FAO applicables aux banques de gènes Mode d'emploi

Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques pour l’alimentation et l’agriculture
Des banques de gènes bien gérées ont le double avantage de
préserver la diversité génétique et de rendre celle-ci accessible
aux sélectionneurs. Les Normes applicables aux banques de
gènes pour les ressources phytogénétiques pour l’alimentation
et l’agriculture établissent les procédures de conservation des
ressources phytogénétiques. Ces normes, à caractère volontaire,
constituent une référence pour les pratiques optimales scientifiques
et techniques actuelles, et viennent appuyer les principaux
instruments internationaux de politique en matière de conservation
et d’utilisation des ressources phytogénétiques.
fao
I3704F/1/03.14
Normes applicables
aux banques de gènes
pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Normes applicables
aux banques de gènes
pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture
Rome, 2014
Édition révisée, 2014
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E-ISBN 978-92-5-208262-0 (PDF)
© FAO, 2013, 2014
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Citation: FAO. 2014. Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques pour
l’alimentation et l’agriculture, éd. rev. Rome.
Couverture:
Triticum spp.
Capsicum annuum
Anacardium occidentale
Carica papaya
Zea mays
Oryza sativa
Punica granatum
Colocasia esculenta
Phaseolus vulgaris
Araucaria angustifolia
Chenopodium quinoa
Cucurbita maxima
Brachychiton populneus
Phaseolus vulgaris
Table des matières
Remerciements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vi
Avant-propos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . viii
Préface .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x
1.Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2. Principes fondamentaux. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3. Normes - Structure et definitions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4. Normes applicables aux banques de gènes
pour les semences orthodoxes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1 Normes relatives à l’acquisition de matériel génétique.. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2 Normes relatives au séchage et à l’entreposage.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3 Normes relatives aux essais de viabilité.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4 Normes relatives à la régénération.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5 Normes relatives à la caractérisation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.6 Normes relatives à l’évaluation.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.7 Normes relatives à la documentation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.8 Normes relatives à la distribution.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.9 Normes relatives à la duplication de sécurité. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.10 Normes relatives à la sécurité et au personnel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.
17
18
24
30
36
41
45
50
53
57
61
Normes relatives aux collections en champ.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
5.1 Normes relatives au choix de l’emplacement.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
5.2 Normes relatives à l’acquisition de matériel génétique.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
5.3 Normes relatives à l’établissement de collections en champ.. . . . . . . . . . . . . 76
5.4 Normes relatives à la gestion des terrains.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
5.5 Normes relatives à la régénération et à la propagation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
5.6 Normes relatives à la caractérisation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
5.7 Normes relatives à l’évaluation.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
5.8 Normes relatives à la documentation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
5.9 Normes relatives à la distribution.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
5.10 Normes relatives à la sécurité et à la duplication de sécurité. . . . . . . . . . . . 109
iii
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
6. Normes APplicables aux banques de gènes
pour la culture in vitro et la cryoconservation. . . . . . . . . . . . .
6.1 Normes relatives à l’acquisition et au traitement initial. . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2 Normes relatives au dépistage de comportement non orthodoxe et
à l’évaluation de la teneur en eau, de la vigueur et de la viabilité. . . . . . . .
6.3 Normes relatives à l’entreposage à l’humidité de
semences récalcitrantes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.4 Normes relatives à l’entreposage de cultures in vitro et
en croissance ralentie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.5 Normes relatives à la cryoconservation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.6 Normes relatives à la documentation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.7 Normes relatives à la distribution et aux échanges.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.8 Normes relatives à la sécurité et à la duplication de sécurité. . . . . . . . . . . .
115
121
126
130
134
139
149
152
155
AnnexE 1: Liste des acronymes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
AnnexE 2: glossaire. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
iv
Remerciements
L’élaboration et la publication des Normes applicables aux banques de gènes pour les
ressources phytogénétiques pour l’alimentation et l’agriculture ont été possibles grâce à la
contribution de nombreuses personnes. Ont pris part à cette entreprise des points focaux
nationaux chargés des ressources phytogénétiques pour l’alimentation et l’agriculture,
ainsi que des scientifiques provenant d’organisations nationales et internationales. La
FAO saisit l’occasion de les remercier chaleureusement pour avoir, sans compter, prêté
toute leur expertise à l’élaboration de ces Normes.
Les Normes applicables aux banques de gènes ont été préparées par la Division de
la production végétale et de la protection des plantes de la FAO, sous la direction de
Kakoli Ghosh. Durant l’élaboration de ces normes, l’équipe de la FAO – Kakoli Ghosh,
Arshiya Noorani et Chikelu Mba – a travaillé en étroite collaboration avec Ehsan Dulloo,
Imke Thormann et Jan Engels, de Bioversity International, qui méritent ici une mention
spéciale. Nos remerciements s’adressent également à: Jane Toll, du Fonds fiduciaire
mondial pour la diversité des cultures et Patricia Berjak et Norman Pammenter, de
l’Université du KwaZulu-Natal, pour leurs précieux apports. De nombreux membres du
personnel de la FAO ont également prêté leur contribution à cette publication, notamment
Linn Borgen-Nilsen, Stefano Diulgheroff, Alison Hodder, Dan Leskien, NeBambi
Lutaladio, Dave Nowell, Michela Paganini et Álvaro Toledo.
Nous voudrions également citer et remercier tous les scientifiques qui ont relu les
Normes:
Ananda Aguiar, Adriana Alercia, Nadiya AlSaadi, Ahmed Amri, Catalina Anderson,
Miriam Andonie, Åsmund Asdal, Sarah Ashmore, Araceli Barceló, Maria Bassols, M. Elena
González Benito, Erica E. Benson, Benoit Bizimungu, Peter Bretting, Zofia Bulinska,
Marilia Burle, Patricia Bustamante, Emilia Caboni, Lamis Chalak, Rekha Chaudhury,
Xiaoling Chen, Andrea M. Clausen, Carmine Damiano, Hadyatou Dantsey-Barry, Maria
Teresa Merino De Hart, Axel Diederichsen, Carmen del Río, Ariana Digilio, Sally Dillon,
Andreas W. Ebert, David Ellis, Richard Ellis, Florent Engelmann, Epp Espenberg, Francisco
Ricardo Ferreira, Brad Fraleigh, R. Jean Gapusi, Massimo Gardiman, Tatjana Gavrilenko,
Daniela Giovannini, Agnès Grapin, Badara Gueye, Eva Hain, Magda-Viola Hanke, Jean
Hanson, Keith Harding, Siegfried Harrer, Ir Haryono, Fiona R. Hay, Monika Höfer, Kim
Ethel Hummer, Salma Idris, Brian M. Irish, Joseph Kalders, Joachim Keller, Maurizio
Lambardi, Ulrike Lohwasser, Judy Loo, Xinxiong Lu, Carmen Martín, Rusudan Mdivani,
Carlos Miranda, Javad Mozafari, Gregorio Muñoz, Godfrey Mwila, Fawzy Nawar, Normah
M. Noor, Dorota Nowosielska, Anna Nukari , Sushil Pandey, Maria Papaefthimiou, Wiesław
Podyma, Lerotholi Qhobela, Robin Probert, Alain Ramanantsoanirina, Morten Rasmussen,
B.M.C. Reddy, Bob Redden, Barbara M. Reed, Harriet Falck Rehnm, Ken Richards, Maria
Victoria Rivero, Jonathan Robinson, Manuel Sigüeñas Saavedra, Izulmé Rita Santos,
Viswambharan Sarasan, Sarah Sensen, Fabiano Soares, Artem Sorokin, Chisato Takashina,
Ayfer Tan, Mary Taylor, Mohammed Tazi, Bradley J. Till, Roberto Tuberosa, Rishi Kumar
vi
Tyagi, Theo van Hintum, Nguyen Van Kien, Bert Visser, Juan Fajardo Vizcayno, Christina
Walters, Wei Wei, Fumiko Yagihashi, et Francis Zee.
Notre gratitude va à Petra Staberg et à l’équipe de Pietro Bartoleschi pour la conception
graphique et la mise en page de cette publication. La participation de Munnavara
Khamidova, Sitora Khakimova, Diana Gutiérrez Méndez et Suzanne Redfern a également
été appréciée.
D’autres personnes encore méritent certainement d’être mentionnées ici. Toutes nos
excuses et nos remerciements vont à tous ceux et celles qui n’ont pas été cités et qui
ont contribué à la préparation des Normes applicables aux banques de gènes pour les
ressources phytogénétiques pour l’alimentation et l’agriculture.
vii
Avant-propos
Les ressources phytogénétiques sont une ressource stratégique primordiale pour la
production agricole durable. Une conservation et une utilisation efficaces de ces ressources
sont essentielles pour garantir la sécurité alimentaire et nutritionnelle, aujourd’hui
comme demain. Pour relever ce défi, il faudra que les méthodes et les variétés soient
continuellement améliorées de sorte qu’elles soient adaptées aux conditions particulières
des écosystèmes agricoles. L’appauvrissement de la diversité génétique réduit les
possibilités de gestion résiliente et durable de l’agriculture dans des environnements
défavorables, compte tenu des conditions météorologiques qui changent rapidement.
Des banques de gènes bien gérées préservent la diversité génétique et la rendent
en outre accessible aux sélectionneurs. Les Normes applicables aux banques de gènes
pour les ressources phytogénétiques pour l’alimentation et l’agriculture, préparées sous la
direction de la Commission de la FAO sur les ressources génétiques pour l’alimentation et
l’agriculture, et approuvées par celle-ci lors de sa quatorzième session ordinaire en 2013,
établissent les procédures à suivre pour la conservation des ressources phytogénétiques.
La Commission reconnaît leur valeur universelle en matière de conservation du matériel
génétique dans le monde entier
Ces normes volontaires recouvrent aussi bien les semences conservées dans des
banques de gènes que le matériel végétal reproduit par multiplication végétative, y
compris les collections en champ. Elles constituent la référence pour définir les meilleures
pratiques scientifiques et techniques actuelles et tiennent compte des principaux
instruments internationaux de politique en matière de conservation et d’utilisation des
ressources phytogénétiques. Elles sont un outil important pour la mise en œuvre du Traité
international sur les ressources phytogénétiques pour l’alimentation et l’agriculture et
constituent un élément d’appui au deuxième Plan d’action mondial pour les ressources
phytogénétiques pour l’alimentation et l’agriculture. Les 7,5 millions d’accessions des
banques de gènes dans le monde se composent en grande partie d’espèces cultivées parmi
les plus importantes pour l’alimentation humaine et animale, notamment des variétés
sauvages et traditionnelles majeures, mais aussi de semences d’importance locale et des
espèces sous-utilisées.
Les Normes encouragent une gestion active des banques de gènes, et envisagent un
ensemble d’approches complémentaires. Elles aideront les gestionnaires des banques de
gènes à trouver un équilibre entre les objectifs scientifiques, les ressources disponibles et
les conditions effectives dans lesquelles ils travaillent, tout en reconnaissant que les plus
de 1750 banques de gènes dans le monde diffèrent considérablement par la taille de leurs
collections et les ressources humaines et financières à leur disposition. Le défi auquel sont
confrontés de nombreux pays en développement pour assurer une conservation fiable sur
le long terme est de faire face aux capacités limitées et aux infrastructures inappropriées,
qui rendent la tâche difficile.
viii
La conservation des ressources génétiques agricoles n’a d’intérêt que si celles-ci sont
utilisées de manière efficace. Cela exige des liens solides tout au long de la filière, qui
va de la conservation des ressources in situ aux agriculteurs et à leurs communautés
jusqu’aux consommateurs, en passant par la récolte, le stockage dans des banques de
gènes, sans oublier la recherche et l’élevage. Les conservateurs de banques de gènes, les
sélectionneurs et les programmes nationaux doivent travailler ensemble pour assurer la
conservation efficace et durable des ressources phytogénétiques pour l’alimentation et
l’agriculture, dont dépend l’humanité. Je demande que des mesures appropriées soit prises
aux niveaux national et régional, de sorte que ces Normes internationales primordiales
puissent atteindre leur objectif de souscrire à la sécurité alimentaire.
Ren Wang
Sous-Directeur général
Département de l’agriculture et de la protection des consommateurs
ix
Préface
Les banques de gènes jouent un rôle essentiel dans la conservation, la disponibilité
et l’utilisation d’une grande partie de la diversité phytogénétique et sont ainsi utiles
pour améliorer les cultures et assurer la sécurité alimentaire et nutritionnelle. Elles
contribuent à créer une passerelle entre le passé et le futur, en garantissant la disponibilité
permanente de ressources génétiques pour la recherche, la sélection et l’obtention de
semences améliorées pour un système d’agriculture résilient et durable. Une gestion
efficace des banques de gènes, par l’application de normes et de procédures, est essentielle
pour la conservation et l’utilisation durables des ressources phytogénétiques.
Les Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture (Normes applicables aux banques de gènes) sont des
normes internationales pour la conservation ex situ dans des banques de semences, pour
les collections en champ, ainsi que pour la conservation in vitro et la cryoconservation.
L’équipe des semences et ressources phytogénétiques de la FAO a élaboré ces normes
sous la direction de la Commission des ressources génétiques pour l’alimentation et
l’agriculture. Au cours de la phase préparatoire, les normes pour les semences orthodoxes
ont été mises à jour, et d’autres normes ont été développées pour les collections en champ,
la conservation in vitro et la cryoconservation, en consultation avec le Groupe consultatif
pour la recherche agricole internationale (CGIAR), en particulier Bioversity International.
Les gestionnaires des banques de gènes, les institutions universitaires et de recherche
concernées et les points focaux nationaux pour les ressources phytogénétiques pour
l’alimentation et l’agriculture ont contribué à fournir des informations précieuses, tout
comme les secrétariats du Traité international sur les ressources phytogénétiques pour
l’alimentation et l’agriculture et la Convention internationale pour la protection des
végétaux. À sa quatorzième session, en 2013, la Commission a approuvé les Normes
applicables aux banques de gènes et a demandé qu’elles fassent au plus vite l’objet d’une
adoption universelle.
L’objectif des Normes applicables aux banques de gènes est la conservation des
ressources phytogénétiques dans des conditions qui répondent à des normes reconnues
et appropriées, sur la base des connaissances techniques et scientifiques disponibles
actuellement. Toutes les normes sont fondées sur des principes fondamentaux communs
à tous les différents types de banques de gènes. Elles prennent également en compte
les changements dans la gestion des semences et des techniques grâce aux progrès de
la biologie moléculaire et de la bioinformatique. Elles intègrent les progrès accomplis
dans le domaine de la documentation et des systèmes d’information, qui prennent
une place toujours plus centrale dans l’amélioration de la gestion des banques de
gènes et l’optimisation des ressources. Ce document présente, pour chaque norme, des
informations d’ordre général, les aspects techniques, des circonstances particulières
ainsi qu’une bibliographie sélective constituée de manuels techniques et de documents
protocolaires appropriés.
x
Les Normes applicables aux banques de gènes sont suffisamment génériques pour
être applicables à toutes les banques de gènes et doivent être utilisées conjointement
aux informations spécifiques aux espèces. C’est le cas en particulier des plantes qui
produisent des semences non orthodoxes et/ou qui sont reproduites par multiplication
végétative, étant donné la difficulté d’établir des normes spécifiques valables pour
toutes ces espèces qui ont des propriétés de stockage des semences, de formes et de
cycles de vie différents. Ces Normes sont non contraignantes et d’application volontaire.
Elles mettent en avant l’importance de la sécurisation et du partage de matériel, ainsi
que d’une documentation connexe en conformité avec les réglementations nationales
et internationales. Un examen périodique des normes sera utile compte tenu des
changements de politiques et des évolutions techniques.
Conserver et accroître l’utilisation durable des ressources phytogénétiques est
une condition nécessaire pour assurer la sécurité alimentaire et répondre aux besoins
nutritionnels des générations présentes et futures. Ainsi, il est essentiel de conserver
la diversité des ressources phytogénétiques afin qu’elle soit disponible auprès de la
communauté mondiale. Toutefois, l’entretien des banques de gènes peut être coûteux.
De nombreuses avancées scientifiques, telles que la cryoconservation, ont un coût, en
particulier lorsqu’elles sont utilisées pour des essais à grande échelle. L’entretien des
collections en champ est également astreignant en terme de main-d’œuvre et de coût.
Par conséquent, l’accent doit être mis sur la gestion proactive des banques de gènes en
adoptant une approche complémentaire et un équilibre optimal entre les considérations
scientifiques, le personnel disponible, les infrastructures et les ressources financières
dans les conditions actuelles. Dans de nombreux pays, la disponibilité de personnel
qualifié et de ressources suffisantes pour maintenir les collections des banques de gènes
d’une manière durable reste un défi. Des partenariats à long terme aux niveaux national,
régional et mondial ainsi que des ressources pour le renforcement des capacités seront
nécessaires pour appliquer les normes.
xi
Équipe des semences et ressources phytogénétiques
Chapitre
Introduction
1
1
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Les banques de gènes du monde entier détiennent des collections de ressources
phytogénétiques extrêmement variées. Leur objectif global est de conserver le matériel
phytogénétique sur le long terme et de le rendre accessible aux sélectionneurs, aux
chercheurs et aux autres utilisateurs. Les ressources phytogénétiques sont les
matières premières utilisées dans l’amélioration des cultures. Leur conservation et
leur utilisation est essentielle à la sécurité alimentaire et nutritionnelle mondiale. Pour
pouvoir conserver durablement les ressources phytogénétiques, les banques de gènes
doivent être gérées de manière efficace et efficiente grâce à l’application de normes et de
procédures qui garantissent la survie et la disponibilité des ressources phytogénétiques.
Les Normes applicables aux banques de gènes pour la conservation des ressources
phytogénétiques pour l’alimentation et l’agriculture sont nées de la révision des Normes
applicables aux banques de gènes publiées en 1994 par la FAO et l’Institut international
des ressources phytogénétiques (IPGRI). Ce processus a été amorcé à la demande de
la Commission des ressources génétiques pour l’alimentation et l’agriculture (CRGAA)
à la lumière des évolutions du paysage politique mondial et des avancées réalisées
dans le domaine des sciences et des technologies. Les principaux changements de
politiques ayant une incidence sur la conservation des ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture (RPGAA) dans les banques de gènes ont trait à la
disponibilité et à la distribution du matériel génétique. Ces questions sont apparues
suite à l’adoption d’instruments internationaux comme la Convention sur la diversité
biologique (CDB), le Traité international sur les ressources phytogénétiques pour
l’alimentation et l’agriculture (Traité international) et la Convention internationale
pour la protection des végétaux (CIPV) ainsi que l’Accord de l’OMC sur l’application des
mesures sanitaires et phytosanitaires pour ce qui est des règles relatives aux organismes
nuisibles. En 2010, la CDB a adopté le Protocole de Nagoya sur l’accès aux ressources
génétiques et le partage juste et équitable des avantages découlant de leur utilisation.
Ce texte pourrait avoir des conséquences sur les échanges de matériel génétique. Sur
le plan scientifique, les progrès réalisés en matière d’entreposage de semences, de
2
chapitre 1
Introduction
biotechnologies et de technologies de l’information et de la communication ont apporté
de nouvelles dimensions à la conservation du matériel phytogénétique.
Les Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture servent de directives aux banques de gènes qui
conservent des collections végétales (semences, plantes vivantes et explants). Elles
ont été élaborées suite à une série de consultations avec un grand nombre d’experts
en matière de conservation, cryoconservation et conservation in vitro des semences
ainsi que de collections en champ à travers le monde. Précisons que les Normes sont
volontaires et non contraignantes, et qu’elles n’ont pas été élaborées selon une procédure
de normalisation officielle. Il faut les considérer comme des cibles à atteindre pour mettre
en place un système mondial efficient, efficace, rationnel et transparent de conservation
ex situ qui permette une préservation optimale de la viabilité et de l’intégrité génétique
du matériel entreposé dans les banques de gènes, de manière à garantir l’accès à des
semences de qualité issues des ressources phytogénétiques conservées et leur utilisation.
Il est important que ces Normes ne soient pas appliquées sans discernement car
les méthodes de conservation connaissent des avancées technologiques constantes,
souvent spécifiques à une espèce, et le contexte lié à l’affectation et à la durée de
conservation et d’utilisation du matériel génétique est en évolution permanente. Il est
donc recommandé d’utiliser le projet de révision des Normes applicables aux banques
de gènes parallèlement à d’autres sources de référence, en particulier des informations
propres à chaque espèce, notamment pour les plantes à semences non orthodoxes
et/ou multipliées par voie végétative. En effet, celles-ci réagissent différemment à
l’entreposage et ont des formes de vies (herbes, arbustes, arbres, lianes/vignes) et des
cycles de vie (annuel, bisannuel, pérenne) différents, pour lesquels il est difficile d’établir
des normes spécifiques, valables pour toutes les espèces.
