelée « plasmide » ou gène NIF), responsable de la fixation de l'azote atmosphérique que possèdent certaines bactéries (Rhizobium). Jusqu'à présent, seules les légumineuses (pois, haricot, luzerne, ...) sont capables de métaboliser l'azote atmosphérique pour fabriquer de précieuses protéines sans apport d'engrais
cellule (souvent une bactérie mais pourquoi pas une cellule végétale) d'une « information » totalement étrangère à cette cellule, sous forme d'un fragment d'acide nucléique : une fois cette information introduite dans la cellule, elle peut dans certains cas et sous certaines conditions programmer des processus biochimiques qui aboutissent à une production contrôlable d'une substance particulièrement précieuse. Tout homme curieux d'informations scientifiques a entendu parler des espoirs qu'on place en cette technique pour l'obtention en grande quantité par des bactéries de l'interféron, l'une des voies fructueuses de la lutte contre le cancer. En matière de végétaux et d'agronomie, on rêve donc d'introduire dans les végétaux cultivés l'information génétique (appelée « plasmide » ou gène NIF), responsable de la fixation de l'azote atmosphérique que possèdent certaines bactéries (Rhizobium). Jusqu'à présent, seules les légumineuses (pois, haricot, luzerne, ...) sont capables de métaboliser l'azote atmosphérique pour fabriquer de précieuses protéines sans apport d'engrais azotés, grâce à l'association du végétal supérieur avec la bactérie, le Rhizobium. Puisqu'on sait isoler le fragment d'acide nucléique responsable de cette fonction, on espère l'introduire dans tous les végétaux cultivés : blé, betterave, etc. Les intérêts sont évidents : économie considérable d'énergie puisque suppression des engrais azotés, production contrôlée de protéines, diminution importante des pollutions, etc. Même si pour diverses raisons, qu'il serait trop fastidieux de présenter ici, on atteint les frontières de ce qui est actuellement possible, on frôle donc la science-fiction, il faut donner aux chercheurs qui tentent cet exploit les moyens de le faire, à condition de ne pas réduire les autres secteurs de recherche à la portion congrue. CE QU'APPORTENT ET PEUT APPORTER LA CULTURE IN VITRO D'ORGANISMES VEGETAUX Rapprochons-nous encore un peu plus de la nature et voyons maintenant l'apport de la culture in vitro d'organismes végétaux dans la guérison et la multiplication des végétaux cultivés. Les biotechnologies mises en œuvre ici ont pour origine « la culture de méristèmes ». Le méristème, c'est la partie terminale de toute plante ; c'est un petit massif (semi-sphérique) d'1/10 de mm de diamètre, composé de quelques centaines de cellules et situé à l'extrémité du bourgeon apical
de protéines, diminution importante des pollutions, etc. Même si pour diverses raisons, qu'il serait trop fastidieux de présenter ici, on atteint les frontières de ce qui est actuellement possible, on frôle donc la science-fiction, il faut donner aux chercheurs qui tentent cet exploit les moyens de le faire, à condition de ne pas réduire les autres secteurs de recherche à la portion congrue. CE QU'APPORTENT ET PEUT APPORTER LA CULTURE IN VITRO D'ORGANISMES VEGETAUX Rapprochons-nous encore un peu plus de la nature et voyons maintenant l'apport de la culture in vitro d'organismes végétaux dans la guérison et la multiplication des végétaux cultivés. Les biotechnologies mises en œuvre ici ont pour origine « la culture de méristèmes ». Le méristème, c'est la partie terminale de toute plante ; c'est un petit massif (semi-sphérique) d'1/10 de mm de diamètre, composé de quelques centaines de cellules et situé à l'extrémité du bourgeon apical de la plante ; c'est à partir de lui que s'organise toute la plante : tige, feuilles, fleurs. Or ce méristème présente une caractéristique intéressante : dans une plante totalement envahie par un virus, c'est la seule partie qui n'est jamais contaminée. On a donc pensé, dans les années cinquante à l'isoler aseptiquement et à le placer dans un tube sur un milieu de culture permettant l'expression de ses potentialités, à savoir la reconstitution d'une plante entière ; après quelques années de recherche, cet objectif fut atteint et on obtint ainsi des plantes guéries à partir de souches malades. Ce premier résultat était déjà intéressant en soi : en effet les maladies à virus sont responsables chez les végétaux cultivés d'un manque à produire considérable puisqu'il varie, selon les cas, de 20 à 80 % quand la plante ne meurt pas. Cette technique, française de conception, est mondialement utilisée. Mais elle a eu de plus un prolongement spectaculaire qui est en train de bouleverser la production de certaines plantes : on s'est en effet aperçu que ces microplantes, qui mesurent au maximum 5 cm mais qui comportent de 6 à 10 « noeuds » c'est-à-dire de 6 à 10 bourgeons,