Ce document comprend deux parties. La première partie traite des principes
fondamentaux qui sous-tendent les Normes applicables aux banques de gènes et
constituent le cadre global d’une gestion efficace et efficiente des banques de gènes. Les
principes clés au cœur du fonctionnement d’une banque de gènes sont la préservation
de l’identité, de la viabilité et de l’intégrité génétique du matériel, ainsi que la promotion
de l’accès. Ceci comprend également les informations associées facilitant l’utilisation du
matériel végétal entreposé, conformément aux instruments réglementaires nationaux
et internationaux pertinents. Les principes fondamentaux sont communs à tous les
différents types de banques de gènes.
La deuxième partie fournit les normes détaillées pour trois types de banques de
gènes, notamment les banques de semences, les collections en champ et les collections
in vitro ou cryoconservées. Ces Normes couvrent toutes les opérations principales
effectuées au sein d’une banque de gènes et fournissent une bibliographie sélective
pour chaque norme. Bien que les informations techniques essentielles pertinentes
soient fournies pour toutes les normes, il convient de souligner la nécessité de
consulter les manuels techniques appropriés pour ce qui est des procédures et des
protocoles. Les Normes relatives aux banques de semences (Chapitre 4) traitent de
la conservation de semences orthodoxes tolérantes à la dessiccation c’est-à-dire qui
3
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
peuvent être déshydratées jusqu’à de faibles teneurs en eau et qui réagissent bien aux
basses températures. L’abaissement du degré d’humidité et de la température ralentit
les processus métaboliques, augmentant ainsi la longévité des semences. Parmi les
plantes à semences orthodoxes, citons le maïs (Zea mays L.), le blé (Triticum spp.), le riz
(Oryza spp.), le pois chiche (Cicer arietinum), le coton (Gossypium spp.) et le tournesol
(Helianthus annuus).
Les chapitres 5 et 6 fournissent respectivement les normes traitant de la conservation
des végétaux produisant des semences non orthodoxes, appelées aussi semences
récalcitrantes ou intermédiaires, et/ou des plantes multipliées par voie végétative. Ces
végétaux ne peuvent pas être conservés de la même façon que les semences orthodoxes,
c’est-à-dire à basse température et faible teneur en humidité et requièrent d’autres
méthodes de conservation ex situ.
La méthode la plus couramment utilisée pour les plantes produisant des semences non
orthodoxes est celle des collections en champ. Elle est également utilisée pour les plantes
produisant très peu de semences ou multipliées par voie végétative et/ou les végétaux
dont la reproduction nécessite un cycle de vie long et/ou des matériels de plantation.
Malgré l’utilisation du terme « collection en champ », cette méthode comprend également
l’entretien de plantes vivantes en pots ou en plateaux, sous abri ou en serre. Des directives
techniques et des manuels de formation sont disponibles pour la gestion de collections
de matériel génétique maintenues dans les collections en champ (par exemple Bioversity
International et al., 2011; Reed et al., 2004; Said Saad et Rao, 2001; Engelmann, 1999;
Engelmann et Takagi, 2000; Geburek et Turok, 2005).
La conservation in vitro de matériel phytogénétique et la cryconservation peuvent
être effectuées par le biais d’une croissance ralentie (in vitro) pour un entreposage
à court ou moyen terme, ou par cryoconservation à long-terme. La première
méthode consiste à maintenir les cultures (en particulier les méristèmes apicaux,
les méristèmes, les embryons somatiques, les suspensions cellulaires ou les cals
embryogènes) en milieu de culture artificiel, en conditions limitant la croissance. Le
taux de croissance des cultures peut être limité au moyen de diverses méthodes, y
compris la diminution de la température, l’abaissement de l’intensité lumineuse ou la
manipulation du milieu de culture par l’ajout d’agents osmotiques ou de ralentisseurs
de croissance (Engelmann, 1999).
La cryoconservation consiste en l’entreposage de matériel biologique (semences,
embryons végétaux, méristèmes apicaux/méristèmes et/ou pollen) à des températures
extrêmement basses correspondant généralement à celle de l’azote liquide, soit
-196 °C (Engelmann et Takagi, 2000; Reed, 2010). Dans ces conditions, les processus
biochimiques et la plupart des processus physiques sont interrompus et les matériels
peuvent être conservés à long terme. Ces modes de conservation représentent une
approche complémentaire aux autres méthodes et sont nécessaires à une conservation
sûre, efficiente et rentable (Reed, 2010). Par exemple, les souches cryoconservées
peuvent être maintenues comme sauvegarde pour les collections en champ, comme
collections de référence de la diversité génétique disponible pour une population et
comme source d’allèles nouveaux pour l’avenir.
4
chapitre 1
Introduction
Les normes suivantes sont fournies pour les types de banques de gènes respectifs:
nn Normes applicables aux banques de gènes pour les semences orthodoxes:
acquisition de matériel génétique, séchage et entreposage des semences, surveillance
de la viabilité, régénération, caractérisation, évaluation, documentation, distribution,
duplication de sécurité et sécurité/personnel.
nn Normes applicables aux collections en champ: choix de l’emplacement, acquisition
du matériel génétique, établissement des collections en champ, gestion des terrains,
régénération et propagation, caractérisation, évaluation, documentation, distribution,
sécurité et duplication de sécurité.
nn Normes applicables aux banques de gènes pour la culture in vitro et la
cryoconservation: acquisition de matériel génétique, test de comportement nonorthodoxe et évaluation de la teneur en eau, de la vigueur et de la viabilité, entreposage
à l’humidité pour les semences récalcitrantes, culture in vitro et entreposage en
croissance ralentie, cryoconservation, documentation, distribution et échange,
sécurité et duplication de sécurité.
Bibliographie sélective
Bioversity International/Food and Fertilizer Technology Center/TARI-COA (Taiwan Agricultural
Research Institute-Council of Agriculture). 2011. A training module for the international course on
the management and utilisation of field genebanks and in vitro collections. Fengshan, Taïwan, TARI.
Engelmann, F., éd. 1999. Management of field and in vitro germplasm collections. Actes d’une réunion
consultative, 15–20 janvier 1996. Cali, Colombie, CIAT, et Rome, IPGRI.
Engelmann, F. et Takagi, H., éds. 2000. Cryopreservation of tropical plant germplasm. Current research
progress and application. Tsukuba, Japon, Japan International Research Center for Agricultural
Sciences, et Rome, IPGRI.
Geburek, T. et Turok, J., éds. 2005. Conservation and management of forest genetic resources in
Europe. Zvolen, Slovaquie, Arbora Publishers.
Reed, B.M. 2010. Plant cryopreservation. A practical guide. New York, États-Unis, Springer.
Reed, B.M., Engelmann, F., Dulloo, M.E. et Engels, J.M.M. 2004. Technical guidelines for the
management of field and in vitro germplasm collections. Handbooks for Genebanks No. 7. Rome,
IPGRI.
Said Saad, M. et Rao, V.R., éds. 2001. Establishment and management of field genebank training
manual. Serdang, Malaisie, IPGRI-APO.
SGRP-CGIAR (Programme sur les ressources génétiques du Groupe consultatif pour la recherche
agricole internationale). Crop Genebank Knowledge Base (disponible à l’adresse suivante: http://
cropgenebank.sgrp.cgiar.org).
5
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Équipe des semences et ressources phytogénétiques
chapitre 1
Chapitre
Principes
fondamentaux
2
7
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Les banques de gènes du monde entier partagent les mêmes objectifs principaux mais
leurs missions, leurs ressources et leurs systèmes de fonctionnement diffèrent souvent.
C’est pourquoi les conservateurs doivent s’efforcer d’optimiser le système global de
leur banque de gènes, ce qui nécessite des solutions de gestion qui peuvent varier de
façon substantielle d’une institution à l’autre, même si les objectifs visés demeurent
identiques. Les principes fondamentaux expliquent pourquoi et à quelle fin on conserve
des ressources phytogénétiques. Ils servent de base à l’établissement de normes sans
lesquelles les banques de gènes ne pourraient fonctionner de manière fluide. Les plus
essentiels en matière de conservation sont décrits dans la section suivante.
Identité des accessions
Il convient de veiller à ce que l’identité des accessions de semences conservées dans les
banques de gènes soit préservée tout au long des divers processus, de l’acquisition à la
distribution en passant par l’entreposage. L’identification des accessions est fortement
tributaire du recueil minutieux de données et d’informations concernant le matériel. Ce
processus commence par l’enregistrement de données d’identification comprenant des
informations sur la collecte et, le cas échéant, sur le donateur. Il est également nécessaire
d’enregistrer des informations relatives aux collections plus anciennes dont les données
d’identification n’ont pas été notées précédemment ou sont incomplètes. Bien souvent,
les spécimens d’herbier et les collections de référence peuvent contribuer largement à
l’identification des accessions. L’identification des accessions sur le terrain est primordiale. En
effet, un mauvais étiquetage peut conduire à une érosion génétique importante. L’étiquetage
sur le terrain doit être complété par des plans de masse correctement documentés, de
façon à assurer une identification correcte des accessions au sein des collections. Divers
facteurs externes, tels que les mauvaises conditions climatiques, peuvent entrainer
la perte des étiquettes utilisées sur le terrain. Les techniques modernes telles que les
8
chapitre 2
Principes fondamentaux
étiquettes d’accessions comportant des codes-barres, les étiquettes d’identification par
radiofréquence (RFID) et les marqueurs moléculaires peuvent faciliter la gestion du
matériel génétique en réduisant les possibilités d’erreurs et garantissent l’identité des
accessions concernées.
Préservation de la viabilité
Préserver la viabilité, l’intégrité génétique et la qualité des accessions conservées
dans les banques de gènes et les rendre disponibles à l’utilisation est le but ultime
de la gestion des banques de gènes. Il est donc crucial que tous les processus des
banques de gènes soient conformes aux normes permettant de maintenir la viabilité à
un niveau acceptable. Pour atteindre ces objectifs, il convient de porter une attention
particulière aux normes relatives à l’acquisition, au traitement et à l’entreposage de
matériel génétique. Pour les semences récalcitrantes et d’autres types non orthodoxes,
ceci est évalué par vérification visuelle de l’absence de dommages ainsi qu’à l’aide du
taux de germination et de la germination totale. Toutefois, la présence à l’intérieur des
graines de moisissures et de bactéries indécelables à l’œil nu peut en compromettre la
qualité. En général dans les banques de gènes de semences, les accessions acceptées
dans une banque de gènes à l’étape de l’acquisition doivent présenter une viabilité
élevée et être conformes, autant que possible, aux normes relatives à l’acquisition
de matériel génétique. Collecter les semences le plus rapidement possible après la
maturation et avant la dispersion naturelle, en évitant de ramasser celles qui sont
disséminées au sol, souillées ou qui peuvent être porteuses de champignons ou de
bactéries saprophytes ou pathogènes permet de s’assurer qu’elles sont de la meilleure
qualité qui soit sur le plan physiologique. Les banques de gènes doivent aussi veiller à
ce que le matériel génétique collecté soit représentatif de la population d’origine d’un
point de vue génétique, tout en tenant compte du nombre de propagules vivantes,
de manière à ne pas compromettre la qualité de l’échantillon. Il est indispensable de
contrôler l’état des échantillons entreposés en réalisant des essais de viabilité à des
intervalles déterminés par la longévité attendue des semences. On peut éviter une
régénération coûteuse ou, tout au moins, la retarder en portant suffisamment d’attention
à la manipulation, au séchage et à l’entreposage post-récolte. Dans le contexte d’une
collection en champ, le terme de propagabilité (qualité de ce qui est propageable) est
plus approprié que le terme de viabilité, plus spécifiquement lié à la capacité des graines
à germer et à produire une plantule. Les collections en champ sont sensibles à l’impact
de facteurs environnementaux tels que les conditions climatiques ou l’incidence des
organismes nuisibles. Ces impacts sont différents suivant les différents types d’espèces
et de cycles de croissance (plantes annuelles, bisannuelles ou vivaces). Dans le cas
des espèces dont le comportement des semences après l’entreposage est inconnu (à
savoir si elles sont récalcitrantes, autrement non orthodoxes ou orthodoxes), la condition
préalable à l’établissement de toute stratégie d’entreposage de matériel génétique est
la vérification des réponses des semences (généralement à la déshydratation lente).
9
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Préservation de l’intégrité génétique
La nécessité de préserver l’intégrité génétique est étroitement liée au maintien de la
viabilité et de la diversité de l’échantillon original qui a été recueilli. Tous les processus des
banques de gènes, de la collecte à l’acquisition en passant par l’entreposage, la régénération
et la distribution, sont importants pour préserver l’intégrité génétique. En veillant au
maintien de la viabilité conformément aux normes établies, on contribue à la préservation
de l’intégrité génétique. L’évaluation du maintien de la stabilité génomique, en particulier
lorsque les échantillons sont récupérés du cryostockage, fait appel à diverses techniques
moléculaires, y compris les études d’éventuelles modifications épigénétiques réversibles ou
non. Chez les plantes nécessitant de longues périodes entre l’ensemencement et la maturité
sexuelle, la régénération des semences sur le terrain serait difficilement envisageable. Un
ré-échantillonnage de la population originale doit être entrepris lorsque l’on observe des
signes indiquant une baisse de la force et de la viabilité. La préservation de l’intégrité
génétique est également très importante pour le matériel génétique conservé in vitro, en
particulier en ce qui concerne le risque de variation somaclonale. C’est la raison principale
pour laquelle il faut éviter l’embryogenèse somatique indirecte (c’est-à-dire le passage par
l’étape de cal) pour la production de types de matériel génétique destinés à la conservation;
sauf s’il n’existe aucune autre alternative. Dans la mesure du possible, l’étape d’acquisition
doit permettre d’obtenir des échantillons de semences représentatifs, de bonne qualité et
en quantité suffisante. Cependant, on admet que l’échantillon ne soit pas nécessairement
représentatif de la population d’origine lorsque l’objectif est de cibler des caractéristiques
particulières. Pour limiter autant que possible l’érosion génétique, il est important de suivre
les protocoles recommandés1 en matière de régénération, en limitant le nombre de cycles
de régénération, en veillant à ce que la taille réelle de la population soit suffisamment
importante, en procédant à un échantillonnage équilibré et en contrôlant la pollinisation.
Soulignons tout particulièrement l’importance de la duplication de sécurité, qui permet
de faire face aux risques qui peuvent exister au sein des banques de gènes.
Préservation de la santé du matériel génétique
Les banques de gènes doivent s’efforcer, dans la mesure du possible, de veiller à ce
que les semences qu’elles conservent et distribuent soient exemptes d’organismes de
quarantaine et d’organismes nuisibles réglementés (bactéries, virus, champignons et
insectes). Les surfaces externes peuvent généralement être assainies de manière efficace
à l’aide de procédures de désinfection superficielle. Elles n’ont souvent pas les capacités
ou les ressources nécessaires pour tester elles-mêmes les échantillons collectés, acquis
1
10
Dulloo, M.E., Hanson, J., Jorge, M.A. et Thormann, I. 2008. Regeneration guidelines: general guiding principles. Dans:
M.E. Dulloo, I. Thormann, M.A. Jorge et J. Hanson, éds. Crop specific regeneration guidelines. Programme sur les ressources génétiques à l’échelle du Système (PRGS) du CGIAR, Rome. Voir aussi http://cropgenebank.sgrp.cgiar.org/.
chapitre 2
Principes fondamentaux
ou issus de parcelles de régénération ou de multiplication afin de s’assurer qu’ils sont
exempts d’organismes de quarantaine. Ce problème se pose en particulier lorsque le
matériel génétique provient de tierces parties. Ces problèmes sont aggravés dans le cas
de la conservation d’espèces à semences récalcitrantes. Les contaminants internes ne
sont révélés que lorsque les semences récalcitrantes sont conservées à court ou moyen
terme en entreposage à l’humidité, ou lorsque des explants obtenus à partir des semences
sont mis en culture de tissus. La solution peu satisfaisante à l’heure actuelle est de se
débarrasser de toute semence/explant contaminé et constitue le seul moyen de garantir
un matériel génétique non contaminé. C’est pourquoi il est important que les certificats
d’importation et phytosanitaires pertinents accompagnent les semences en cas d’échange
de matériel génétique, afin de garantir le statut sanitaire des échantillons reçus. Certains
échantillons infectés ou infestés peuvent être aisément nettoyés, mais d’autres nécessitent
de recourir à des méthodes plus sophistiquées.
Sécurité physique des collections
Les constructions abritant des banques de gènes doivent respecter des normes suffisantes
visant à protéger le matériel génétique contre tout facteur extérieur, notamment les
catastrophes naturelles et les dommages imputables aux êtres humains. C’est l’un
des principes fondamentaux de la conservation des ressources génétiques. Des systèmes
de sécurité adaptés sont également nécessaires pour contrôler le fonctionnement des
équipements de refroidissement et des appareils permettant le suivi des paramètres
essentiels en fonction du temps. La cryconservation nécessite de l’azote liquide. Ce
produit cryogène doit donc être disponible en permanence. Par ailleurs, les niveaux d’azote
liquide doivent absolument être maintenus, peu importe que le remplissage des cuves de
stockage ou des congélateurs à azote liquide se fasse manuellement ou automatiquement.
Une autre question importante se pose en matière de sécurité: celle de veiller à ce que le
matériel soit dupliqué et conservé avec toutes les précautions qui s’imposent sur un ou
plusieurs sites. De cette façon, si la collection est détruite pour une raison quelconque,
elle peut être restaurée à partir des échantillons dupliqués.
Disponibilité et utilisation du matériel génétique
Le matériel conservé doit être disponible en vue d’une utilisation immédiate ou ultérieure.
Il est donc important que l’ensemble des processus ayant trait au fonctionnement
et à la gestion des banques de gènes contribuent à cet objectif. Il sera nécessaire de
conserver des quantités suffisantes de semences, accompagnées des informations qui
s’y rapportent. Bien que les collections en champ ne comportent que peu d’accessions
et possèdent donc une capacité limitée de distribution aux utilisateurs, la banque de
gènes doit disposer d’une stratégie lui permettant de multiplier rapidement n’importe
quel matériel génétique à des fins de distribution.
11
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Disponibilité des informations
Pour favoriser la communication des informations et la responsabilisation, des données
essentielles, détaillées, précises et à jour doivent être enregistrées à toutes les étapes. Il
peut s’agir d’informations historiques ou actuelles, intéressant en particulier la gestion
de chaque accession après son acquisition. L’accès à ces informations, leur disponibilité
et leur partage doivent être considérés comme hautement prioritaires car ils contribuent
à améliorer et rationaliser la conservation. Des bases de données interactives comportant
une fonction de recherche et regroupant des données d’évaluation phénotypique
peuvent aider les acquéreurs de matériel génétique à cibler leurs demandes. Par ailleurs,
la communication de nouvelles données d’évaluation ne fait qu’accroître la valeur et
l’utilité de la collection. En rendant disponibles et facilement accessibles les informations
relatives au matériel génétique conservé, on améliorera l’utilisation de celui-ci. En outre,
on aidera ainsi les conservateurs de banques de gènes à mieux planifier leurs activités de
multiplication et de régénération afin qu’ils puissent disposer de stocks suffisants de leurs
accessions. Pour ce qui est des systèmes d’information basés sur les banques de gènes, il
est recommandé de disposer d’une base de données interactive comportant une fonction
de recherche. Un bon exemple de la valeur de ce type de base de données est la Base de
données d’informations sur les semences (SID) 2 de la Banque de semences du Millénaire
de Kew. Le Système de gestion des herbiers et de la recherche en botanique (BRAHMS)3
a été mis en place à des fins de conservation et de gestion des données relatives aux
matériels génétiques. D’autre part, EURISCO4 est un catalogue Internet fournissant des
informations concernant les collections végétales européennes ex situ.
Gestion volontariste des banques de gènes
La durabilité et l’efficacité de la conservation des ressources génétiques dépendent de
la gestion active du matériel conservé. Une gestion volontariste est essentielle pour
veiller à ce que le matériel génétique soit conservé efficacement et rendu disponible
en temps voulu et en quantité suffisante afin qu’il puisse servir ultérieurement à des
sélectionneurs, des agriculteurs, des chercheurs et d’autres utilisateurs. Elle souligne
l’importance d’obtenir et de partager du matériel ainsi que les informations qui s’y
rapportent, et met en place une stratégie fonctionnelle de gestion des ressources
humaines et financières permettant de rationaliser le système. Elle comporte une
stratégie de gestion des risques et encourage les collaborations avec des tierces
parties pour la mise à disposition de services aux banques de gènes dans un effort
de conservation de la biodiversité. Il est à noter que la préservation de collections en
2http://data.kew.org/sid.
3http://dps.plants.ox.ac.uk/bol.
4http://eurisco.ecpgr.org.
12
chapitre 2
Principes fondamentaux
champ est onéreuse. Tous les efforts doivent donc être entrepris pour le développement
de collections complémentaires in vitro ou en cryoconservation. L’adhésion aux cadres
juridiques et réglementaires nationaux et internationaux, en particulier ceux qui ont
trait à l’accès, à la disponibilité et à la distribution du matériel, ainsi qu’à la santé des
végétaux et des semences, est indispensable. Un Accord type de transfert de matériel
(ATTM) devrait être utilisé pour les espèces cultivées dans le cadre du Système
multilatéral du Traité international. Les réglementations de la CIPV servent de cadre
à celles qui concernent la quarantaine et la santé afin de prévenir l’introduction et la
propagation d’organismes nuisibles et de maladies. Surtout, les institutions détenant
des banques de gènes doivent prendre des engagements permanents et à long terme
quant à la disponibilité de ressources humaines et financières.
De plus, une gestion volontariste encouragerait l’application d’expériences et de
connaissances empiriques au nouveau matériel génétique et viserait à mettre en
œuvre, dans la mesure du possible, les normes applicables aux banques de gènes dans
les conditions locales. Ainsi, même si une norme particulière n’est pas totalement
respectée, des mesures conservatoires sont prises pour garantir le respect des principes
fondamentaux de la gestion des banques de gènes.
13
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
chapitre 1
Chapitre
3
Normes – structure
et définitions
nn
nn
nn
nn
nn
Normes
Informations générales
Aspects techniques
Circonstances particulières
Bibliographie sélective
Les informations générales regroupent
les principaux éléments nécessaires à l’application
des normes. Elles fournissent une brève description de
l’activité ordinaire d’une banque de gènes concernée par
ces normes et présentent les principes qui les sous-tendent.
Les aspects techniques font référence aux
principes techniques et scientifiques permettant de
comprendre et d’étayer les normes. Les Circonstances
particulières sont les dispositions à prendre dans les cas
où les normes ne peuvent pas être appliquées, par exemple
à une espèce donnée. Elles traitent des exceptions, des voies
alternatives et des options en matière de gestion des risques.
À la fin de chaque section, une bibliographie
sélective réunit des sources d’information
et des références.
Équipe des semences et ressources phytogénétiques
Les Normes, telles qu’elles sont décrites dans ce document,
définissent le niveau de performance du fonctionnement
ordinaire d’une banque de gènes, en-deçà duquel il existe
un risque élevé de perte d’intégrité génétique (par exemple,
une probabilité de cinq pour cent ou plus de disparition
d’un allèle dans une accession au cours de la période
d’entreposage). Chaque section se divise comme suit:
15
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
chapitre 1
Chapitre
4
Équipe des semences et ressources phytogénétiques
Normes
applicables
aux banques
de gènes pour
les semences
orthodoxes
17
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
4.1. Normes relatives
à l’acquisition
de matériel génétique
Normes
4.1.1
Tous les échantillons de semences ajoutés à la collection d’une banque de gènes
ont été acquis légalement et sont accompagnés de la documentation technique
pertinente.
4.1.2La collecte des semences doit être effectuée le plus rapidement possible après
la maturation et avant la dispersion naturelle, en évitant une éventuelle
contamination génétique, afin d’obtenir des semences d’une qualité maximale.
4.1.3 Pour ce faire, le délai séparant la collecte des semences de leur transfert vers
un environnement de séchage contrôlé doit être de trois à cinq jours ou le
plus court possible; sachant que les semences ne doivent pas être exposées
à des températures élevées ni à une lumière intense et que les semences
immatures de certaines espèces nécessitent une post-maturation pour que
des embryons se développent.
4.1.4 Tous les échantillons de semences doivent être accompagnés d’au moins un
minimum de données associées, telles que détaillées dans les descripteurs de
passeport multi-cultures élaborés par la FAO et Bioversity.
4.1.5Les semences doivent être collectées à partir d’un minimum de 30 à 60 plantes
selon le système de reproduction de l’espèce cible.
18
chapitre 4
Normes applicables aux banques de gènes pour les semences orthodoxes
Informations générales
L’acquisition est le processus de collecte ou de demande de semences – ainsi que des
informations qui s’y rapportent – en vue de les intégrer dans une banque de gènes. Le
matériel doit être acquis légalement, de bonne qualité et accompagné des documents
appropriés.
L’acquisition doit respecter les réglementations internationales et nationales
pertinentes comme les lois phytosanitaires ou relatives à la quarantaine, les
réglementations d’accès établies par le Traité international et la CDB, ainsi que les lois
nationales régissant l’accès aux ressources génétiques. L’adhésion à la Norme 4.1.1
permettra l’exportation de semences depuis le pays d’origine ou donateur et leur
importation dans le pays où se trouve la banque de gènes. Par ailleurs, elle déterminera
le régime de gestion et de distribution (ATTM ou Accords de transfert de matériel
[ATM], par exemple).
Il est nécessaire de veiller à ce que les semences soient de la meilleure qualité
possible et d’éviter de conserver des semences immatures ou ayant été exposées trop
longtemps aux éléments naturels. La manière dont les semences sont manipulées entre
leur collecte et leur transfert vers une atmosphère contrôlée est déterminante quant à
leur qualité. Une température et une humidité extrêmes lors de la période suivant la
collecte et du transport vers la banque de gènes peuvent provoquer une perte rapide
de viabilité et réduire la longévité des semences entreposées. Il en est de même pour
la manipulation post-récolte au sein de la banque de gènes. La qualité et la longévité
des semences dépendent notamment des conditions préalables à l’entreposage
dans la banque de gènes. Il est recommandé de procéder à un essai de germination
immédiatement après la collecte afin de déterminer la qualité des semences.
Au moment de l’acquisition, il est important de veiller à ce que les données
d’identification de chaque accession soient aussi complètes que possible et pleinement
étayées , en particulier les données de géoréférencement qui aident à localiser les sites
de collecte. En effet, elles sont essentielles pour identifier et classer les accessions, et
serviront de point d’entrée pour leur sélection et leur utilisation.
Aspects techniques
L’accès aux ressources phytogénétiques pour l’alimentation et l’agriculture qui relève
du Système multilatéral du Traité international doit se faire dans le cadre du ATTM. Les
acquéreurs doivent respecter les dispositions pertinentes du Traité international ou de
la CDB et un ATM doit être signé par les personnes autorisées dans le pays de collecte,
conformément aux lois nationales régissant l’accès aux ressources génétiques du pays
ou se fera la collecte (ENSCONET, 2009). En outre, à la demande du pays fournisseur,
l’accès peut être soumis à son consentement préalable et informé. Il convient de
s’enquérir des réglementations phytosanitaires et autres conditions d’importation
auprès des autorités compétentes dans le pays receveur.
19
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
La teneur en eau des semences fraîchement récoltées dans les champs peut être
élevée. Dans ce cas, il faut les ventiler afin de prévenir la fermentation. On doit les placer
dans des récipients adaptés permettant une bonne circulation de l’air et empêchant
ainsi leur contenu de devenir humide. Grâce à ce système, les semences ne se mélangent
pas et ne sont pas abîmées pendant la collecte et le transport. En veillant à ce que la
température ne dépasse pas 30 °C et que l’humidité relative (HR) reste inférieure à
85 pour cent après la collecte et le transport, ainsi que pendant le traitement post-récolte,
on contribue à préserver la qualité des semences. Si des semences totalement matures
doivent être traitées et séchées sur place, il convient de suivre les recommandations
techniques applicables à l’espèce en question ou à une espèce similaire afin de limiter
le risque de détérioration.
Les formulaires prévus à cet effet doivent être utilisés pour inscrire les données
de collecte. Ils doivent contenir des informations comme la classification taxonomique
initiale de l’échantillon, les coordonnées du site de collecte selon le Système
de positionnement mondial (GPS), une description de l’habitat des végétaux collectés, le
nombre de végétaux échantillonnés et les autres données pertinentes quant à la qualité
de la conservation. Si possible, les descripteurs de passeport multi-cultures doivent
être utilisés (Alercia et al., 2012). Lorsque le matériel est collecté à partir de champs
ou d’entrepôts d’agriculteurs, des informations complémentaires très utiles peuvent
être obtenues en questionnant les agriculteurs, notamment sur les pratiques culturales,
l’historique et l’origine des générations précédentes de semences, les utilisations etc.
Lors de la collecte, l’opérateur doit aussi être attentif à l’épuisement de la population
naturelle visée. Selon les recommandations du manuel de collecte du Réseau européen de
conservation de graines indigènes (ENSCONET), la collecte ne doit pas dépasser 20 pour
cent du total des semences disponibles au sein d’une population (ENSCONET, 2009). En
outre, il peut s’avérer utile de répéter l’échantillonnage d’un site donné afin d’optimiser la
capture de la variabilité génétique qui peut être présente à divers moments.
L’échantillon doit inclure au moins un exemplaire des 95 pour cent d’allèles que l’on
trouve dans la population cible à une fréquence supérieure à 0,05 (Marshall et Brown,
1975). Un échantillon aléatoire de 59 gamètes totalement distincts suffit à atteindre
cet objectif. Cela correspond à 30 individus dans une espèce où les croisements sont
complètement aléatoires et à 60 chez une espèce intégralement autogame (Brown et
Hardner, 2000). En d’autres termes, la taille de l’échantillon permettant d’obtenir 95 pour
cent des allèles peut varier de 30 à 60 plantes, selon le système de reproduction de l’espèce
visée. En pratique, des quantités adéquates de semences doivent être collectées pour la
distribution afin d’éviter des régénérations fréquentes. Cependant, il faut reconnaitre que
cet objectif n’est pas toujours atteint puisqu’il dépend de la disponibilité des semences.
En cas de don de semences (par une société semencière, un programme de recherche
ou une banque de gènes), la classification taxonomique, ainsi que le nom et le numéro
d’identification du donateur, doivent compléter les données d’identification disponibles.
On doit s’enquérir auprès du donateur de la manière dont le matériel génétique reçu
a été entretenu, notamment du pedigree ou de la lignée, ainsi que de la chaîne de
responsabilité, si possible. On doit assigner aux semences un numéro d’identification
20
chapitre 4
Normes applicables aux banques de gènes pour les semences orthodoxes
unique (temporaire ou définitif, selon la pratique en vigueur dans la banque de gènes)
qui les accompagne en permanence, les lie aux données d’identification et à toute autre
information collectée, et garantit l’authenticité de l’échantillon. Lorsque la situation le
permet, il convient de prélever un spécimen d’herbier dans la même population que les
échantillons, en précisant la méthode et la raison de l’acquisition.
21
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Circonstances particulières
La collecte doit impérativement respecter les dispositions légales, en particulier si le
matériel génétique est destiné à quitter le pays d’origine.
Lorsque les collections contiennent une proportion importante (plus de 10 pour cent)
de semences immatures ou de fruits, des mesures doivent être prises pour favoriser la
maturation post-récolte. On peut généralement y parvenir en entreposant le matériel dans
des locaux bien ventilés, à température ambiante et à l’abri de la pluie. Les améliorations
visibles en termes de maturité doivent être suivies et le matériel doit être transféré
dans un lieu où les conditions de séchage sont contrôlées dès que l’on considère que les
semences collectées sont plus matures.
Des exceptions relatives aux normes mentionnées plus haut (concernant la taille des
échantillons, par exemple) devront être faites pour les espèces sauvages et rares dont
les semences ne sont pas nécessairement disponibles dans l’état idéal ou en quantité
optimale.
22
chapitre 4
Normes applicables aux banques de gènes pour les semences orthodoxes
Bibliographie sélective
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23
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
4.2 Normes relatives
au séchage et à l’entreposage
Normes
4.2.1
Tous les échantillons de semences doivent être séchés jusqu’au degré d’humidité
d’équilibre dans un environnement contrôlé à 5-20 °C et 10-25 pour cent
d’humidité relative, selon l’espèce.
4.2.2 Après le séchage, tous les échantillons doivent être placés dans un récipient
hermétique en vue de leur entreposage à long terme. Lorsqu’il est nécessaire
d’accéder fréquemment aux semences ou que les collections risquent de
s’épuiser avant la date à laquelle il est prévu qu’elles ne soient plus viables, il
est possible d’entreposer les semences dans des récipients non hermétiques.
4.2.3Les échantillons les plus originaux et les doublons de sécurité doivent
être maintenus dans des conditions permettant de les entreposer sur le long
terme (collections de base) à une température de -18 °C ± 3 °C et à une humidité
relative de 15 pour cent ± trois pour cent.
4.2.4 Pour le stockage à moyen terme (collection active), les échantillons doivent être
réfrigérés à 5-10 °C et à une humidité relative de 15 pour cent ± trois pour cent.
Informations générales
La préservation de la viabilité des semences est l’une des missions cruciales des banques
de gènes, qui garantit que le matériel génétique est à la disposition des utilisateurs et
qu’il est représentatif, du point de vue génétique, de la population dont il est issu (c’està-dire l’échantillon le plus original). L’un des objectifs essentiels des normes relatives au
séchage et à l’entreposage des semences consiste à réduire la fréquence de régénération
de l’échantillon le plus original en maximisant la longévité des semences et en réduisant
ainsi le coût de la conservation en banque de gènes et les risques d’érosion génétique.
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chapitre 4
Normes applicables aux banques de gènes pour les semences orthodoxes
À cet effet, tous les échantillons les plus originaux ainsi que les doublons de sécurité de la
collection doivent être entreposés durablement (voir les normes relatives à la duplication
de sécurité). En outre, les normes concernant l’entreposage s’avèrent nécessaires lorsque
l’objectif est de conserver des semences à moyen ou court terme afin de les maintenir
en vie suffisamment longtemps pour les distribuer aux utilisateurs et évaluer le matériel
génétique. En pareil cas, les normes n’ont nul besoin d’être aussi rigoureuses que pour
la conservation à long terme.
Avant l’entreposage, les échantillons doivent être séchés jusqu’au degré d’humidité
approprié. On peut avoir recours à diverses méthodes, dont la plus courante consiste à
utiliser un produit dessiccatif ou une chambre de séchage déshumidifiée. Le choix de la
méthode dépend de l’équipement disponible, du nombre et de la taille des échantillons
à sécher, des conditions climatiques locales et des coûts. Cependant, le séchage ne peut
accroître la longévité que dans une certaine mesure. À un degré d’humidité particulier,
la longévité maximale pour une température d’entreposage donnée est atteinte et le
fait de continuer à sécher les semences n’améliorera pas davantage leur longévité. Pour
tirer le meilleur parti de la réfrigération ou de la congélation lors de l’entreposage, il est
recommandé aux banques de gènes de sécher les semences jusqu’au degré d’humidité
critique. On peut opter pour différentes combinaisons d’HR et de température lors du
séchage, sachant qu’il est possible d’accélérer ce processus en augmentant la température
mais que le potentiel de vieillissement physiologique se réduit lorsque l’on abaisse la
température.
Les conditions de stockage à long terme recommandées plus haut doivent garantir
la bonne qualité des semences pendant une longue durée, qui dépend de l’espèce
concernée. Les conditions d’entreposage à moyen terme, en revanche, sont adaptées
à une durée de 30 ans et nécessitent généralement une réfrigération. L’entreposage à
court terme doit permettre de disposer de semences de bonne qualité pendant au
moins huit ans. Les semences peuvent être maintenues à température ambiante (à
condition que celle-ci soit aussi fraîche et stable que possible, et ne dépasse pas
25 °C) pour certaines des espèces présentant une grande longévité si l’humidité est
contrôlée conformément à la Norme 4.2.2. Précisons que la longévité des semences
matures de bonne qualité peut varier d’une espèce à l’autre, voire d’un lot à l’autre au
sein d’une même espèce (Probert et al., 2009; Nagel et Börner, 2010; Walters et al.,
2005). En raison de cette variation, particulièrement importante lorsque les semences
sont récoltées à des degrés de maturité différents, le conservateur de la banque de
gènes doit se montrer vigilant quant à la viabilité (voir les normes relatives aux essais
de viabilité).
Puisque le degré d’humidité d’équilibre des semences est fonction de leur teneur en
huile, la meilleure mesure correspondant à la norme relative au séchage est l’humidité
relative à l’équilibre (HRE). Cette constante est déterminée par l’HR et la température
de l’environnement de séchage. Cependant, il convient de noter que l’HRE des semences
conservées dans des récipients fermés diminuera ou augmentera selon que la température
d’entreposage est inférieure ou supérieure à la température de séchage.
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Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Aspects techniques
La longévité des semences est déterminée par les interactions entre des facteurs
biologiques intrinsèques et la qualité et l’homogénéité de l’environnement d’entreposage,
à savoir la température et le degré d’humidité de la semence (HRE), mais elle dépend
également de l’espèce. Il est établi que la longévité des semences s’accroît, dans une
certaine mesure, lorsque leur degré d’humidité et la température d’entreposage baissent
(Ellis et Roberts, 1980; Harrington, 1972). Des études ont démontré que le fait de sécher des
semences au-delà d’un certain degré n’apportait pas ou peu de bénéfice supplémentaire
en termes de longévité (Ellis et al., 1985; Ellis et Hong, 2006) et pouvait même accélérer
le vieillissement des semences (Vertucci et Roos, 1990; Walters, 1998). Les normes
relatives à l’entreposage, telles qu’elles sont présentées, ont vocation à garantir que les
semences sont conservées au degré d’humidité optimal. Cependant, il a été prouvé que
le fait de réduire la température d’entreposage accroissait le degré d’humidité optimal
des semences (Walters et Engels, 1998; Ellis et Hong, 2006). Il peut donc exister un
risque de trop sécher les semences. A contrario, certaines informations indiquent que
des semences ont pu être entreposées sur le long terme dans des conditions de séchage
26
chapitre 4
Normes applicables aux banques de gènes pour les semences orthodoxes
extrême (Pérez- García et al., 2009). Néanmoins, des incertitudes demeurent et des
recherches plus approfondies sont nécessaires (Ellis et Hong, 2006; Vertucci et Roos,
1990; Walters, 1998).
Les conditions de séchage qui permettent d’atteindre le degré d’humidité critique
correspondant à la température d’entreposage voulue doivent être déterminées en utilisant
les isothermes d’hydrosorption. Ces équations mettent en évidence la relation entre la
quantité d’eau présente dans les semences, généralement exprimée en pourcentage de leur
poids total, et leur HR. Pour une espèce donnée, il pourrait y avoir plusieurs combinaisons
valables entre l’HR et la température de séchage. Les relations isothermes, fondées sur la
teneur en huile, sont disponibles en ligne sur le site de la SID de Kew (voir les références).
Les opérateurs des banques de gènes doivent bien comprendre la relation entre l’HR et
la température d’entreposage pour être en mesure de décider de la combinaison la mieux
adaptée à l’environnement de séchage des semences.
Dès que les semences ont atteint le degré d’humidité souhaité, elles doivent être
emballées et entreposées. Après le séchage, l’humidité des semences doit être maintenue
grâce à des récipients résistants à l’humidité. Différents types de récipients peuvent
être utilisés, notamment en verre, en étain et en plastique, ainsi que du papier d’aluminium,
chacun présentant des avantages et des inconvénients (Gómez-Campo, 2006). Par
exemple, on considère que les récipients en verre peuvent accumuler de l’humidité et que
les sacs en plastique aluminisés sont beaucoup plus adaptés, à condition qu’ils puissent
contenir les semences. Dans tous les cas, des récipients en verre suffisamment épais
pour ne pas se briser ou des emballages composés notamment d’une feuille de métal
d’une épaisseur suffisante permettront de maintenir le degré d’humidité désiré jusqu’à
40 ans, selon l’HR ambiante et l’étanchéité de la fermeture. La banque de gènes allemande,
par exemple, utilise du papier d’aluminium multicouches de 11 µm d’épaisseur, tandis
que les échantillons conservés à Svalbard sont stockés dans des feuilles d’aluminium
multicouches de 20 µm. Le degré d’humidité des semences ou le degré d’humidité à
l’équilibre doit être mesuré périodiquement pendant la période d’entreposage pour
s’assurer qu’il ne fluctue pas.
La température d’entreposage détermine la longévité maximale qu’un échantillon
peut atteindre et la stabilité de l’environnement est essentielle pour préserver la
viabilité des semences. Cependant, les données concernant l’entreposage à long terme
à basse température sont limitées. Par le passé, il a été recommandé de maintenir une
température de -18 °C car c’est la valeur la plus basse que puisse atteindre un compresseur
de congélateur standard à un étage. On doit s’efforcer de maintenir les températures
d’entreposage dans une fourchette de ± 3 °C par rapport à la valeur fixée et de limiter à
moins d’une semaine par an la durée totale des fluctuations de plus grande ampleur. Les
banques de gènes doivent enregistrer les écarts de température ainsi que les périodes
pendant lesquelles les accessions sont extraites de l’environnement d’entreposage. Pour la
conservation à court terme, les semences doivent être séchées et entreposées à la même
température. Par exemple, si la température ambiante est de 20 °C, les semences doivent
être séchées à cette température.