à l'isoler aseptiquement et à le placer dans un tube sur un milieu de culture permettant l'expression de ses potentialités, à savoir la reconstitution d'une plante entière ; après quelques années de recherche, cet objectif fut atteint et on obtint ainsi des plantes guéries à partir de souches malades. Ce premier résultat était déjà intéressant en soi : en effet les maladies à virus sont responsables chez les végétaux cultivés d'un manque à produire considérable puisqu'il varie, selon les cas, de 20 à 80 % quand la plante ne meurt pas. Cette technique, française de conception, est mondialement utilisée. Mais elle a eu de plus un prolongement spectaculaire qui est en train de bouleverser la production de certaines plantes : on s'est en effet aperçu que ces microplantes, qui mesurent au maximum 5 cm mais qui comportent de 6 à 10 « noeuds » c'est-à-dire de 6 à 10 bourgeons, sont bouturables in vitro : chaque bourgeon isolé et repiqué sur un milieu neuf fournit en 4 semaines une nouvelle microplante qui peut être à nouveau divisée et ce indéfiniment : c'est ce que l'on appelle « la multiplication végétative in vitro ». On voit de suite la puissance de l'outil; mais quelques chiffres, obtenus en collaboration avec des producteurs, dans leur exploitation, la feront mieux percevoir : — 1 pied de framboisier fournit, par les techniques classiques, 50 descendants par an ; par culture in vitro, on en obtient 50 000 parfaitement sains à partir d'un méristème ; — la multiplication d'une nouvelle variété de rosier est totalement dépendante du nombre de greffons qu'on peut prélever sur chaque pied (compris entre 20 et 50 par an) ; avec une microplante en tube, on en fabrique 400 000 par an ; — le pêcher-amandier, remarquable porte-greffe pour le pêcher, et le merisier, l'un des fleurons de nos forêts, sont très difficilement multipliables par les techniques classiques ; avec un seul tube, on peut en produire 1 million par an. Mais l'intérêt de la technique ne se limite pas à ce coefficient de multiplication qui est comme on le voit d'au
l'outil; mais quelques chiffres, obtenus en collaboration avec des producteurs, dans leur exploitation, la feront mieux percevoir : — 1 pied de framboisier fournit, par les techniques classiques, 50 descendants par an ; par culture in vitro, on en obtient 50 000 parfaitement sains à partir d'un méristème ; — la multiplication d'une nouvelle variété de rosier est totalement dépendante du nombre de greffons qu'on peut prélever sur chaque pied (compris entre 20 et 50 par an) ; avec une microplante en tube, on en fabrique 400 000 par an ; — le pêcher-amandier, remarquable porte-greffe pour le pêcher, et le merisier, l'un des fleurons de nos forêts, sont très difficilement multipliables par les techniques classiques ; avec un seul tube, on peut en produire 1 million par an. Mais l'intérêt de la technique ne se limite pas à ce coefficient de multiplication qui est comme on le voit d'au moins 1 000, comparé à celui des techniques classiques. La multiplication végétative in vitro est une source d'économie a) En main-d'œuvre et en temps On sait que la grande majorité des arbres fruitiers et de nombreuses plantes horticoles doivent être greffées sur ce que l'on appelle un porte-greffe, parce qu'en particulier on ne peut pas les bouturer ni les semer. Cette opération est longue et onéreuse puisqu'il faut d'abord multiplier le porte-greffe, puis faire le greffage, et attendre le développement du greffon avant de mettre le produit sur le marché ; on est en train de montrer que la multiplication végétative in vitro permet d'obtenir des plantes commercialisables en six mois : en effet les plantes obtenues par culture in vitro sont capables de vivre sur leurs propres racines qui ont commencé à se développer dans le tube de culture : on supprime donc le porte-greffe et le greffage. Il faut ici préciser qu'il reste encore beaucoup à faire, à éprouver, à expérimenter avant de généraliser la méthode, mais les premiers résultats sont très encourageants. b) En énergie Dans de nombreuses branches de l'horticulture, l'entretien et la conservation de pieds-mères (ainsi appelés parce qu'ils fournissent les plantes filles commercialisées) exigent