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Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Circonstances particulières
Les semences destinées à être entreposées à long terme doivent être extraites le plus
rarement possible et uniquement lorsque les échantillons conservés à moyen terme sont
épuisés. On ne peut obtenir les conditions de stockage désirées lorsque le contrôle de
l’environnement mécanique est défaillant ou que les semences sont sorties à plusieurs
reprises de l’environnement d’entreposage contrôlé. Des générateurs de secours et une
réserve de combustible suffisante doivent être disponibles sur le site.
Aucun récipient n’est totalement étanche et l’humidité des semences finira par
rattraper celle de la chambre forte d’entreposage. Ce processus est plus rapide lorsqu’il
s’agit de récipients fabriqués à partir de plastique isotherme ou bien si des récipients en
verre ou multicouches ont été mal fermés ou présentent des défauts. Il arrive que des
semences doivent être séchées de nouveau de temps en temps, et il convient de remplacer
les récipients ou les joints d’étanchéité tous les 20 à 40 ans.
Si l’on utilise des récipients translucides, des sachets perforés en plastique transparent,
remplis de gel de silice amené à température ambiante et contenant un indicateur coloré,
peuvent servir à évaluer la performance du récipient pendant l’entreposage à long terme.
Le changement de couleur du gel (stocké au milieu des semences) mettra en évidence
des infiltrations d’humidité si le récipient n’est pas correctement fermé. Les semences
orthodoxes présentant une longévité peu élevée ou les semences de mauvaise qualité
dès l’origine risquent de se détériorer plus rapidement et de ne pas respecter les normes
de stockage à long terme, à moins d’avoir recours à la cryogénie.
28
chapitre 4
Normes applicables aux banques de gènes pour les semences orthodoxes
Bibliographie sélective
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29
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
4.3 Normes relatives
aux essais de viabilité
Normes
4.3.1Le test de viabilité initiale des semences doit être réalisé après nettoyage et
séchage de l’accession ou, au plus tard, dans les 12 mois qui suivent sa réception
par la banque de gènes.
4.3.2La valeur germinative initiale doit être supérieure à 85 pour cent pour la
plupart des semences d’espèces cultivées. Pour certaines accessions et espèces
sauvages ou forestières qui ne présentent pas en temps normal des niveaux de
germination élevés, un pourcentage plus faible est acceptable.
4.3.3Les intervalles séparant les essais de viabilité doivent être fixés à un tiers du
délai au bout duquel on estime que la viabilité sera tombée à 85 pour cent1 de
la viabilité initiale ou plus bas, selon l’espèce et l’accession concernée, sans
toutefois dépasser 40 ans. Si cette période de détérioration ne peut pas être
évaluée et que les accessions sont destinées à être entreposées sur le long terme
à -18 °C dans des récipients hermétiques, l’intervalle doit être de 10 ans pour les
espèces dont on attend une longévité importante et de cinq ans pour les autres.
4.3.4Le seuil de viabilité pour la régénération ou d’autres décisions de gestion
comme la réalisation d’une nouvelle collecte doit être fixé à 85 pour cent de la
viabilité initiale ou plus bas, selon l’espèce et l’accession concernée.
1
30
Le moment de la perte de viabilité peut être prévu pour une large variété d’espèces cultivées grâce à une application
en ligne fondée sur les équations de viabilité d’Ellis et Roberts (voir http://data.kew.org/sid/viability/).
chapitre 4
Normes applicables aux banques de gènes pour les semences orthodoxes
Informations générales
De bonnes conditions d’entreposage permettent de préserver la viabilité du matériel
génétique mais ne l’empêchent pas de baisser. Les banques de gènes s’intéressent à la
viabilité du point du vue du potentiel germinatif pour la conservation, ainsi que des essais
de germination en vue de créer une population qui se régénère. Il est donc nécessaire
d’évaluer périodiquement la viabilité. Le test de viabilité initiale doit être réalisé le plus tôt
possible, avant que les semences ne soient emballées et stockées; les essais suivants sont
effectués à intervalles réguliers pendant l’entreposage. Si, pour des raisons pratiques liées au
flux de travail et à l’efficience, le test de viabilité initiale ne peut être pratiqué préalablement
à l’entreposage, il doit se dérouler dès que possible et au plus tard dans les 12 mois qui
suivent la réception. Ce cas peut se présenter dans des banques de gènes abritant plusieurs
espèces car les régimes de germination sont extrêmement variés et les échantillons d’une
même espèce sont testés tous en même temps, une fois par an.
L’objectif de ces essais est de détecter les pertes de viabilité pendant l’entreposage à long
terme, avant que celle-ci ne tombe au-dessous du seuil de régénération. Le principe directeur
fondamental est la gestion active de la collection. Des tests trop fréquents engendreront
un gaspillage inutile de semences et de ressources. D’autre part, une chute importante
de la viabilité peut échapper à la détection si les essais sont retardés ou irréguliers. Le
vieillissement avancé peut entraîner des transformations génétiques (sélection aléatoire
ou ciblée), la fixation de mutations non réparées, voire la disparition totale de l’échantillon.
Lorsque l’on prévoit que la viabilité tombera à 85 pour cent avant le prochain essai
programmé, celui-ci doit être avancé ou l’échantillon doit être directement affecté à la
régénération.
Le risque d’érosion génétique lors du stockage est inférieur pour les échantillons
homogènes et la baisse de la valeur germinative au-dessous de 85 pour cent est acceptable
tant que l’établissement des plantes au moment de la régénération demeure suffisant. Pour
ceux qui proviennent d’espèces sauvages ou de variétés locales, la norme de 85 pour cent
doit être respectée. Les semences fraîchement renouvelées de certains échantillons
spécifiques, variétés locales, espèces sauvages ou forestières atteignent rarement une
viabilité de 85 pour cent. Le conservateur peut alors fixer le seuil de viabilité à une valeur
inférieure pour des espèces données, par exemple, 70 pour cent ou moins.
Des modèles permettant de prévoir la longévité des semences conservées à température
ambiante, réfrigérées ou congelées sont disponibles pour diverses espèces agricoles. Le
personnel des banques de gènes doit utiliser les outils prédictifs mis à sa disposition et étudiés
pour des espèces particulières et tenir compte des conditions de stockage pour anticiper la
durée pendant laquelle les semences vont conserver une viabilité élevée et pour orienter les
autres opérations des banques de gènes, comme les essais de viabilité et la détermination des
fréquences de régénération (voir les normes relatives aux essais de viabilité et à la régénération).
Les prévisions de longévité fondées sur les caractéristiques générales de l’espèce doivent
être considérées comme des estimations présentant des intervalles de confiance larges. Les
banques de gènes sont encouragées à générer et à communiquer de nouvelles informations
décrivant les réponses des espèces aux conditions d’entreposage, et à les actualiser.
31
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Aspects techniques
Les intervalles séparant les essais de viabilité doivent être ajustés en fonction des données
issues des essais de germination. Dès que l’on détecte une baisse significative, il faut les
réduire pour affiner la prévision afin de respecter la norme de viabilité.
Lorsque la viabilité initiale est très élevée (supérieure à 98 pour cent), elle peut
connaître une chute significative d’un point de vue statistique, et ce bien avant la date
à laquelle elle aurait dû tomber à 85 pour cent, alors que la germination est encore bien
supérieure à 90 pour cent. À ce stade, il est probablement prématuré et inutile d’opter
pour une régénération ou une nouvelle collecte. Cependant, les intervalles entre les essais
suivants doivent être raccourcis (par exemple, cinq ans au lieu de dix) afin de suivre plus
précisément la baisse.
Les accessions de moindre qualité peuvent être extrêmement proches du point de
basculement si la viabilité chute relativement rapidement, ce qui est inquiétant. Elles
doivent être gérées avec soin et, dans un premier temps, les essais de viabilité doivent
être pratiqués tous les trois à cinq ans pendant la période d’entreposage. Des tests peu
fréquents (tous les 10 ans, par exemple) ne permettent pas toujours de détecter une
détérioration rapide et le seuil de viabilité de 85 pour cent peut être manqué, ce qui a des
conséquences négatives sur l’intégrité génétique de la collection. À cet égard, l’utilisation
de modèles statistiques peut aider à prévoir le point de basculement et un calendrier
adapté pour une régénération convenable.
Les essais de viabilité doivent fournir au gestionnaire une approximation de la
viabilité de l’échantillon. L’objectif doit être de détecter des différences de + 5 pour cent
environ, et non de + 0,1 pour cent. La taille des échantillons destinés aux essais de
viabilité sera inévitablement dépendant de la taille de l’accession, mais doit être
maximisée afin d’obtenir une certitude statistique. Cependant, la taille de l’échantillon
doit être réduite autant que possible pour éviter de gaspiller des semences. Les semences
conservées dans une banque de gènes constituent une ressource précieuse et ne doivent
pas être gaspillées.
Il est difficile d’établir une norme stricte relative au nombre de semences destinées
aux essais de germination dans les banques de gènes, cependant, les protocoles standards
tels que décrits par l’Association internationale d’essais de semences (ISTA) sont souvent
largement utilisés. En règle générale, on recommande d’utiliser 200 semences pour les
essais de germination initiale (ISTA, 2008) – suivis de tests séquentiels, si la germination
initiale est inférieure à 90 pour cent (Ellis et al., 1985) pendant l’entreposage. Cependant,
dans le cas où l’on ne dispose pas des quantités suffisantes, des échantillons de 100
semences ou moins peuvent suffire et doivent être répliqués. L’essai de germination fournit
un indice de viabilité et même de petits échantillons peuvent apporter au gestionnaire des
informations utiles. En pratique, la taille réelle de l’échantillon destiné à la germination
dépendra de celle de l’accession, qui est généralement très limitée dans les banques
de gènes (idéalement, la taille minimale recommandée est de 1 500 semences pour les
espèces autogames et de 3 000 pour celles à pollinisation croisée). Il est important de
32
chapitre 4
Normes applicables aux banques de gènes pour les semences orthodoxes
réduire autant que possible l’utilisation des précieuses semences nécessaires aux essais
de germination. Pour les accessions de petite taille (comme c’est souvent le cas pour
les espèces sauvages), des échantillons de 50 semences ou moins sont acceptables.
Cependant, il faut avoir conscience que les taux de germination peuvent être plus élevés
en-deçà du seuil. Le conservateur de la banque de gènes doit donc évaluer ce risque.
L’essai de germination doit toujours être préféré à d’autres méthodes comme le test
au tétrazolium. Cependant, dans les circonstances où il est impossible de supprimer la
dormance, d’autres types de tests peuvent être réalisés. Il est recommandé de mesurer
la germination en deux occasions afin de déterminer quelles sont les semences qui
germent lentement ou rapidement. Le nombre de semences qui germent de manière
anormale doit être enregistré. Le ralentissement de la germination et l’accroissement du
nombre de semences qui germent anormalement sont souvent des indicateurs précoces
de détérioration.
On doit s’efforcer de faire germer toutes les semences viables d’une collection
en réunissant les conditions optimales et en utilisant des traitements appropriés
d’interruption de la dormance, si besoin est. À la fin de l’essai, les semences qui n’ont
pas germé doivent être soumises à un test de recoupement pour déterminer si elles sont
mortes ou en dormance. Les semences dont le tissu est ferme et frais sont susceptibles
d’être en dormance et doivent donc être comptées comme des semences viables.
Toutes les données et informations obtenues à l’occasion des essais de viabilité doivent
être enregistrées et entrées dans le système de documentation.
Circonstances particulières
Il est reconnu que le suivi de la viabilité est une activité coûteuse et que les banques de
gènes souhaiteraient trouver des procédures permettant de réduire les coûts. Une telle
procédure peut nécessiter de mesurer la qualité des semences dans un sous-échantillon
d’accessions de la même espèce et récoltées la même année. Cette pratique peut mettre
en évidence des tendances globales concernant l’effet de l’année de récolte sur la qualité
des semences, mais ne prend pas en compte les interactions entre le génotype et l’année
de récolte dont on sait qu’elles sont importantes pour la qualité des semences.
Lorsque les conditions de récolte et les degrés de maturité sont variables d’une
accession à l’autre, la stratégie d’échantillonnage peut consister à former des sous-groupes.
Une autre stratégie consisterait à procéder à de nouveaux tests sur les accessions qui
présentaient les résultats de viabilité les plus faibles lors des tests initiaux. Les données
obtenues doivent alerter rapidement sur la performance du lot dans son ensemble.
Le résultat du test de germination initiale pratiqué au moment de la récolte pour
les espèces réputées à graine dure et les accessions que l’on trouve fréquemment dans
certaines espèces de légumineuses fourragères et de plantes sauvages apparentées aux
espèces cultivées ne dépasse pas toujours 45 pour cent. Cette valeur peut augmenter
jusqu’à 95 pour cent ou plus au bout de 10-15 ans et se maintenir à ce niveau pendant
33
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
de longues périodes. Si la germination initiale est inférieure à 90 pour cent, il faut alors
régénérer les semences ou en collecter de nouvelles à la première baisse significative qui
sera détectée à l’issue d’un test statistique approprié.
Cependant, il est reconnu qu’une variation intraspécifique au sein des accessions a
été observée pour une gamme très large d‘accessions. Les stratégies décrites plus haut
impliquent donc des risques qui doivent être pris en considération. Les essais de viabilité
sont généralement plus problématiques pour les accessions des espèces sauvages que
pour celles des espèces cultivées. La dormance des semences est susceptible d’être
beaucoup plus répandue et la taille des accessions est souvent petite. Les essais de
germination doivent donc être réalisés sur des échantillons dont la taille minimale
est plus petite car cela affectera inévitablement la capacité à détecter le début de la
détérioration des semences.
Pour ce qui est du test de viabilité initiale, il est également possible que les banques
de gènes reçoivent de petites quantités de semences. Dans ce cas, il n’est pas nécessaire
de tester la viabilité initiale des semences puisque les échantillons sont destinés à la
régénération. Cependant, la viabilité des semences régénérées doit être testée avant
l’entreposage.
La fourchette de longévité intrinsèque est également plus large chez les espèces
sauvages. Les espèces de la Méditerranée ou d’habitats tropicaux arides présentent
généralement une longévité très importante et, à l’inverse, certaines espèces des régions
froides et tempérées sont réputées comme ayant une longévité plus courte. Pour ces
dernières, il faut envisager des intervalles de test ne dépassant pas trois ans ainsi
qu’une duplication en cryostockage à titre de mesure conservatoire. Si les conditions
d’entreposage ne sont pas réunies (comme en cas de coupure d’électricité prolongée
lorsque les semences sont stockées dans des unités de réfrigération), cela aura un impact
négatif sur la viabilité qui dépendra de l’espèce, de la durée de la perturbation et des
conditions prévalant à ce moment-là. En pareil cas, un plan de gestion des catastrophes
doit être déclenché. Par exemple, il peut être nécessaire de tester certains échantillons
représentatifs immédiatement après le retour aux conditions de stockage adaptées.
34
chapitre 4
Normes applicables aux banques de gènes pour les semences orthodoxes
Bibliographie sélective
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35
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
4.4 Normes relatives
à la régénération
Normes
4.4.1Il convient de procéder à une régénération lorsque la viabilité chute sous le
seuil de 85 pour cent de sa valeur initiale ou lorsque la quantité de semences
restante ne suffit pas à réaliser trois ensemencements d’une population
représentative de l’accession. L’échantillon le plus original doit servir à
régénérer ces accessions.
4.4.2La régénération doit être réalisée de manière à préserver l’intégrité génétique
d’une accession donnée. Des mesures de régénération spécifiques à chaque
espèce doivent être prises pour prévenir les mélanges et la contamination
génétique imputables à la dispersion de gènes par le biais du pollen issu
d’autres accessions de la même espèce ou d’autres espèces situées autour des
champs de régénération.
4.4.3Si possible, au moins 50 semences de l’échantillon original et des échantillons
les plus originaux suivants sont archivées en vue d’un entreposage à long
terme à des fins de référence.
Informations générales
La régénération est une opération essentielle, qui relève pleinement de la responsabilité de
toute banque de gènes conservant des semences orthodoxes. Ce processus conduit à une
augmentation du nombre de semences stockées (aussi appelée « multiplication ») dans la
banque de gènes et/ou à un accroissement de la viabilité des semences égal ou supérieur
à un niveau minimal convenu, que l’on qualifie de seuil de régénération. On régénère
une accession lorsqu’elle ne contient pas suffisamment de semences pour un stockage
à long terme (par exemple, 1 500 graines pour une espèces autogame et 3 000 pour une
36
chapitre 4
Normes applicables aux banques de gènes pour les semences orthodoxes
espèce à fécondation croisée) ou lorsque sa viabilité a chuté au-dessous du seuil minimal
établi (c’est-à-dire au-dessous de 85 pour cent de la viabilité initiale). On doit également
procéder à une régénération lorsque le nombre de semences s’est réduit en raison de
l’utilisation fréquente de l’accession. Si une accession est rarement demandée et que sa
viabilité est acceptable, le nombre de semences peut alors être inférieur à 1 000 avant
la régénération. À chaque régénération, en particulier pour les espèces à fécondation
croisée, l’échantillon risque de perdre des allèles rares ou de voir son profil génétique
transformé. La fréquence de régénération doit donc être réduite autant que faire se peut.
Il n’est pas nécessaire de disposer d’un nombre élevé de semences pour les accessions
ou espèces rarement demandées.
La régénération pouvant aisément modifier la composition génétique d’une accession
(et, par là, son intégrité génétique), il faut prendre toutes les précautions possibles. Par
conséquent, les opérateurs de banques de gènes devront trouver un équilibre subtil
entre la perte éventuelle de viabilité et le fait de limiter la régénération, qui peut avoir
une incidence sur l’intégrité génétique de l’accession. Une gestion active des collections
contribue grandement à déterminer le moment le plus approprié pour la régénération.
La régénération doit avoir le moins d’impact possible sur l’intégrité génétique de
l’accession en question. Cela signifie qu’outre les considérations liées à l’échantillonnage
de l’accession concernée (voir le paragraphe ci-après), il convient de porter l’attention
nécessaire à l’environnement dans lequel l’activité sera réalisée afin d’éviter toute
pression de sélection importante sur l’accession. L’environnement de régénération
doit être aussi semblable que possible au site de collecte, en particulier lorsque la
régénération concerne une population recueillie dans la nature, afin de réduire au
maximum la dérive génétique et d’obtenir la meilleure qualité de semences possible. Il
est souvent difficile de récolter en quantité suffisante des semences de plantes sauvages
apparentées aux espèces cultivées car les graines ou les plantes sont moins nombreuses
que chez d’autres espèces, ou en raison des mécanismes de dissémination des plantes
comme l’égrenage spontané. Il est donc nécessaire de veiller à l’utilisation de pratiques
techniques appropriées pour recueillir autant de semences que possible (par exemple,
en utilisant des filets pour capturer les semences tombées). En outre, plusieurs cycles de
régénération peuvent être nécessaires pour s’assurer que l’on conserve suffisamment de
semences. Pour la régénération, il convient de créer des conditions environnementales
favorables à la production de semences et de réduire autant que possible la concurrence
entre les plantes. Les conditions prévalant sur les sites de collecte présentent souvent
au moins un aspect qui empêche de maximiser la production de semences. Il faut
donc trouver un réel compromis entre des conditions totalement favorables et les
signaux particuliers (qu’ils soient photopériodiques, nutritionnels ou climatiques)
qui relèvent de l’adaptation locale de chaque accession. Cela fait partie de l’art du
conservateur. Si le site de la banque de gènes n’offre pas les conditions favorables au
niveau local, le conservateur doit examiner les possibilités de régénérer l’accession dans
un environnement adapté. La reproduction de l’environnement de collecte ne doit pas
nécessairement être l’objectif du conservateur.
37
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Pour préserver l’intégrité génétique des collections de banques de gènes pendant la
régénération des semences, il est important que l’échantillonnage des accessions soit réalisé
de manière efficace. Le nombre de semences à utiliser pour le processus de régénération
doit être suffisant pour que celles-ci soient représentatives de la diversité génétique d’une
accession et pour capturer au moins un allèle rare avec une certaine probabilité.
La méthodologie à utiliser pour la régénération peut varier d’une espèce à l’autre et
dépend, entre autres facteurs, de la taille de la population, du système de reproduction
et de l’efficacité de la pollinisation. Par conséquent, il est extrêmement important de
collationner autant d’informations biologiques pertinentes que possible au sujet de
l’espèce concernée. En outre, lorsque cela est possible et utile, il est recommandé de se
servir du processus de régénération pour caractériser les accessions (voir les normes
relatives à la caractérisation). Cependant, dans le cas des espèces à pollinisation croisée,
il est souvent difficile de le faire pour des raisons logistiques.
Aspects techniques
Pour préserver l’intégrité génétique des accessions, il est recommandé d’utiliser des
semences issues de l’échantillon le plus original aux fins de la régénération. Pour la
multiplication, il est recommandé d’utiliser des semences provenant de la collection de
travail pour un maximum de cinq cycles, sans revenir à l’échantillon le plus original
(Engels et Visser, 2003).
Précisons que, dans les cas où la collection ou le don original est constitué d’un petit
échantillon, il est nécessaire de régénérer immédiatement le matériel dès sa réception afin
d’obtenir une quantité de semences permettant l’entreposage à long terme. Il est important
de noter le numéro du cycle de régénération et d’entrer les informations dans le système
de documentation. Il est recommandé à la banque de gènes receveuse de toujours mettre
de côté des semences de l’échantillon initial à des fins de référence ultérieure. Même si
ces semences originales perdent leur viabilité, elles peuvent permettre de confirmer la
morphologie ou le génotype de nouvelles générations de l’accession concernée.
La taille de l’échantillon à utiliser pour la régénération doit refléter la composition
génétique de l’accession. À cet effet, la taille effective de la population (Ne ) est un
paramètre clé qui aura une incidence sur le degré de dérive génétique associé à la
régénération de l’accession. La taille effective minimale permettant de limiter la perte
d’allèles peut être estimée pour chaque accession en se fondant sur la biologie de la
pollinisation et les conditions de culture. Les meilleures pratiques de récolte doivent
être utilisées pour éviter le mélange des semences pendant le semis, la récolte et
le conditionnement. Les recherches menées par Johnson et al. (2002, 2004) sur la
régénération des espèces pérennes allogames (par exemple les graminées) ont montré
que 100 plantes est le nombre minimum nécessaire pour la préservation du pool génétique
du taxon. Le principe de récolter des semences de 3 à 5 inflorescences pour chaque plante
est recommandé.
38
chapitre 4
Normes applicables aux banques de gènes pour les semences orthodoxes
Pour éviter la dispersion de gènes ou la contamination, il est extrêmement important
d’utiliser des méthodes qui permettent d’isoler efficacement les parcelles des accessions
d’espèces à pollinisation croisée qui doivent être régénérées. Cela s’applique également aux
espèces autogames, selon l’environnement de régénération. Pour les espèces dépendantes
de pollinisateurs spécifiques, des cages d’isolement et les pollinisateurs correspondants
doivent être utilisés (Dulloo et al., 2008). La contamination et la dérive génétique peuvent
être évaluées grâce aux caractéristiques morphologiques et enzymatiques ou à d’autres
caractéristiques distinctives qui peuvent servir de marqueurs (par exemple, la couleur
des fleurs, des graines, etc.) ou grâce à des marqueurs moléculaires.
Les collections de référence (spécimens d’herbier, photographies et/ou descriptions
des accessions originales) sont essentielles pour vérifier la conformité au type (Lehmann
et Mansfeld, 1957). Il est nécessaire de procéder à des inspections minutieuses des
semences obtenues et lors de la première régénération d’une nouvelle accession afin de
collecter d’importantes informations de référence. Pour éviter les disparités de maturité
entre les semences d’un échantillon, plusieurs récoltes doivent être réalisées pendant la
saison de fructification.
Circonstances particulières
Le rôle du conservateur présentera toujours une dimension relative à la gestion des
risques. Une solide connaissance biologique de l’espèce en question est un élément clé qui
aide à prendre les meilleures décisions possibles pour la régénération dans des situations
difficiles. Les facteurs comme la taille de l’échantillon, la distance entre les accessions
et les autres formes d’isolement, le respect des seuils de perte de viabilité établis et les
conditions de culture doivent tous être pris en compte comme il se doit lorsque l’on
planifie une activité de régénération.
Au vu de cette complexité, il n’est pas utile de rechercher d’éventuelles circonstances
particulières. En cas d’urgence, il serait judicieux de demander conseil à des experts et/ou
de collaborer avec d’autres banques de gènes en mesure d’apporter leur aide.
39
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Bibliographie sélective
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40
chapitre 4
Normes applicables aux banques de gènes pour les semences orthodoxes
4.5 Normes relatives
à la caractérisation
Normes
4.5.1 Environ 60 pour cent des accessions doivent être caractérisées dans les cinq à
sept ans suivant leur acquisition ou pendant le premier cycle de régénération.
4.5.2 La caractérisation doit être fondée sur des formats de mesure standardisés et
calibrés. Les données qui s’y rapportent s’appuient sur la liste de descripteurs
convenue au niveau international et sont mises à la disposition du public.
Informations générales
La caractérisation est la description du matériel phytogénétique. Elle détermine
l’expression des caractères hautement héritables – qui vont des aspects morphologiques,
physiologiques et agronomiques aux protéines, huiles et marqueurs moléculaire contenus
dans les semences.
La caractérisation peut être réalisée à n’importe quel stade du processus de conservation,
tant que le nombre de semences est suffisant pour un échantillonnage. Il est essentiel que le
matériel génétique conservé soit connu et décrit de façon aussi étendue que possible afin de
garantir son utilisation maximale par les sélectionneurs. Par conséquent, la caractérisation
doit être effectuée dès que possible pour ajouter de la valeur à la collection. Le recours
à une série minimale de caractéristiques phénotypiques, physiologiques et qualitatives
ainsi qu’à des descripteurs morphologiques et à des informations relatives au système
de reproduction, comme celles publiées par Bioversity International, est utile pour la
caractérisation. On peut aussi trouver des descripteurs pertinents dans les publications de
l’Union internationale pour la protection des obtentions végétales (UPOV) et du Système
national de gestion du matériel génétique végétal (NPGS) du Département de l’agriculture
des États-Unis d’Amérique (USDA). L’application aux données de caractérisation de normes
convenues au niveau international accroît leur utilité.
41
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
La caractérisation permettra de détecter la diversité inter- et intra-accession. Il peut
être nécessaire de recourir à des stratégies appropriées pour assurer la préservation des
allèles rares ou améliorer l’accès à des allèles donnés. Il est extrêmement important de
conserver une trace des observations réalisées et des mesures effectuées.
Aspects techniques
La caractérisation est coûteuse et demande beaucoup de temps. On peut s’efforcer,
dans la mesure du possible, de la combiner à la multiplication ou à la régénération.
Les conservateurs doivent faire tout leur possible pour enregistrer les données de
caractérisation. Il est néanmoins judicieux d’encourager l’utilisation de la réplication
pour la caractérisation des traits hautement héritables.
Les caractéristiques et les traits des plantes cultivées sont définis par des experts
et/ou les conservateurs en consultation avec les gestionnaires de banques de gènes.
De nombreuses listes de descripteurs ont été élaborées, notamment par Bioversity
International, et des séries minimales de descripteurs essentiels à l’utilisation du matériel
génétique ont été établies pour plusieurs d’entre elles. En outre, des listes de descripteurs
régionales et nationales, comme celle du NPGS, sont disponibles. L’enregistrement des
données doit être confié à des professionnels qualifiés, qui doivent utiliser les formats
calibrés et standardisés comme indiqué dans les listes de descripteurs convenues et
publiées au niveau international. Les données doivent être validées par le conservateur
et les documentalistes avant d’être téléchargées dans la base de données de la banque de
gènes et mises à la disposition du public. Par ailleurs, il est reconnu que les collections de
référence (spécimens d’herbier, semences, photographies) contribuent grandement à la
vérification de la conformité au type.
Compte tenu des avancées des biotechnologies, la science des marqueurs moléculaires
et la génomique sont de plus en plus utilisées en caractérisation (De Vicente et al., 2004),
en association avec les observations phénotypiques qui facilitent l’estimation du caractère
unique d’une source de variation au sein d’une accession ou entre accessions. Les données
génotypiques issues de la caractérisation du matériel génétique par le biais de techniques
moléculaires présentent un avantage par rapport aux données phénotypiques. En effet,
les variations détectées grâce aux données génotypiques sont largement dépourvues
d’influences environnementales (Bretting et Widrlechner, 1995). Cependant, l’utilisation
de la technologie des marqueurs moléculaires reste un défi à relever pour certaines
institutions. En effet, elle nécessite des installations de laboratoire et des capacités
techniques avancées et peut être onéreuse (Karp et al., 1997), en particulier dans les
pays en voie de développement. Elle peut également nécessiter des outils moléculaires
spécifiques au génome qui doivent être élaborés de novo, tels que les marqueurs de
séquences répétées en tandem (SSR, single sequence repeats). De nombreux marqueurs et
techniques sont disponibles (SSR, étiquettes de sequences exprimées-sequences répétées
en tandem [EST-SSR, expressed sequence tags-simple sequence repeats], polymorphisme
de longueur de fragments amplifiés [AFLP, amplified fragment length polymorphisms])
42
chapitre 4
Normes applicables aux banques de gènes pour les semences orthodoxes
mais seuls les marqueurs bien établis et reproductibles tels que les SSR seront utilisés
à des fins de caractérisation. Un large éventail d’amorces de marqueurs servant à la
caractérisation a été élaboré pour de nombreuses cultures. Une série minimale de
marqueurs essentiels a également été établie. Afin de s’assurer que les résultats des
différents lots d’analyses sont comparables, quelques accessions de la banque de gènes
doivent être incluses dans chaque lot en tant que référence. L’inclusion d’accessions de
référence dans les caractérisations moléculaires contribue grandement à la comparaison
des différentes banques de gènes.
Circonstances particulières
La fiabilité des données peut varier d’un collecteur à l’autre si ces derniers ne sont
pas suffisamment formés ou expérimentés. Par conséquent, il est nécessaire que des
techniciens qualifiés dans le domaine des ressources phytogénétiques soient présents
pendant toute la durée du cycle de croissance afin d’enregistrer les données de
caractérisation et de recueillir toutes les informations qui s’y rapportent. Il est également
souhaitable de disposer d’une expertise en taxonomie, en biologie semencière et en
pathologie végétale (en interne ou apportée par des instituts collaborateurs) pendant le
processus de caractérisation.
La caractérisation réclame une forte intensité de main-d’œuvre et des fonds suffisants
pour permettre la collecte de données de bonne qualité. Procéder à une caractérisation
complète pendant les cycles de régénération peut réduire le nombre d’accessions en
mesure d’être régénérées pour chaque cycle.
L’incidence d’organismes nuisibles ou de maladies peut limiter la collecte de données
de qualité. La détermination de certains traits comme la teneur en huile ou en protéines
nécessite des analyses de laboratoire qui ne peuvent pas toujours être réalisées ou sont
parfois coûteuses.
43
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Bibliographie sélective
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44
chapitre 4
Normes applicables aux banques de gènes pour les semences orthodoxes
4.6 Normes relatives
à l’évaluation
Normes
4.6.1Les données d’évaluation sur les accessions des banques de gènes devraient
être obtenues pour des traits inclus sur des listes de descripteurs des plantes
cultivées convenues au niveau international. Elles devraient être conformes
aux formats de mesure standardisés et calibrés.
4.6.2Les données d’évaluation devraient être obtenues pour autant d’accessions que
possible en pratique, au moyen d’analyses en laboratoire, en serre et/ou sur le
terrain, selon le cas.
4.6.3Les essais d’évaluation devraient être réalisés dans au moins trois sites divers
du point de vue environnemental et les données devraient être collectées sur
au moins trois ans.
Informations générales
L’évaluation est l’enregistrement des caractéristiques dont l’expression est
souvent influencée par des facteurs environnementaux. Elle implique la collection
méthodique des données portant sur les traits agronomiques et qualitatifs au moyen
d’essais expérimentaux conçus de manière appropriée. Les données d’évaluation
incluent fréquemment les évaluations sur la résistance aux insectes ravageurs, la
pathologie végétale et la qualité (par exemple teneur en huile et en protéines) et
les traits environnementaux (sécheresse/froid, tolérance et autres). Ces ensembles
de données sont très recherchés par les utilisateurs pour incorporer des traits dans
les programmes de sélection et améliorer l’utilisation des collections. Ces traits,
pour lesquels les accessions de matériel phytogénétique sont évaluées, sont définis
à l’avance par les experts en culture en collaboration avec les conservateurs des
banques de gènes. Les données d’évaluation fiables qui sont facilement accessibles
45
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
aux sélectionneurs et aux chercheurs facilitent grandement l’accès aux accessions
de matériel phytogénétique et leur utilisation. Le matériel génétique peut être évalué
de manière systématique en utilisant une approche de réseau, aussi bien au niveau
international qu’au niveau national.
L’obtention de données d’évaluation par les banques de gènes demande beaucoup
de temps et est souvent plus coûteux qu’obtenir des données de caractérisation.
Les conservateurs devraient déployer tous les efforts possibles pour obtenir les
enregistrements des données d’évaluation. Une source possible pour obtenir les
enregistrements des évaluations sont les utilisateurs qui les ont réalisées et à qui des
semences ont été fournies. La banque de gènes devrait solliciter l’utilisateur afin qu’il
partage les données d’évaluation et, à cet égard, des modalités pratiques devraient
être élaborées entre la banque de gènes et les receveurs/utilisateurs du matériel.
Ces informations pourraient traiter de la résistance aux stress biotiques et abiotiques,
des caractères de croissance et de développement de l’accession, des caractéristiques
de qualité du rendement, etc. Ce type d’informations supplémentaires permet une
identification plus ciblée du matériel génétique en vue de satisfaire les besoins
potentiels des clients. Ces données devraient ensuite être incluses dans le système
de documentation de la banque de gènes.
Aspects techniques
Une large gamme de plantes cultivées a été développée par exemple par le Conseil
international des ressources phytogénétiques (IBPGR) (à présent Bioversity International)
et l’UPOV. De plus, des listes de descripteurs d’évaluation ont été développées par des
organisations régionales et nationales telles que les descripteurs du USDA-ARS NPGS.
La collecte des données devrait être conduite par un personnel formé qui utilise
autant que possible des formats de mesure standardisés et calibrés avec suffisamment
d’accessions de contrôle standard identifiées et des listes de descripteurs de plantes
cultivées publiées. Les résultats des évaluations réalisées en laboratoire, en serre et/ou sur
le terrain conformément aux protocoles standardisés et aux procédures expérimentales
sont généralement présentés comme valeurs uniques (par exemple les scores de gravité
des symptômes de la maladie; décompte) ou valeurs continues (fondées sur la mesure).
Les données doivent être validées par les conservateurs et les documentalistes avant
qu’elles ne soient téléchargées dans la base de données de la banque de gènes et mises
à la disposition du public.
De nombreux traits agronomiques nécessaires aux sélectionneurs sont génétiquement
trop complexes pour être testés lors de l’évaluation préliminaire des accessions de
matériel génétique. Les données sur les traits agronomiques sont généralement obtenues
au cours de l’évaluation du matériel génétique dans le cadre d’un programme de sélection,
et de nombreux traits résultent des fortes interactions génotype х environnement
(G х E) et donc sont propres au site. L’utilisation des réplications est fondamentale pour
l’évaluation des traits désirés dans différents environnements ainsi que pour définir et
46
chapitre 4
Normes applicables aux banques de gènes pour les semences orthodoxes
identifier clairement les accessions de contrôle qui doivent être utilisées au cours des
années. Ceci facilite les comparaisons des données collectées sur plusieurs années.
Compte tenu des avancées des biotechnologies, la science des marqueurs
moléculaires et la génomique sont de plus en plus utilisées en caractérisation (De
Vicente et al., 2004) (voir les normes relatives à la caractérisation). Les marqueurs
moléculaires les plus couramment utilisés pour la caractérisation et l’évaluation de
matériel génétique comprennent les AFLP, les SSR et les polymorphismes à nucléotide
unique (SNP, single nucleotide polymorphism). Du fait de leur abondance relative et de
la reproductibilité élevée des données, ces marqueurs ont en grande partie remplacé les
marqueurs de type plus ancien tels que les polymorphismes de la taille des fragments
de restriction (RFLP, restriction fragment lenght polymorphisms) et l’amplification
aléatoire polymorphique de l’ADN (RAPD, random amplified polymorphic DNA). Les
avancées dans le domaine du séquençage de nouvelle génération et la diminution
47
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
des coûts qui en résulte ont suscité une utilisation accrue des analyses basées sur le
séquençage, notamment des régions codantes et non codantes ainsi que le génotypage
par séquençage (GBS, genotyping-by-sequencing). Le mode de détection des différences
génétiques varie selon les marqueurs moléculaires. Il en est de même ainsi pour le type
de données générées, les niveaux taxonomiques auxquels ils peuvent être appliqués
de la manière la plus appropriée et les exigences techniques et financières (Lidder
et Sonnino, 2011). Lorsque les techniques de sélection assistée par marqueurs (MAS,
marked assisted selection) sont réalisables, en l’occurrence la sélection au niveau
moléculaire de la présence ou de l’absence de certains caractères au sein de matériels
de reproduction, celles-ci peuvent également être utilisées pour l’évaluation de
caractéristiques du matériel génétique présentant un intérêt. Cependant, le manque
de personnel ayant les compétences appropriées et le manque de ressources nécessaires
aux frais de mise en place relativement élevés, continuent d’être un frein à l’adoption
répandue des marqueurs moléculaires comme méthode de choix pour l’évaluation du
matériel génétique, en particulier dans les pays en voie de développement.
Circonstances particulières
L’évaluation du matériel phytogénétique est très laborieuse et exige des niveaux adéquats
de financement durable pour permettre la collecte de données fiables de haute qualité.
Dans les cas où la conduite d’une évaluation complète de toutes les accessions, bien que
désirable, ne soit pas économiquement réalisable, il est recommandé, comme point de
départ, de sélectionner les accessions génétiquement diversifiées fondées, par exemple,
sur des sous-ensembles préalablement délimités des collections de matériel génétique.
Les variations de l’incidence des ravageurs et des maladies, la sévérité des stress
abiotiques et les fluctuations des facteurs environnementaux et climatiques sur le
terrain ont un impact sur l’exactitude des données et devraient être atténuées au moyen
d’évaluations raisonnablement répliquées en des endroits multiples, sur plusieurs saisons
et plusieurs années. En outre, les essais en laboratoire pour la mesure de traits tels que
la teneur en huile et en protéines, la qualité de l’amidon, les facteurs nutritionnels,
etc., exigent des équipements spécialisés qui ne sont pas toujours disponibles ou qui
peuvent être coûteux, soulignant de nouveau le besoin d’assurer la participation d’équipes
multidisciplinaires de plusieurs unités organisationnelles ou institutions, selon le cas.
L’utilisation des données d’évaluation générées par d’autres peut poser des problèmes
d’ordre pratique importants. Par exemple, les données peuvent être sous différents
formats et, si elles sont publiées, peuvent soulever des questions de droit d’auteur et de
propriété intellectuelle. Afin de faciliter l’utilisation de données d’origine extérieure, il
est donc important de standardiser les formats de collecte, d’analyse, de rapport et de
saisie des données.
48
chapitre 4
Normes applicables aux banques de gènes pour les semences orthodoxes
Bibliographie sélective
Alercia, A., Diulgheroff, S. et Mackay, M. 2012. FAO/Bioversity Multi-Crop Passport Descriptors
(MCPD V.2). Rome, FAO et Bioversity International (disponible à l’adresse suivante: http://www.
bioversityinternational.org/uploads/tx_news/1526.pdf).
Bioversity International. 2007. Developing crop descriptor lists. Guidelines for developers. Technical
Bulletin No. 13. Rome, Bioversity International.
Bioversity International. 2013. Crop descriptor lists (disponible à l’adresse suivante: http://www.
bioversityinternational.org/index.php?id=168).
Bretting, P.K. et Widrlechner, M.P. 1995. Genetic markers and plant genetic resource management.
Plant Breeding Reviews, 13:11–86.
De Vicente, M.C., Metz, T. et Alercia, A. 2004. Descriptors for genetic markers technologies. Rome,
IPGRI.
Karp, A., Kresovich, S., Bhat, K.V., Ayad, W.G. et Hodgkin, T. 1997. Molecular tools in plant genetic
resources conservation: a guide to the technologies. IPGRI Technical Bulletin No. 2. Rome, IPGRI.
Lehmann, C.O. et Mansfeld, R. 1957. Zur Technik der Sortimentserhaltung. Kulturpflanze, 5: 108–138.
Lidder, P. et Sonnino, A. 2011. Biotechnologies for the management of genetic resources for food and
agriculture. FAO Commission on Genetic Resources for Food and Agriculture Background Paper
No. 52. Rome, FAO.