particulier on ne peut pas les bouturer ni les semer. Cette opération est longue et onéreuse puisqu'il faut d'abord multiplier le porte-greffe, puis faire le greffage, et attendre le développement du greffon avant de mettre le produit sur le marché ; on est en train de montrer que la multiplication végétative in vitro permet d'obtenir des plantes commercialisables en six mois : en effet les plantes obtenues par culture in vitro sont capables de vivre sur leurs propres racines qui ont commencé à se développer dans le tube de culture : on supprime donc le porte-greffe et le greffage. Il faut ici préciser qu'il reste encore beaucoup à faire, à éprouver, à expérimenter avant de généraliser la méthode, mais les premiers résultats sont très encourageants. b) En énergie Dans de nombreuses branches de l'horticulture, l'entretien et la conservation de pieds-mères (ainsi appelés parce qu'ils fournissent les plantes filles commercialisées) exigent d'importantes surfaces couvertes qu'il faut chauffer l'hiver, quelquefois refroidir l'été. Les chiffres qui suivent ont été obtenus dans deux exploitations d'importance très différente. — Premier exemple : retenus par un producteur audacieux d'œillets, la culture de méristèmes et la multiplication végétative in vitro lui ont permis de devenir le premier producteur mondial et d'exporter annuellement 40 % de sa production en particulier vers les Etats-Unis ; mais surtout, alors qu'il lui fallait autrefois quatre ans pour obtenir, à partir d'un stock nécessairement limité de pieds-mères, les millions de plantes qu'il commercialise chaque année, il ne lui en faut plus aujourd'hui que deux, ce qui représente une économie considérable puisqu'elle correspond à deux ans de chauffage de plusieurs hectares de serres (l'entreprise emploie par ailleurs 600 personnes). — Deuxième exemple : pris dans une exploitation plus modeste : on a montré qu'un local climatisé pour cultures in vitro de 9 m2, consommant de l'ordre de 5 kWh/jour, remplace au minimum 2 500 m2 de serres chauffées ou refroidies, selon la saison. Il faut ajouter que, pour ce faire, le producteur ou ses employés, qui a échangé son bleu de travail contre une blouse blanche, œuvre à l'abri des intempéries, à n'importe
producteur mondial et d'exporter annuellement 40 % de sa production en particulier vers les Etats-Unis ; mais surtout, alors qu'il lui fallait autrefois quatre ans pour obtenir, à partir d'un stock nécessairement limité de pieds-mères, les millions de plantes qu'il commercialise chaque année, il ne lui en faut plus aujourd'hui que deux, ce qui représente une économie considérable puisqu'elle correspond à deux ans de chauffage de plusieurs hectares de serres (l'entreprise emploie par ailleurs 600 personnes). — Deuxième exemple : pris dans une exploitation plus modeste : on a montré qu'un local climatisé pour cultures in vitro de 9 m2, consommant de l'ordre de 5 kWh/jour, remplace au minimum 2 500 m2 de serres chauffées ou refroidies, selon la saison. Il faut ajouter que, pour ce faire, le producteur ou ses employés, qui a échangé son bleu de travail contre une blouse blanche, œuvre à l'abri des intempéries, à n'importe quelle époque de l'année, puisqu'on peut pour chaque tube de culture trouver des conditions de conservation en chambre froide qui permettent de placer les plantes dans leur milieu naturel à l'époque la plus favorable. De nombreuses plantes cultivées peuvent déjà être guéries puis multipliées par culture de méristèmes suivie de la multiplication végétative in vitro et on peut affirmer aujourd'hui, sans risque de se tromper, que cette technique sera applicable à tous les végétaux qui intéressent l'homme avant la fin du siècle, y compris à certains arbres de nos forêts. Il faudra pour cela des hommes et des moyens ; or bien que ces découvertes et leurs prolongements techniques aient pour origine des cerveaux et des mains français, la part réservée dans le budget de la recherche française à la biologie végétale et à la recherche agronomique est vraiment la part du pauvre. Et pourtant, qu'on le veuille ou non, et en toute amitié avec mes amis médecins : Pour être malade, il faut vivre. Pour survivre, même malade, il faut manger. Or l'alimentation de l'homme dépend totalement du végétal, en même ses besoins en oxygène. BIBLIOGRAPHIE [1] R.J. GAUTHERET Recherches sur la culture des tissus végétaux, essais de culture