Rao, N.K., Hanson, J., Dulloo, M.E., Ghosh, K., Nowell, D. et Larinde, M. 2006. Manuel de manipulation
des semences dans les banques de gènes. Manuels pour les banques de gènes No. 8. Rome, Bioversity
International.
UPOV. Principes directeurs d’examen - Index français (disponible à l’adresse suivante: http://www.
upov.int/fr/publications/tg_rom/tg_index.html).
USDA, ARS, National Genetic Resources Program. Germplasm Resources Information Network (GRIN). [Base de données en ligne] Evaluation/characterization. Data Queries. National Germplasm
Resources Laboratory, Beltsville, Maryland, États-Unis (disponible à l’adresse suivante http://www.
ars-grin.gov/cgi-bin/npgs/html/croplist.pl).
49
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
4.7 Normes relatives
à la documentation
Normes
4.7.1
Les données d’identification de 100 pour cent des accessions doivent
être recueillies au moyen des descripteurs de passeport multi-cultures
FAO/Bioversity.
4.7.2 Toutes les données et informations collectées au sein de la banque de gènes qui
concernent chacun des aspects de la conservation et de l’utilisation du matériel
doivent être enregistrées dans une base de données conçue à cet effet.
Informations générales
Les informations relatives aux accessions sont essentielles aux banques de gènes pour
gérer et préserver leurs collections. Il est également important de partager ces informations
et de les mettre à la disposition des utilisateurs potentiels du matériel génétique. Ces
éléments doivent accompagner tout matériel distribué. Les données d’identification sont
les informations minimales dont on doit disposer pour chaque accession afin d’en garantir
la bonne gestion. Leur enregistrement doit respecter les normes internationales, comme
les descripteurs de passeport multi-cultures (Alercia, et al., 2012). L’application de normes
convenues au niveau international facilitera grandement l’échange de données.
Au cours de la dernière décennie environ, des avancées significatives ont eu lieu dans
le domaine des technologies de l’information et de la bioinformatique. La plupart sont
accessibles en ligne. En outre, la majorité des banques de gènes disposent d’ordinateurs et
d’une connexion à Internet. Cette nouvelle technologie permet d’enregistrer et d’échanger
efficacement des données et des informations. En dernier lieu, la conservation et la facilité
d’utilisation du matériel génétique conservé sont renforcées par une bonne gestion des
données et des informations. Toutes les données et informations générées pendant
l’ensemble du processus d’acquisition, d’enregistrement, d’entreposage, de suivi, de
50
chapitre 4
Normes applicables aux banques de gènes pour les semences orthodoxes
régénération, de caractérisation, d’évaluation et de distribution doivent être inscrites dans
une base de données conçue à cet effet et servir à améliorer la conservation et l’utilisation
du matériel génétique. Elles vont des détails concernant les caractéristiques génétiques
de chaque accession et population aux réseaux de distribution et aux receveurs. Il est
important de mettre en place un système hors site de secours de la base de données.
Il est particulièrement important d’étayer les données de caractérisation, d’évaluation
et de distribution pour améliorer l’utilisation de la collection concernée et contribuer à
l’identification des différentes accessions.
Compte tenu des avancées des biotechnologies, il est nécessaire de compléter les
données liées aux traits phénotypiques par des données moléculaires. Il faut s’efforcer
d’enregistrer les données moléculaires recueillies grâce à la génomique, à la protéomique
et à la bioinformatique.
Aspects techniques
Les systèmes informatisés de stockage des données et des informations permettent
un archivage plus exhaustif des éléments associés à la gestion des banques de gènes.
L’adoption de normes relatives aux données, qui existent aujourd’hui pour la plupart des
aspects intéressant la gestion des données des banques de gènes, contribue à faciliter la
gestion des informations et à améliorer l’utilisation et l’échange de données. Par exemple,
la liste des descripteurs de passeport multi-cultures FAO/Bioversity (Alercia et al., 2012)
doit être utilisée pour étayer les données d’identification car elle contribue à l’échange de
données entre différentes banques de gènes et différents pays.
Il existe des systèmes de gestion des informations relatives au matériel génétique,
comme GRIN-Global, GENESYS, Mansfield Database (IPK) et SESTO (NordGen)1 . Ils ont
été conçus spécialement pour les banques de gènes, afin de répondre à leurs besoins en
matière de documentation et de gestion des informations. La plateforme de l’International
Crop Information System (ICIS) est un autre système de gestion des informations relatives
au matériel génétique, dans lequel il est possible de stocker les données provenant d’une ou
plusieurs banques de gènes et de les publier sur Internet. Une fonction de recherche permet
aux utilisateurs de fixer des critères de sélection uniques ou multiples, ou encore de choisir
des coordonnées GPS correspondant à une région et de superposer des cartes climatiques
et édaphiques, en vue d’une sélection ciblée du matériel génétique.
Les données d’évaluation sont souvent produites par les utilisateurs auxquels les
semences ont été distribuées. La banque de gènes doit leur demander de partager ces
données et les inclure ensuite dans son système de documentation. Ces informations
peuvent traiter de la résistance aux stress biotiques et abiotiques, des caractères de
1
GRIN: http://www.ars-grin.gov.
GENESYS: http://www.genesys-pgr.org.
Mansfield Database: http://mansfeld.ipk-gatersleben.de/pls/htmldb_pgrc/f?p=185:3:1644539197326401.
SESTO: http://www.nordgen.org/sesto.
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Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
croissance et de développement de l’accession, des caractéristiques de qualité du
rendement, etc. Elles permettent une identification plus ciblée du matériel génétique
en vue de satisfaire les besoins potentiels des clients. Cependant, il est reconnu que
l’utilisation des informations générées par les utilisateurs n’est pas toujours aussi
simple et que des questions de propriété intellectuelle ou des problèmes institutionnels
peuvent se poser.
Circonstances particulières
Le manque ou la perte de documentation compromettent l’utilisation optimale des
semences et peuvent même conduire à leur perte. Dans le cadre de leur système de gestion
des risques, les conservateurs doivent s’assurer de conserver des dossiers appropriés dans
des systèmes de sauvegarde de documentation, pour toutes les informations associées
à la gestion de la banque de gènes. Dans l’éventualité où des systèmes informatisés
ne sont pas disponibles, toutes les informations importantes doivent être correctement
consignées dans des registres.
Bibliographie sélective
Alercia, A., Diulgheroff, S. et Mackay, M. 2012. FAO/Bioversity Multi-Crop Passport Descriptors
(MCPD V.2). Rome, FAO et Bioversity International (disponible à l’adresse suivante: http://www.
bioversityinternational.org/uploads/tx_news/1526.pdf).
De Vicente, M.C., Metz, T. et Alercia, A. 2004. Descriptors for genetic markers technologies. Rome,
IPGRI.
ICIS (International Crop Information System). [Page web] (disponible à l’adresse suivante: http//irri.
org/knowledge/tools/international-crop-information-system).
52
chapitre 4
Normes applicables aux banques de gènes pour les semences orthodoxes
4.8 Normes relatives
à la distribution
Normes
4.8.1 Les semences doivent être distribuées conformément aux lois nationales et
aux conventions et traités internationaux pertinents.
4.8.2 Les échantillons de semences doivent être accompagnés de tous les documents
demandés par le pays receveur.
4.8.3 Le délai qui sépare la réception d’une demande de semences de leur expédition
doit être réduit autant que possible.
4.8.4 Pour la plupart des espèces, un échantillon d’au moins 30 à 50 semences viables
doit être fourni pour les accessions qui en comportent suffisamment en stock.
Si une accession contient trop peu de semences au moment de la demande et
qu’aucune autre ne peut s’y substituer, les échantillons doivent être fournis
après régénération ou multiplication, sur la base d’une nouvelle demande.
Concernant certaines espèces et utilisations liées à la recherche, des quantités
de semences moins importantes doivent suffire à obtenir un échantillon d’une
taille acceptable pour la distribution.
Informations générales
La conservation doit être liée à l’utilisation. La distribution de matériel génétique est la
fourniture d’un échantillon représentatif des accessions de semences d’une banque de
gènes en réponse à des demandes émanant d’utilisateurs du matériel phytogénétique.
La demande de ressources génétiques est en augmentation permanente car il
faut relever les défis liés au changement climatique, à l’évolution des spectres de
virulence des principaux organismes nuisibles et maladies, et aux espèces exotiques
envahissantes. Elle a conduit à une reconnaissance plus large de l’importance d’utiliser
le matériel génétique conservé dans les banques de gènes, qui détermine en fin de
53
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
compte la distribution du matériel génétique. Le délai qui sépare la réception d’une
demande formulée par un utilisateur de l’expédition des semences (accompagnées des
informations pertinentes) doit être réduit autant que possible.
La diversité des systèmes juridiques est reconnue pour ce qui est des règles de
procédures régissant l’accès à la cour et à l’arbitrage ainsi que des obligations découlant
des conventions internationales et régionales applicables à ces règles de procédures.
Lorsqu’un utilisateur fait la demande d’une accession à une banque de gènes, il lui
incombe de faire mention des exigences nationales relatives à l’importation de
semences, notamment les règlementations phytosanitaires en vigueur dans son pays,
afin d’éviter la propagation d’organismes nuisibles de quarantaine ou réglementés ou
d’espèces envahissantes qui pourraient affecter gravement la production nationale.
Les deux instruments internationaux régissant l’accès aux ressources génétiques
sont le Traité international et la CDB. Le Traité international facilite l’accès aux RPGAA
et au partage des avantages découlant de leur utilisation. Ce traité a établi un système
multilatéral pour les RPGAA correspondant à un pool de 64 cultures vivrières et
fourragères (communément appelées cultures de l’Appendice 1 du Traité) qui peuvent
être distribuées à l’aide de l’ATTM). L’ATTM peut aussi être utilisé pour les cultures ne
figurant pas à l’Appendice 1; d’autres modèles sont également disponibles. L’accès et
le partage des avantages de la CDB sont conformes au protocole de Nagoya. La CDB
et le Traité international soulignent ce continuum entre la conservation et l’utilisation
durable, ainsi que l’accès facilité et le partage équitable des avantages découlant de
leur utilisation.
Les banques de gènes doivent s’efforcer de mettre à la disposition des utilisateurs
autant d’accessions que possible, accompagnées des données associées. Lorsque le stock
est épuisé, les accessions peuvent être multipliées afin de satisfaire les demandes des
utilisateurs en priorité. Les banques de gènes doivent promouvoir la disponibilité
des ressources génétiques aux fins de la recherche, de la sélection, de l’éducation, de
l’agriculture et du rapatriement. À l’échelle mondiale, les banques de gènes peuvent
54
chapitre 4
Normes applicables aux banques de gènes pour les semences orthodoxes
fournir du matériel génétique issu de variétés locales à des pays qui établissent leur
propre banque de gènes ou qui sont victimes d’une catastrophe comme un incendie,
une inondation ou une guerre civile.
Précisons que le nombre minimal de semences à distribuer dépend de l’espèce et de
l’utilisation qui doit en être faite. Les accessions des banques de gènes sont utilisées non
seulement pour la présélection et la sélection végétale appliquée, mais aussi pour des
activités de recherche. Dans ce dernier cas, les quantités de semences nécessaires sont
généralement très faibles.
Aspects techniques
Le matériel génétique doit être distribué de manière à garantir qu’il atteigne sa destination
en bon état. Les conditions environnementales peuvent nuire à la qualité des semences
au cours du transport. Il faut donc emballer soigneusement les semences dans des
enveloppes hermétiques afin de les protéger durant cette étape.
Les échantillons à distribuer doivent être conformes aux exigences des normes
de qualité définies dans le présent document et à celles du pays receveur en matière
de contrôle sanitaire des semences. La distribution doit également respecter les
réglementations et lois nationales. Les éléments relatifs aux réglementations et lois
nationales, en particulier les exigences liées au contrôle sanitaire des semences, doivent
être communiqués par l’utilisateur ou les autorités phytosanitaires nationales.
La plupart du temps, les documents réclamés par le pays receveur et le demandeur
seront nécessaires pour obtenir simplement et rapidement le dédouanement des colis et
l’autorisation des départements de protection des végétaux.
Le certificat phytosanitaire, les déclarations complémentaires, le certificat de don, le
certificat attestant l’absence de valeur commerciale et l’autorisation d’importation, entre
autres, sont quelques-uns des documents réclamés par les pays receveurs. Il est donc
important de publier et d’actualiser la liste des documents demandés par les différents pays.
Si la distribution ou l’échange de semences engendre des coûts supplémentaires (certificats
phytosanitaires, bulletin de l’ISTA, enveloppes spéciales, etc.), ceux-ci doivent être supportés
par l’utilisateur, à moins que les deux parties n’en décident autrement. L’un des principaux
problèmes que pose la distribution internationale est que les banques de gènes sont tenues
de déclarer qu’une maladie particulière n’a pas été repérée dans le champ de production des
semences. Or, elles ne peuvent pas satisfaire les exigences de déclaration supplémentaire
pour les semences produites il y a 20 ou 30 ans. Les pays qui reçoivent des semences doivent
donc se charger des procédures de quarantaine s’agissant des semences pour lesquelles la
déclaration supplémentaire ne peut être effectuée.
La liste du matériel et des informations associées (données d’identification, au
minimum) doit être fournie au receveur, accompagnée de tout accord juridique intéressant
l’accès et l’utilisation des ressources génétiques fournies.
Il est fortement recommandé de réduire autant que possible le délai qui sépare l’expédition
de la livraison du colis. Lorsque les semences ne sont pas disponibles, il convient d’en détailler
55
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
les raisons, de communiquer une date estimative de disponibilité et de proposer d’autres
accessions susceptibles de correspondre aux besoins du demandeur.
Les receveurs des accessions des banques de gènes sont encouragés à constituer
leur propre stock de semences aux fins de leurs essais et expériences éventuels. Cela est
particulièrement pertinent pour les espèces sauvages dont les stocks de semences sont
souvent limités et pour les essais de terrain avec répétition quand il n’est pas envisageable
de fournir la quantité de semences souhaitée.
Pour le matériel distribué en-dehors du Système multilatéral du Traité international, la
banque de gènes distributrice doit encourager le receveur à transmettre des informations
sur l’utilité du matériel génétique au fournisseur, selon les termes de l’ATM.
Circonstances particulières
Les décisions politiques, les situations de crises ou les retards bureaucratiques peuvent
allonger le délai qui sépare la réception de la demande de semences de la distribution du
matériel. Les contraintes liées à la régénération et/ou à la multiplication des accessions
peuvent également avoir une incidence sur le processus de distribution, notamment
le retarder.
Bibliographie sélective
Engels, J.M.M. et Visser, L., éds. 2003. A guide to effective management of germplasm collections.
Handbooks for Genebanks No. 6. Rome, IPGRI.
FAO. 2009. Accord type de transfert de matériel du Traité international sur les ressources
phytogénétiques pour l’alimentation et l’agriculture (ATTM du ITPGRFA), Rome (disponible à
l’adresse suivante: http://www.itpgrfa.net/International/).
FAO. 2009. Traité international sur les ressources phytogénétiques pour l’alimentation et l’agriculture
(ITPGRFA), Rome (disponible à l’adresse suivante: http://www.itpgrfa.net/International/).
FAO/IPGRI. 1994. Genebank standards. Rome, FAO et IPGRI (disponible à l’adresse suivante: ftp://
ftp.fao.org/docrep/fao/meeting/015/aj680e.pdf).
Organisation des Nations Unies. 1992. Convention sur la diversité biologique (CDB) (disponible à
l’adresse suivante: http://www.cbd.int/convention/text/default.shtml).
Rao, N.K., Hanson, J., Dulloo, M.E., Ghosh, K., Nowell, D. et Larinde, M. 2006. Manuel de manipulation
des semences dans les banques de gènes. Manuels pour les banques de gènes No. 8. Rome, Bioversity
International.
SGRP-CGIAR. Crop Genebank Knowledge Base (disponible à l’adresse suivante: http://cropgenebank.
sgrp.cgiar.org).
56
chapitre 4
Normes applicables aux banques de gènes pour les semences orthodoxes
4.9 Normes relatives
à la duplication de sécurité
Normes
4.9.1 Un doublon de sécurité correspondant à chaque accession originale de la
banque de gènes doit être entreposé sur un site éloigné géographiquement,
dans des conditions au moins identiques.
4.9.2 Chaque doublon doit être accompagné des informations pertinentes qui s’y
rapportent.
Informations générales
La duplication de sécurité consiste à produire un sous-échantillon semblable à
l’accession sur le plan génétique en vue d’atténuer les risques de disparition partielle
ou totale imputables aux catastrophes naturelles ou d’origine humaine. Les doublons
de sécurité sont génétiquement identiques à la collection entreposée à long terme et
sont appelés « échantillons dérivés les plus originaux » (Engels et Visser, 2003). La
duplication de sécurité porte à la fois sur le matériel en lui-même et sur les informations
correspondantes (elle inclut notamment une copie de sauvegarde de la base de données).
Les doublons de sécurité sont entreposés à long terme sur un autre site, souvent à
l’extérieur du pays. Le lieu est choisi de façon à limiter autant que possible les risques
potentiels et à fournir les meilleures installations d’entreposage qui soient. Pour réduire
au maximum les risques qui peuvent survenir dans un pays, la duplication de sécurité
sera idéalement réalisée dans un autre.
La duplication de sécurité est généralement effectuée selon le principe de la « boîte
noire ». Ainsi, la banque de gènes dépositaire n’est pas habilitée à utiliser ni à distribuer
le matériel génétique. Il incombe au déposant de veiller à ce que celui-ci soit de bonne
qualité, de contrôler la viabilité des semences au fil du temps et d’utiliser sa propre
collection de base pour régénérer les collections lorsqu’elles commencent à perdre en
57
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
viabilité. On ne peut toucher sans l’autorisation du déposant au matériel génétique, qui
ne lui est restitué à sa demande que lorsque la collection originale est perdue ou détruite.
Le dépôt peut également être réclamé lorsqu’il est remplacé par du matériel nouvellement
régénéré. Cependant, il est reconnu que la boîte noire n’est pas l’unique approche.
Dans certains cas, il arrive que la banque de gènes receveuse s’occupe également de la
collection de sécurité.
Il convient de procéder à une duplication de sécurité pour toutes les semences
originales collectées par la banque de gènes ou seulement abritées par elle. Celle-ci
doit malgré tout conserver les échantillons originaux afin d’en faciliter l’accès en cas de
régénération ou si d’autres décisions de gestion sont prises. Les semences dupliquées
à partir d’autres collections peuvent généralement être retrouvées par ce biais et ne
nécessitent pas de doublons de sécurité, à moins qu’il existe un doute quant à leur sécurité
dans la collection d’origine.
Toute disposition relative à une duplication de sécurité nécessite un accord juridique
signé en bonne et due forme entre le déposant et le receveur des doublons, qui établit les
responsabilités des parties et les conditions générales de conservation du matériel.
La duplication de sécurité est désormais possible à la Chambre forte semencière
mondiale de Svalbard, sur l’île du Spitzberg (Norvège). Les institutions déposant
des semences en conservent la propriété et elles seules sont autorisées à accéder aux
échantillons entreposés à Svalbard.
Aspects techniques
Pour choisir l’endroit où seront conservés les doublons de sécurité, il faut avant tout prendre
en considération la localisation géographique et les conditions environnementales. Les
installations doivent se situer dans un lieu soumis à de faibles radiations (radioactivité) et
stable (faible probabilité de séismes). Elles doivent se trouver à une altitude qui garantit
un drainage convenable en saison des pluies et élimine le risque d’inondation que peut
générer l’élévation du niveau de la mer due au changement climatique. La stabilité
économique et sociopolitique est tout aussi importante. Koo et al. (2004) suggèrent de
conserver les doublons dans une zone qui ne risque pas d’être soumise à un embargo
politique, une opération militaire ou une action terroriste qui pourraient perturber l’accès
international.
Les échantillons sont préparés de la même manière pour la duplication de sécurité que
pour la collection de base. Les conditions doivent être au moins aussi strictes que pour
l’entreposage à long terme dans une banque de gènes et la qualité de la préparation des
semences (c’est-à-dire le séchage) est importante. Il est parfois utile de trier le matériel en
fonction de la longévité des semences (faible, moyenne ou grande) avant de les destiner
à une duplication de sécurité.
La taille des échantillons ne doit pas être limitée à une valeur minimale. Elle doit
être suffisante pour procéder à au moins trois régénérations. Les doublons de sécurité
ne sont pas uniquement destinés aux générations futures, ils peuvent aussi fournir un
58
chapitre 4
Normes applicables aux banques de gènes pour les semences orthodoxes
échantillon minimal pour régénérer une accession qui a été perdue. Mieux vaut conserver
une certaine quantité, même minimale, de semences sur un deuxième site que de ne pas
le faire du tout. Si possible, un doublon de sécurité d’une accession conservée dans une
banque de gènes doit comporter au moins 500 graines viables pour les plantes allogames
et les accessions hétérogènes présentant une diversité importante, et au moins 300
pour les accessions génétiquement uniformes. Pour les accessions de semences à faible
viabilité, davantage de graines sont nécessaires. Les températures d’entreposage doivent
être comprises entre -18 °C et -20 °C.
L’emballage destiné aux doublons de sécurité doit être trilaminé et la couche
métallique située au milieu doit être d’une épaisseur suffisante. Il doit avoir la forme d’une
petite poche fermée sur les quatre côtés et sans soufflet. Il protégera les semences de l’eau
durant le transport et l’entreposage à -18 °C pendant au moins 30 ans. Une étiquette doit
être placée à l’intérieur et à l’extérieur de chaque paquet de semences pour permettre
l’identification du matériel génétique.
Les conditions d’entreposage des doublons de sécurité devant être au moins
identiques à celles de la collection de base, la viabilité des semences peut être contrôlée
sur des lots de la même accession conservée à long terme dans la banque de gènes et
extrapolée, à condition que les normes fondamentales relatives à l’entreposage soient
respectées et que l’on utilise les mêmes récipients. Dans certains cas, les échantillons
destinés aux essais de germination peuvent être envoyés dans une boîte distincte en
même temps que les doublons de sécurité et faire l’objet de tests dans le cadre d’un
accord conclu avec le dépositaire.
Les boîtes solides et résistantes à la chaleur (en carton épais ou en polypropylène)
sont les mieux indiquées pour le transport et l’entreposage des semences. Elles doivent
être correctement fermées. Il convient d’opter pour le moyen de transport le plus rapide
(frêt aérien, transporteur ou voie terrestre) afin d’éviter la détérioration de la qualité des
semences. Les échantillons doivent être renouvelés par l’expéditeur lorsque leur viabilité
dans des conditions d’entreposage identiques à celles de la collection de base commence
à décliner. Les doublons de sécurité peuvent alors être détruits ou renvoyés à l’expéditeur
et remplacés par un nouveau lot.
Circonstances particulières
Lorsque l’on estime la viabilité du doublon de sécurité en se fondant sur les résultats
de tests qui portent sur l’échantillon de la collection de base, certaines précautions
s’imposent. Les semences peuvent vieillir à des vitesses différentes s’il existe une
disparité entre l’HR ambiante des deux sites et/ou que l’ampleur et la fréquence des
fluctuations de température ne sont pas équivalentes, même si la température moyenne
d’entreposage est identique.
Des problèmes de responsabilité peuvent découler de l’expédition d’échantillons dans
des boîtes noires scellées. L’un porte sur le contenu de la boîte et sur sa manipulation
par les douaniers et d’autres autorités chargées de contrôler l’entrée sur le territoire.
59
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Dans certains cas, les boîtes sont ouvertes et des sceaux spéciaux sont appliqués par les
autorités pour confirmer qu’il ne s’agit pas de plantes médicinales ni d’autres végétaux
interdits. Un autre problème concerne la responsabilité de l’institution receveuse lorsque
le matériel est endommagé ou perd sa viabilité plus tôt que prévu à la suite d’un stress
pendant le transport, d’une mauvaise fermeture des récipients ou de fluctuations de la
température au-delà des normes spécifiées. Dans les conditions décrites ici, le dépositaire
des doublons de sécurité ne doit être tenu pour responsable que si la température devient
incontrôlable, ce qui doit être immédiatement signalé à l’institution de départ afin qu’elle
puisse décider des mesures à prendre. Celle-ci doit porter l’entière responsabilité des
avaries de transport et de l’humidité incontrôlée.
Les normes et aspects techniques peuvent être difficiles à mettre en œuvre pour
certaines espèces, en raison de la biologie intrinsèque des échantillons – c’est notamment
le cas des semences à faible longévité ou des espèces à grosse graine, lorsque l’espace et
le coût peuvent être des facteurs limitatifs.
Bibliographie sélective
Engels, J.M.M. et Visser, L., éds. 2003. A guide to effective management of germplasm collections.
Handbooks for Genebanks No. 6. Rome, IPGRI.
Koo, B., Pardey, P.G., Wright, B.D., Bramel, P., Debouck, D., Van Dusen, M.E., Jackson, M.T., Rao,
N.K., Skovmand, B., Taba, S. et Valkoun, J. 2004. Saving seeds: The economics of conserving crop
genetic resources ex situ in the future harvest centres of the CGIAR. Wallingford, Royaume-Uni, CAB
International.
SGRP-CGIAR. Crop Genebank Knowledge Base. Duplication de sécurité: Documents de référence,
liste de références et modèle de convention de dépôt de sécurité standard (disponibles à l’adresse
suivante: http://cropgenebank.sgrp.cgiar.org/index.php?option=com_content&view=article&id=58&It
emid=207&lang=English).
60
chapitre 4
Normes applicables aux banques de gènes pour les semences orthodoxes
4.10 Normes relatives
à la sécurité et au personnel
Normes
4.10.1 Une banque de gènes doit disposer d’une stratégie de gestion des risques
qui inclut, entre autres, des mesures permettant de faire face aux coupures
d’électricité, aux inondations et aux séismes.
4.10.2 Une banque de gènes doit suivre, le cas échéant, les dispositions et protocoles
locaux relatifs à l’hygiène et à la sécurité au travail.
4.10.3 Une banque de gènes doit employer le personnel requis pour remplir ses
obligations ordinaires afin de pouvoir acquérir, conserver et distribuer du
matériel génétique conformément aux normes en vigueur.
Informations générales
Pour remplir son objectif d’acquisition, de conservation et de distribution de matériel
génétique, une banque de gènes doit non seulement disposer de procédures et d’équipement
adaptés à la manipulation de semences, mais aussi employer un personnel qualifié pour
effectuer le travail nécessaire et assurer la sécurité.
La gestion active d’une banque de gènes s’appuie sur du personnel qualifié et il est
crucial d’assigner des responsabilités aux employés compétents. Une banque de gènes
doit donc disposer d’un plan ou d’une stratégie relatifs au personnel, ainsi que du budget
correspondant, afin de garantir qu’un nombre minimum d’employés qualifiés sont disponibles
pour lui permettre d’acquérir, de conserver et de distribuer du matériel génétique. L’accès à
des spécialistes de domaines divers est souhaitable, selon le mandat et les objectifs de chaque
banque de gènes. Cependant, les effectifs et la formation du personnel seront fonction des
conditions particulières. La santé et l’utilité des semences entreposées dépendent aussi de
questions liées à la sécurité, notamment sanitaire, de la banque de gènes. Des dispositions
doivent avoir été prises pour pallier les éventuelles coupures d’électricité, un équipement
61
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
d’extinction des incendies doit être en place et régulièrement contrôlé, les bâtiments doivent
être antisismiques si la banque est située dans une zone sujette aux tremblements de terre,
pour ne citer que quelques exemples. Une banque de gènes doit donc mettre en œuvre et
promouvoir une gestion systématique des risques physiques et biologiques de l’environnement
quotidien auxquels les collections et les informations associées sont exposées.
Aspects techniques
Le personnel doit avoir acquis les qualifications nécessaires dans le cadre d’une formation
certifiée et/ou sur le lieu de travail, et les besoins de formation doivent être analysés. Le
personnel doit connaître les procédures de sécurité et y être entraîné afin de limiter autant
que possible les risques encourus par le matériel génétique.
Les installations doivent être construites de manière à résister aux catastrophes
naturelles comme les ouragans, les cyclones, les séismes ou les inondations qui sont
susceptibles de se produire dans la région.
Les locaux d’entreposage doivent être protégés des cambrioleurs et d’autres intrus par
des installations classiques comme des clôtures, des systèmes d’alarme, des portes de
sécurité ou tout autre dispositif. La sécurité des collections de semences sera améliorée
en limitant strictement l’accès des installations d’entreposage au personnel autorisé.
Des vêtements de protection doivent être fournis et portés dans la zone d’entreposage.
Les précautions qui s’imposent doivent être prises et un équipement de sécurité, y compris
des alarmes et des dispositifs permettant d’ouvrir de l’intérieur les portes des salles de
séchage et de réfrigération, doit être installé.
La réfrigération est presque toujours dépendante de l’énergie électrique; il est
donc nécessaire que l’approvisionnement soit suffisant et fiable. Une défaillance de
l’approvisionnement en électricité peut conduire à la perte totale des accessions de la
banque de gènes. Il convient d’envisager l’acquisition d’un générateur de secours qui
prendra automatiquement le relais en cas de problème au niveau du système principal. Il
faut également stocker suffisamment de combustible pour faire fonctionner le générateur
en cas de coupure d’électricité.
Des appareils de contrôle de la température doivent être installés dans les chambres
de séchage et d’entreposage afin de suivre l’évolution des paramètres réels en fonction du
temps. Il convient de réfléchir à l’éventualité d’entreposer les semences sans les réfrigérer
si le système est intrinsèquement peu fiable. Si la réfrigération doit servir à conserver le
matériel génétique, elle doit respecter les normes en vigueur car une défaillance à ce niveau
peut être beaucoup plus nuisible qu’un entreposage sans réfrigération.
Si le système de réfrigération et/ou d’approvisionnement en énergie électrique n’est pas
fiable, une installation peut être construite à 10-20 mètres de profondeur, où la température
moyenne peut être maintenue aux environs de 10 °C. Cette solution est applicable dans
plusieurs régions tropicales ne présentant pas de risque d’inondation. Néanmoins, le
séchage doit être réalisé comme il convient et les semences doivent être conservées dans
des flacons correctement fermés.
62
chapitre 4
Normes applicables aux banques de gènes pour les semences orthodoxes
Des alarmes et autres équipements de lutte contre les incendies doivent être installés
dans la banque de gènes. La plupart des incendies sont provoqués par des circuits
électriques défectueux. Des contrôles périodiques doivent donc être réalisés au niveau
de l’installation électrique afin de veiller au respect des normes de sécurité. L’équipement
de lutte contre l’incendie doit comprendre, entre autres, des extincteurs et des couvertures
antifeux. Dans les zones sujettes aux orages, un paratonnerre doit être mis en place.
Circonstances particulières
Lorsqu’une banque de gènes ne dispose pas de personnel qualifié, manque de temps
ou est soumise à d’autres contraintes, elle peut externaliser une partie de ses activités ou
solliciter l’aide d’autres banques. La communauté internationale des banques de gènes
doit être informée si l’une d’elles risque de ne plus être en mesure d’assurer ses fonctions.
Les entrées non autorisées dans les locaux des banques de gènes peuvent conduire à la
perte pure et simple de matériel mais aussi compromettre les collections par l’introduction
involontaire d’organismes nuisibles et de pathologies ou l’interférence avec les systèmes
de gestion.
Bibliographie sélective
Engels, J.M.M. et Visser, L., éds. 2003. A guide to effective management of germplasm collections.
Handbooks for Genebanks No. 6. Rome, IPGRI.
SGRP-CGIAR. Crop Genebank Knowledge Base. Gestion des risques (disponible à l’adresse suivante:
http://cropgenebank.sgrp.cgiar.org/index.php?option=com_content&view=article&id=135&Itemid=23
6&lang=english).
63
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
chapitre 1
Chapitre
5
Équipe des semences et ressources phytogénétiques
Normes relatives
aux collections
en champ
65
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
5.1 Normes relatives au choix
de l’emplacement
de la collection en champ
Normes
5.1.1Les conditions agroécologiques du site de la collection en champ (climat,
altitude, sol, drainage) doivent être aussi proches que possibles de
l’environnement dans lequel les matériels végétaux étaient normalement
cultivés ou avaient été collectés.
5.1.2Le site de la collection en champ doit être situé de telle sorte à minimiser
les risques de catastrophes ou de dangers naturels ou d’origine humaine,
notamment les organismes nuisibles, les maladies, les dégâts causés par les
animaux, les inondations, les sécheresses, les incendies, les dégâts causés par
la neige et le gel, les volcans, la grêle, les vols et le vandalisme.
5.1.3 Pour les espèces utilisées pour la production de semences destinées à la
distribution, le site de la collection en champ doit être situé de façon à
minimiser les risques de dispersion des gènes et de contamination par les
cultures ou les populations sauvages appartenant à la même espèce afin que
l’intégrité génétique soit maintenue.
5.1.4Les droits fonciers du site de la collection en champ doivent être garantis et le
site doit être assez vaste pour permettre l’expansion future de la collection.
5.1.5Le site de la collection en champ doit être aisément accessible au personnel
et aux livraisons de fournitures. Il doit disposer d’un accès facile à l’eau et
d’installations appropriées pour la propagation et la quarantaine.
Informations générales
Étant donné le caractère à long terme d’une collection en champ, le choix d’un site
approprié est essentiel à la bonne conservation du matériel génétique. De nombreux
facteurs doivent être pris en compte pour le choix d’un site destiné à une collection en
champ, notamment les conditions agroécologiques appropriées aux plantes conservées
66
chapitre 5
Normes relatives aux collections en champ
sur ce site, les cataclysmes associés – naturels ou d’origine humaine –, la sécurisation des
droits fonciers sur le long terme, l’accessibilité du site au personnel et la disponibilité des
ressources en eau.
Aspects techniques
Les plantes sont vigoureuses et saines lorsqu’elles sont plantées dans des conditions
agroécologiques appropriées. Les collections en champ sont particulièrement
vulnérables aux pertes causées par une mauvaise adaptation du matériel provenant
d’environnements très différents de celui du site de la banque de gènes. Afin de
diminuer le risque de mauvaise adaptation, l’environnement et le sol du site choisi
pour la collection en champ doivent donc être les mieux adaptés aux espèces. Une
des solutions à la mauvaise adaptation consiste à adopter une approche décentralisée
de la gestion des banques de gènes, c’est-à-dire de colocaliser les collections dans
des agroécologies différentes plutôt que dans une banque de gènes centralisée. Les
accessions ayant des capacités d’adaptation similaires sont conservées ensemble dans
une station située dans un agroenvironnement semblable à celui d’origine ou proche
de leur habitat naturel. Les conditions naturelles de l’environnement original peuvent
être simulées en fournissant plus d’ombre ou de drainage, par exemple pour les parents
sauvages des cultures issues de forêts naturelles, comparativement aux végétaux
cultivés qui se sont adaptés à une intensité lumineuse plus élevée.
Dans les collections en champ, il est très important d’éviter les organismes nuisibles
et les maladies ainsi que les vecteurs d’insectes. La collection en champ doit être située,
autant que possible, dans un endroit exempt des principaux organismes nuisibles et
pathologies, ou loin des régions connues pour être infectées par des moisissures et des
virus. Ceci afin de diminuer les risques et les frais de gestion relatifs à la protection
des végétaux et de garantir une source de matériel propre pour la distribution. Les
sols doivent être vérifiés avant la plantation afin de s’assurer qu’ils sont exempts
de moisissures, de termites et autres parasites du sol et doivent être assainis par des
traitements appropriés. Si cela n’est pas possible, le site choisi doit être situé à une
certaine distance des terrains contenant la même culture, afin d’atténuer la menace des
insectes nuisibles et des maladies. Les plantes malades doivent être éliminées à l’aide
d’un programme d’assainissement solide. Lorsque cela est possible, les collections doivent
être maintenues dans des régions chaudes et sèches, moins favorables aux déplacements
de vecteurs, aux organismes nuisibles et aux maladies. Par ailleurs, le rassemblement de
grandes quantités de végétaux sensibles aux maladies peut augmenter considérablement
le risque d’épidémies. Des collections importantes d’un même genre requièrent un examen
particulièrement minutieux du point de vue des pathologies.
L’évaluation des risques de cataclysmes naturels (tels que les inondations, les incendies,
la neige/la glace, les volcans, les tremblements de terre et les cyclones) est un critère
important pour la garantie de l’intégrité physique des collections. La sécurité physique
et l’éventualité de menaces d’origine humaine telles que les vols et le vandalisme doivent
67
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
également être prises en compte. Toutes ces caractéristiques doivent être considérées lors
du positionnement et de la conception d’une collection en champ, afin de réduire la perte
de matériel génétique (voir aussi les normes relatives à la sécurité).
Les filets et cages à insectes peuvent être utilisés pour protéger les plantes de plus
petite taille contre les dégâts causés par les insectes ou les oiseaux. Les espèces exogames
telles que les arbres fruitiers à semences récalcitrantes ou les graminées cultivées pour
leurs graines ou maintenues comme plantes, doivent être isolées des pollinisateurs
potentiels. Afin d’assurer l’intégrité génétique de ces espèces et d’éviter la dispersion
des gènes ou la contamination par les mauvaises herbes, il est important de choisir un site
éloigné des cultures ou des populations sauvages appartenant à la même espèce. Pour la
propagation, il convient d’établir et de respecter les distances d’isolement recommandées,
les cages d’isolement ou les mesures de contrôle de la pollinisation. Concernant les
distances d’isolement à respecter pour la régénération des accessions, des informations
spécifiques aux cultures sont disponibles dans la Base de connaissances sur les banques
de gènes des cultures (voir bibliographie).
Une collection en champ doit être positionnée sur un site sécurisé régi par un accord
à long terme ainsi que des droits fonciers et un financement garantis ou formellement
reconnus et tenant compte du plan de développement de la région. L’historique de
l’utilisation du terrain peut fournir des informations relatives à l’état des organismes
nuisibles ou des mauvaises herbes du terrain ainsi que la quantité d’engrais utilisée.
L’utilisation importante d’engrais au cours des années précédentes pourrait affecter la
croissance des racines et des tubercules. Les engrais à résidus élevés peuvent nuire par
exemple au développement des tubercules de la patate douce. Afin d’éviter le stress dû à
la sécheresse, les critères de sélection doivent également inclure une pluviosité suffisante
ou une source d’approvisionnement en eau pour l’irrigation supplémentaire. Outre
l’historique de l’utilisation du terrain, il est recommandé d’inclure les mesures pouvant être
prises pour vérifier et rectifier l’état physique et nutritionnel des sols. Celles-ci consistent
essentiellement en l’analyse physico-chimique des sols et les mesures correctives qui en
résultent. Les régions ayant connu une utilisation importante de potassium doivent être
rééquilibrées par des applications de suppléments de calcium et de magnésium, surtout
pour les arbres fruitiers tropicaux.
La taille du site choisi doit fournir suffisamment d’espace pour le type d’espèce à
conserver ainsi que pour une éventuelle expansion de la collection au fur et à mesure de
sa croissance, en particulier chez les espèces vivaces. L’espace requis pour l’arboriculture
peut être considérable. Par ailleurs, il convient d’allouer suffisamment d’espace pour les
plantes annuelles nécessitant une transplantation et une rotation continuelles autour des
parcelles afin d’éviter toute contamination potentielle par les plantations précédentes,
ainsi que pour la rotation des plantes annuelles et vivaces dans le cadre du contrôle des
maladies et de la gestion de la fertilité des sols. Des installations de stockage suffisantes
et appropriées doivent être disponibles dans l’éventualité où les matériels végétaux
nécessitent un entreposage avant la prochaine plantation.
L’accessibilité du matériel génétique facilitera la surveillance et la gestion des végétaux.
Le site doit être accessible à la main-d’œuvre et aux machines effectuant le paillage et les
68
chapitre 5
Normes relatives aux collections en champ
applications d’engrais et de pesticides. Il doit aussi avoir accès, tout au long de l’année, à des
installations appropriées servant à l’irrigation, la propagation et la conservation in vitro ou
la cryoconservation. Un système de sécurité efficace doit être mis en place contre les vols ou
les dégâts causés au matériel génétique et aux installations.
Circonstances particulières
Lorsque les accessions ayant des origines écogéographiques différentes sont plantées
à un certain endroit, une attention particulière est requise de la part du personnel de
conservation pour la surveillance de la phénologie reproductive et de la production de
semences ainsi que pour l’identification et le transfert des accessions mal adaptées vers
d’éventuels sites alternatifs, serres ou cultures in vitro, afin d’éviter la perte de matériel
génétique. Certaines accessions peuvent nécessiter des pratiques de gestion particulières.
La protection des végétaux contre les prédateurs peut nécessiter le recours à des aires
protégées telles que les abris grillagés ou les cages.
Bibliographie sélective
Anderson, C.M. 2000. Citrus germplasm resources and their use in Argentina, Brazil, Chile, Cuba and
Uruguay. Proc. IX ISC. Vol I: 123–125, Orlando, Floride, États-Unis.
Anderson, C.M. 2008. Recursos genéticos y propagación de variedades comerciales de cítricos. XII
Simposium Internacional de Citricultura. Tamaulipas, Mexique.