la multiplication végétative in vitro et on peut affirmer aujourd'hui, sans risque de se tromper, que cette technique sera applicable à tous les végétaux qui intéressent l'homme avant la fin du siècle, y compris à certains arbres de nos forêts. Il faudra pour cela des hommes et des moyens ; or bien que ces découvertes et leurs prolongements techniques aient pour origine des cerveaux et des mains français, la part réservée dans le budget de la recherche française à la biologie végétale et à la recherche agronomique est vraiment la part du pauvre. Et pourtant, qu'on le veuille ou non, et en toute amitié avec mes amis médecins : Pour être malade, il faut vivre. Pour survivre, même malade, il faut manger. Or l'alimentation de l'homme dépend totalement du végétal, en même ses besoins en oxygène. BIBLIOGRAPHIE [1] R.J. GAUTHERET Recherches sur la culture des tissus végétaux, essais de culture de quelques tissus méristématiques. Thèse Sciences, 279 p., Paris — 1935. [2] R.J. GAUTHERET La culture des tissus. Gallimard — Paris 1945. [3] J.P. BOURGIN et J.P. NITSCH Obtention de Nicotiana haploïdes à partir d'étamines cultivées in vitro. Ann. Physiol. Vég. 9, 377-382 (1968). [4] G. MOREL et C. MARTIN Guérison de Dahlia atteints de maladies à virus. C.R. Acad. Sci. 235, 1324-1325 — 1952. [5] C. MARTIN La multiplication végétative in vitro : une technique de pointe au service de l'agriculture. Séance spéciale de l'Académie d'Agriculture — 9 mai 1980 — p. 11 à 19. Les limites de la voie microbiologique pour la production des grands intermédiaires chimiques industriels Consultation par Louis BOBICHON sur place Rhône-Poulenc Industries L'accès aux grands intermédiaires chimiques par la voie de la biosynthèse est aujourd'hui limité par le coût de la matière première qui entre dans les procédés. Deux exemples, pris dans le domaine de la production de l'éthanol et de celle du butanol, en comparant sur le plan économique les voies chimiques et biochimiques, le montrent clairement. Il est donc important, à côté de tous les travaux qui sont effectués pour améliorer ces techniques biochimiques, de ne pas oublier cet aspect du problème
Guérison de Dahlia atteints de maladies à virus. C.R. Acad. Sci. 235, 1324-1325 — 1952. [5] C. MARTIN La multiplication végétative in vitro : une technique de pointe au service de l'agriculture. Séance spéciale de l'Académie d'Agriculture — 9 mai 1980 — p. 11 à 19. Les limites de la voie microbiologique pour la production des grands intermédiaires chimiques industriels Consultation par Louis BOBICHON sur place Rhône-Poulenc Industries L'accès aux grands intermédiaires chimiques par la voie de la biosynthèse est aujourd'hui limité par le coût de la matière première qui entre dans les procédés. Deux exemples, pris dans le domaine de la production de l'éthanol et de celle du butanol, en comparant sur le plan économique les voies chimiques et biochimiques, le montrent clairement. Il est donc important, à côté de tous les travaux qui sont effectués pour améliorer ces techniques biochimiques, de ne pas oublier cet aspect du problème et la recherche de sources d'hydrate de carbone bon marché reste encore aujourd'hui un objectif prioritaire pour l'avenir de ces procédés. Une masse considérable d'informations sur les mécanismes biologiques qui régissent le développement des microorganismes a été acquise au cours des trente dernières années. Et plus récemment, de nouvelles et très importantes connaissances dans le domaine de la génétique laissent maintenant entrevoir la possibilité de construire et savoir exploiter industriellement de nouveaux microorganismes capables de toutes sortes de performances. De là à croire que tout est dorénavant possible et que l'on va pouvoir s'affranchir très vite des technologies pétrochimiques actuelles, par exemple, pour accéder aux grands intermédiaires industriels, il n'y a qu'un pas que l'on risque, si l'on n'y prend garde, de franchir trop allègrement. Une contrainte importante limite en effet cette possibilité : c'est la disponibilité d'une source d'hydrate de carbone très bon marché. Deux exemples vont nous le montrer : l'un, avec la production de l'alcool éthylique ; l'autre, avec la production de l'alcool butylique. PRODUCTION D'ALCOOL ETHYLIQUE La fermentation alcoolique est connue depuis les temps les plus anciens, avec l'obtention du vin ou de la bière, et l'on en a pour preuve une description de cette technologie
très importantes connaissances dans le domaine de la génétique laissent maintenant entrevoir la possibilité de construire et savoir exploiter industriellement de nouveaux microorganismes capables de toutes sortes de performances. De là à croire que tout est dorénavant possible et que l'on va pouvoir s'affranchir très vite des technologies pétrochimiques actuelles, par exemple, pour accéder aux grands intermédiaires industriels, il n'y a qu'un pas que l'on risque, si l'on n'y prend garde, de franchir trop allègrement. Une contrainte importante limite en effet cette possibilité : c'est la disponibilité d'une source d'hydrate de carbone très bon marché. Deux exemples vont nous le montrer : l'un, avec la production de l'alcool éthylique ; l'autre, avec la production de l'alcool butylique. PRODUCTION D'ALCOOL ETHYLIQUE La fermentation alcoolique est connue depuis les temps les plus anciens, avec l'obtention du vin ou de la bière, et l'on en a pour preuve une description de cette technologie sur un temple de Thèbes, datant de plusieurs millénaires avant le Christ. La distillation des moûts fermentés pour en retirer l'alcool est, en revanche, plus récente, et c'est vraisemblablement au Moyen-Âge que cette technique s'est développée en Europe, tout particulièrement dans les monastères, pour la production des liqueurs alcoolisées. Mais ce n'est que depuis une centaine d'années environ que la production de l'alcool éthylique (de fermentation donc) s'est industrialisée, avec, comme premier exemple en France, le démarrage d'une unité industrielle, en 1895, sur le site de Melle, dans les Deux-Sèvres. Dans le même temps, la technologie s'est diffusée dans le monde industriel et y a prospéré à grande échelle, jusque vers la fin de la deuxième guerre mondiale. C'est à peu près vers cette période que la voie de synthèse, à partir de produits pétroliers à très bas prix, a commencé à se répandre, et a peu à peu conduit à l'arrêt d'un grand nombre d'unités de fermentation. Un mouvement en sens inverse, dû précisément à la remontée du prix des produits pétroliers, semble actuellement se dessiner dans le monde, notamment au Brésil, et il n'est donc pas sans intérêt d'essayer de comparer aujourd'hui les deux techniques sur le plan
ce n'est que depuis une centaine d'années environ que la production de l'alcool éthylique (de fermentation donc) s'est industrialisée, avec, comme premier exemple en France, le démarrage d'une unité industrielle, en 1895, sur le site de Melle, dans les Deux-Sèvres. Dans le même temps, la technologie s'est diffusée dans le monde industriel et y a prospéré à grande échelle, jusque vers la fin de la deuxième guerre mondiale. C'est à peu près vers cette période que la voie de synthèse, à partir de produits pétroliers à très bas prix, a commencé à se répandre, et a peu à peu conduit à l'arrêt d'un grand nombre d'unités de fermentation. Un mouvement en sens inverse, dû précisément à la remontée du prix des produits pétroliers, semble actuellement se dessiner dans le monde, notamment au Brésil, et il n'est donc pas sans intérêt d'essayer de comparer aujourd'hui les deux techniques sur le plan de l'économie du procédé, afin d'évaluer à nouveau les mérites d'un procédé par fermentation et surtout ses limites. Le tableau 1 rassemble comparativement les principaux paramètres économiques du procédé par synthèse et du procédé par fermentation. Il est établi sur les bases suivantes : — schémas des réactions : — valorisation des sous-produits : — synthèse : les résidus sont brûlés et les calories sont récupérées en crédit sur les utilités, — fermentation : les eaux résiduaires chargées en levure (riches en protéines et en vitamines) sont concentrées et valorisées en alimentation animale ; ici, le crédit apporté par les ventes annule le débit nécessité par le traitement. — prix des matières premières : — synthèse : l'éthylène est compté à son prix de marché actuel en France, soit 2 900 F/t, — fermentation : dans l'hypothèse considérée, on est parti de saccharose compté au prix actuel du saccharose dans les mélasses de betterave, soit 1 400 F/t. — échelle des unités industrielles considérées : — synthèse : 100 000 t/an, — fermentation : 50 000 t/an. — durée d'amortissement : 10 ans (les coûts des unités sont évalués limites des batteries) ; les usines fonctionnent toute l'année. Il est