Borokini, T.I, Okere, A.U., Giwa, A.O., Daramola, B.O. et Odofin, T.W. 2010. Biodiversity and
conservation of plant genetic resources in field genebank of National Centre for Genetic Resources
and Biotechnology, Ibadan, Nigéria. International Journal of Biodiversity and Conservation, 2(3):
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Davies, F.S. et Albrigo, L.G. 1994. Citrus. Wallingford, Royaume-Uni, CAB International.
Gmitter, F.G. et Hu, X.L. 1990. The possible role of Yunnan, China, in the origin of contemporary
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Said Saad, M. et Rao, V.R., éds. 2001. Establishment and management of field genebank training
manual. Serdang, Malaisie, IPGRI-APO.
SGRP-CGIAR. Crop Genebank Knowledge Base (disponible à l’adresse suivante: http://cropgenebank.
sgrp.cgiar.org/).
69
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
5.2 Normes relatives
à l’acquisition
de matériel génétique
Normes
5.2.1 Toutes les accessions de matériel génétique ajoutées à une banque de gènes
doivent être acquises légalement et accompagnées de la documentation
technique pertinente.
5.2.2 Toutes les accessions de matériel génétique doivent être accompagnées d’un
minimum de données associées, telles que détaillées dans les descripteurs de
passeport multi-cultures de la FAO/Bioversity.
5.2.3Le matériel de propagation doit être prélevé, autant que possible, à partir de
végétaux sains ayant atteint un stade de maturité convenant à la propagation.
5.2.4L’intervalle de temps entre la collecte, le transport et le traitement, puis le
transfert à la collection en champ, doit être le plus court possible afin d’éviter
la perte et la détérioration de matériel.
5.2.5 Les échantillons provenant d’autres pays ou d’autres régions du pays doivent
être soumis à une quarantaine appropriée et être conformes aux critères
associés avant d’être introduits dans la collection en champ.
Informations générales
L’acquisition est le processus de collecte ou de demande de matériels – ainsi que des
informations qui s’y rapportent – en vue de les intégrer dans une banque de gènes. Lors de
l’acquisition du matériel génétique destiné à être conservé dans collections en champ, une
attention particulière doit être portée aux plantes à semences récalcitrantes ou multipliées
par voie végétative. Les propagules utilisés pour la création d’une collection en champ
peuvent se présenter sous différentes formes telles que des semences, des boutures, des
tubercules, des cormes, des rejetons, des cultures de tissus, des greffons ou du matériel
cryoconservé. Les matériels végétaux peuvent être obtenus à partir de banques de gènes
70
chapitre 5
Normes relatives aux collections en champ
existantes, de collections de chercheurs ou de sélectionneurs, de cultivars traditionnels
et de formes cultivées par des agriculteurs ainsi que d’explorations/expéditions de
recherche de végétaux. Le déplacement et l’acquisition de matériel génétique doivent
respecter les réglementations nationales et internationales pertinentes telles que les lois
phytosanitaires ou relatives à la quarantaine, les législations nationales régissant l’accès
aux ressources génétiques, la CIPV, le Traité international et la CDB.
Aspects techniques
L’adhésion à la Norme 5.2.1 assure la sécurité des déplacements de matériel génétique
depuis les sites de collectes situés aussi bien à l’intérieur qu’à l’extérieur du pays,
vers le pays hébergeant la banque de gènes. Pour le matériel génétique collecté
in situ, il convient de se conformer aux réglementations nationales qui requièrent
généralement l’obtention de permis de prélèvement auprès des autorités nationales
concernées. Si la collection provient de champs d’agriculteurs ou de collectivités
locales, une procédure de consentement préalable (prior informed consent, PIC) peut
être requise, conformément à la législation nationale, régionale ou internationale
correspondante. Lorsque le matériel génétique doit être exporté il convient d’utiliser
un accord approprié de transfert de matériel. L’exportation des RPGAA peut être
accompagnée d’un ATTM ou de permis similaires conformément aux règlementations
nationales relatives à l’accès et au partage des avantages. Il convient de s’enquérir
des réglementations relatives aux permis d’importation spécifiant les exigences
phytosanitaires et autres conditions d’importation auprès de l’autorité nationale
compétente dans le pays receveur.
Au moment de l’acquisition, il est important de veiller à ce que les données
d’identification de chaque accession soient aussi complètes que possible, en particulier
les données de géoréférencement qui permettent de localiser avec précision les sites
de collecte originaux et aident à identifier les accessions dont les caractéristiques
d’adaptation spécifiques correspondent aux conditions agroclimatiques de ces sites.
Les données de passeport sont essentielles à l’identification et au classement de chaque
accession et servent de point d’entrée pour la sélection et l’utilisation de l’accession.
Des formulaires appropriés doivent être utilisés pour le recueil de données détaillées
concernant la collecte. Ces formulaires doivent comporter des informations telles
que la classification taxonomique initiale de l’échantillon, les coordonnées du site de
collecte, une description de l’habitat des végétaux collectés, le nombre de végétaux
échantillonnés ainsi que d’autres données pertinentes essentielles à une bonne
conservation, telles que fournies dans les descripteurs de passeport multi-cultures de la
FAO/Bioversity (Alercia et al., 2012). Lorsque le matériel est collecté à partir de champs
d’agriculteurs, des informations complémentaires très utiles peuvent être obtenues en
questionnant les agriculteurs, notamment sur les pratiques culturales, les méthodes
de propagation, l’historique et l’origine, ainsi que sur les diverses utilisations. Lorsque
la situation le permet, il convient de prélever un spécimen d’herbier dans la même
71
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
population que les échantillons, en précisant la méthode et la raison de l’acquisition.
Ce spécimen sera conservé comme collection de référence.
En cas de dons (d’un programme de recherche ou d’une banque de gènes), les
données d’identification disponibles doivent être complétées par la classification
taxonomique, le nom et le numéro d’identification du donateur ainsi que les noms
des matériels génétiques. On doit s’enquérir auprès du donateur de la manière dont
le matériel génétique reçu a été entretenu, notamment du pedigree ou de la lignée et,
si possible, de la chaîne de responsabilité. Les matériels doivent recevoir un numéro
d’identification unique (temporaire ou définitif, selon la pratique en vigueur dans la
banque de gènes) permettant de les relier aux données d’identification et à toute autre
information collectée, garantissant ainsi l’authenticité de l’échantillon.
72
chapitre 5
Normes relatives aux collections en champ
Bien qu’il ne soit pas possible de garantir que le matériel végétal collecté in situ soit
parfaitement sain (exempt de maladies et d’infestation par des insectes nuisibles), il est
important que les propagules prélevés à partir de végétaux apparemment sains soient
exempts de maladie, d’infestation par des insectes nuisibles ou d’endommagement.
Le matériel propre provenant de sources certifiées doit être entreposé sous abri
grillagé afin d’éviter que les insectes n’infestent les végétaux propres et n’entraînent la
propagation de pathogènes. Lors de la collecte, l’opérateur doit aussi éviter l’épuisement
de la population naturelle ciblée. Il peut aussi s’avérer utile de répéter l’échantillonnage
d’un site donné afin d’optimiser la capture de la variabilité génétique pouvant être
présente à divers moments (Guarino et al., 1995). Au cours de la phase de collecte
d’échantillons de plantes vivaces multipliées par voie végétative, notamment les
pousses qui conviennent au prélèvement de boutures et de greffes, il est conseillé de
stimuler la formation de pousses appropriées en élaguant les troncs et les branches;
ces pousses pourront être prélevées lors d’une deuxième visite.
Il est important de souligner que le temps mis pour transférer les semences
originales vers la banque de gènes, à partir du moment de la collecte, est critique. Ceci
est particulièrement vrai pour les espèces qui produisent des semences récalcitrantes
et pour les stocks clonaux qui ne maintiennent pas leur viabilité pour très longtemps,
ainsi que pour les propagules végétatifs qui pourrissent facilement. Dans certains cas,
le matériel génétique doit être expédié sur de longues distances, par exemple lorsqu’il
est acquis à l’étranger. Le temps d’expédition sera dûment pris en compte, y compris
les temps de transit et de traitement, afin que les mesures appropriées soient mises en
œuvre pour assurer que le matériel soit en bonne condition en arrivant à la banque
de gènes receveuse. Les propagules (rejetons, graines ou boutures) doivent également
être convenablement préparés afin d’améliorer la viabilité pendant le transport par
courrier ou par colis. Par exemple, les semences récalcitrantes et les rejetons doivent
être emballés dans du coton stérile ou d’autre matière appropriée, puis dans un sac en
plastique perforé assurant une aération suffisante. Les semences doivent être protégées
par un emballage rigide rembourré contre un éventuel écrasement par les trieuses de
courrier mécaniques. Les deux extrémités taillées des rejetons propres doivent être
emballées dans du film de paraffine afin de limiter les pertes en eau. Les collections
en provenance des régions tropicales doivent être protégées des températures élevées
au cours du transport.
Les collections en champ ne peuvent pas contenir de nombreux échantillons (voir
les normes relatives à l’établissement d’une collection). La taille de l’échantillon sera
donc généralement limitée par rapport à celle des semences orthodoxes. Néanmoins,
tout doit être mis en œuvre pour maximiser la collection quant à la diversité génétique
de la population cible. Toutefois, lors de la collecte effectuée pour une collection en
champ, le collecteur devra décider du nombre de végétaux pouvant raisonnablement
être prélevés au sein d’une population. Ce nombre dépendra largement du système de
reproduction, du type et de la partie de la plante collectée.
73
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Circonstances particulières
La collecte ne devra être effectuée que si elle s’inscrit dans le cadre des exigences légales,
en particulier si le matériel génétique est ensuite exporté du pays. Dans l’éventualité où les
matériels ne sont pas autorisés à quitter le pays pour cause d’exigences phytosanitaires,
des efforts doivent être entrepris en vue de la création d’une collection en champ dans
le pays d’origine et/ou la constitution de cultures in vitro qui conviennent mieux à
l’exportation. Des marges doivent être prévues quant à la taille de l’échantillon, pour les
espèces rares ou sauvages dont le matériel de propagation ne serait pas disponible en
conditions ou en quantités optimales.
74
chapitre 5
Normes relatives aux collections en champ
Bibliographie sélective
Alercia, A., Diulgheroff, S. et Mackay, M. 2012. FAO/Bioversity Multi-Crop Passport Descriptors
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75
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
5.3 Normes relatives
à l’établissement
de collections en champ
Normes
5.3.1
Il convient de maintenir un nombre suffisant de végétaux afin de capturer la
diversité génétique présente au sein de l’accession et d’en assurer la sécurité.
5.3.2 Chaque banque de gènes doit posséder un plan détaillé indiquant la localisation
exacte des accessions au sein des parcelles.
5.3.3 Les pratiques culturales appropriées doivent être respectées tout en tenant compte
du microenvironnement, de la date de plantation, des porte-greffes, de l’arrosage
et du contrôle des organismes nuisibles, des maladies et des mauvaises herbes.
Informations générales
Il est difficile de fournir des normes spécifiques pour l’établissement d’une collection
en champ. Celles-ci dépendront en grande partie de la nature des espèces que l’on
souhaite conserver. Des normes spécifiques aux espèces devront être élaborées selon
les caractéristiques biologiques de l’espèce, la phénologie, le mode de reproduction
et la structure de la population. Trois éléments doivent être pris en compte lors de
l’établissement d’une collection en champ: a) le nombre de végétaux conservés par
accession; b) l’agencement des végétaux au sein de la banque de gènes; c) les pratiques
culturales à observer pour garantir des conditions de croissance optimales des accessions
des collections.
Aspects techniques
La décision concernant le nombre de végétaux à être plantés par accession dans une
banque de gènes repose sur l’équilibre entre la nécessité de préserver la diversité
76
chapitre 5
Normes relatives aux collections en champ
génétique des accessions, l’attention portée à l’espace, les besoins en matière de
caractérisation et les conditions économiques de la collection en champ. Cette décision
ne sera pas la même si les plantes sont annuelles ou vivaces et si elles sont propagées par
des semences ou par voie végétative. Pour les espèces à semences, l’échantillon doit être
suffisamment grand pour capturer la diversité génétique de l’accession collectée. Il est à
noter que lors de la collecte de semences non orthodoxes, une stratégie d’échantillonnage
appropriée doit être élaborée, donnant la priorité aux plantes destinées à la collection.
En effet, une collection en champ peut difficilement héberger de nombreuses « diversités
génétiques intrinsèques aux accessions ». Pour les espèces multipliées par voie végétative,
un petit nombre de végétaux suffit à représenter la diversité génétique de l’accession et
à en garantir la sécurité. Cependant, davantage de végétaux peuvent être nécessaires
lorsque la diversité interne à la population est supérieure à la diversité entre populations.
La taille de l’échantillon peut aussi dépendre de l’objectif pour lequel la collection a été
constituée, par exemple l’évaluation et/ou la distribution. Les nombres d’individus par
accession diffèrent alors selon les objectifs de conservation.
Lors de l’établissement d’une collection en champ, il est très important de savoir
quelles accessions ont été plantées et à quels endroits. Un agencement convenablement
planifié ainsi qu’un plan du terrain bien préparé amélioreront l’efficacité de l’utilisation
de l’espace et de la gestion de la collection. L’emplacement des accessions individuelles
doit être clairement précisé. À cet égard, la phase d’établissement de la collection
en champ doit inclure l’agencement et la conception des parcelles, les versions
électronique et imprimée des plans ainsi que les codes-barres et étiquettes des terrains.
Il faut veiller à ce que les accessions soient placées dans le microenvironnement le plus
approprié au sein de la banque de gènes. Certains végétaux requièrent des conditions
environnementales particulières. Il peut être nécessaire de les placer sous serre afin de
mieux contrôler leur environnement (notamment afin d’éviter la chaleur ou le froid),
ou à l’ombre d’autres végétaux.
Lors du calcul de la taille des parcelles, il faut tenir compte des modes de croissance
et de la taille adulte des végétaux ainsi que des structures d’arrosage et de la facilité
d’entretien. Pour les espèces vivaces, les plantes doivent être correctement espacées à
l’intérieur des parcelles afin de permettre une croissance convenable de chaque plante
(telles que les arbres) et d’éviter le mélange avec les cultures qui développent des
tubercules ou de long stolons souterrains. Par ailleurs, des barrières physiques devront
être installées entre les parcelles afin d’éviter le mélange (dispersion des gènes), par
exemple en plantant des espèces différentes avec lesquelles le croisement n’est pas
possible. Ceci permet d’éviter la compétition qui affaiblirait les végétaux ou favoriserait
la dissémination rapide de maladies ou d’insectes nuisibles. Il peut s’avérer nécessaire
de planter les clones envahissants dans des bacs, des pots ou des boîtes afin de réduire
le mélange ou la compétition avec les accessions moins vigoureuses. Il est préférable de
planter les accessions présentant des morphologies facilement reconnaissables dans des
parcelles adjacentes, en cas de problème de dissémination des bulbilles et des graines
entre les parcelles. Pour les espèces à pollinisation croisée, il convient de respecter une
distance d’isolement suffisante entre les parcelles contenant des accessions différentes ou
77
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
d’utiliser des cages d’isolement afin de préserver l’intégrité génétique de toute semence
collectée pour la distribution.
Il faut souligner que l’agencement et le plan du terrain ne sont pas figés dans le temps
et changent selon les programmes de plantation. Pour les plantes annuelles, la rotation
est essentielle et nécessite une planification convenable et un espace additionnel. Il est
également important de concevoir l’agencement de façon à ce qu’il n’y ait pas de dérive
de pesticides dans l’environnement immédiat.
Pour les collections en champ, il est extrêmement important de disposer d’étiquettes
annotées de façon claire et correcte sur deux badges imperméables et indélébiles. Les
étiquettes doivent contenir les informations concernant la date, le nom usuel et le numéro
de la collection en champ. Il est préférable d’utiliser des étiquettes imprimées par ordinateur
afin de minimiser les erreurs de transcription des noms et des numéros. Les plans cadastraux
(en versions imprimée et électronique) sont des documents essentiels pour les banques de
gènes et servent de sauvegarde pour les étiquettes en champ qui se perdent ou se détruisent
facilement. Ces plans doivent être élaborés avant la plantation et régulièrement mis à jour.
Lors de l’établissement de collections en champ, il faut impérativement adopter les
pratiques culturales appropriées, spécifiques à chaque espèce, afin de garantir la réussite
de l’établissement des plantes. Les matériels végétaux doivent être soigneusement
sélectionnés. La sélection exclusive de végétaux forts pour la banque de gènes peut
entraîner une diminution de la variation génétique. La qualité phytosanitaire du matériel
de plantation de départ est extrêmement importante pour la plantation de nouveaux
champs, la transplantation dans des parcelles vides ou encore le rajeunissement de
collections entières, à condition qu’aucune sélection génétique ne soit prévue. Seuls
le matériel sain et les parties vigoureuses des plantes doivent être utilisés. Des règles
d’hygiène simples doivent être observées pour la préparation des matériels de plantation,
notamment l’utilisation d’outils propres et désinfectés. Dans la mesure du possible, il
faut envisager, avant l’établissement, un indexage des maladies non apparentes telles
que les virus et les pathogènes transmis par les greffes (notamment les viroïdes, les
phytoplasmes et les organismes non identifiés).
Les végétaux doivent être plantés au moment opportun. Il convient de suivre les
recommandations concernant les dates de plantation des différentes espèces en
provenance de régions diverses. Ces recommandations tiennent généralement compte
des conditions optimales d’établissement des végétaux, notamment de la température,
des degrés d’humidité, du type de sol, des porte-greffes, etc. Pour les végétaux multipliés
par greffe, il faut veiller à uniformiser les porte-greffes afin de procéder à la greffe de tous
les échantillons au moment opportun. Chaque espèce est greffée sur un porte-greffe de la
même espèce ou un porte-greffe étroitement apparenté dont la compatibilité a été prouvée.
Le même porte-greffe doit être utilisé pour toutes les accessions de la même espèce. Les
porte-greffes doivent être choisis en fonction de leur adaptation aux caractéristiques du
sol et de l’influence minimale sur le comportement du matériel greffé. Les arbres doivent
être plantés sur leurs propres racines et ne doivent pas être greffés, sauf si l’usage de
porte-greffe est nécessaire à la prévention des maladies ou si la greffe constitue le mode
de culture normal d’une espèce.
78
chapitre 5
Normes relatives aux collections en champ
Les cultures nécessitant une pollinisation croisée doivent être plantées en groupes,
répartis selon la date de floraison. Chez les espèces dioïques, il convient de planter des
quantités appropriées de végétaux mâles et femelles. Pour les espèces incompatibles
entre elles et multipliées par voie végétative, le conservateur doit connaitre le système
d’auto-incompatibilité (SI) de l’espèce et la combinaison d’allèles nécessaire pour obtenir
une bonne collection en champ et garantir la formation de graines et de fruits. Au cours
de l’établissement de collections en champ, il est également important de respecter les
procédures de traitement du terrain (mesures agrotechniques).
Certaines espèces ont besoin d’un soutien supplémentaire tel que la plantation
d’arbres fournissant de l’ombre, selon un agencement approprié (par exemple pour
79
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
le café). Cet agencement devra être choisi en fonction des conditions locales et des
exigences de l’espèce. Certaines espèces poussent sous forme de lianes (par exemple
la vanille, de nombreux haricots, les cucurbitacées et autres) et nécessitent des arbres,
des tiges de bois, des câbles ou d’autres installations. Il peut être nécessaire d’installer
des plates-bandes spéciales pour certaines espèces (principalement celles des climats
arides), par exemple des « plates-bandes surélevées » ou des couvertures protégeant
des précipitations pendant certaines périodes de l’année, ou pour les périodes spéciales
requérant de l’ombre, les périodes d’arrosage ou d’inondation, de gel, etc. Certaines
espèces d’arbres fruitiers nécessitent un élagage régulier afin d’exprimer leur apparence
caractéristique et de rester en bonne santé. L’utilisation de porte-greffes nanisants est
une pratique fortement encouragée pour l’arboriculture.
Circonstances particulières
Certains génotypes répondent parfois mal aux méthodes générales de propagation
établies pour des types d’espèces particuliers. Des recherches doivent alors être
entreprises pour développer de nouvelles méthodologies. Un intermédiaire doit être
utilisé pour les plantes multipliées par porte-greffe et se trouvant sur un site de plantation
nécessitant l’utilisation d’une espèce étroitement apparentée comme porte-greffe.
Il est important d’envisager une duplication de la collection sur un autre site (voir les
normes relatives à la duplication de sécurité). Il arrive que certains génotypes vivant à
l’ombre des arbres d’une forêt ou pouvant être sensibles aux maladies, ne s’adaptent pas
correctement aux conditions de plein ensoleillement du terrain. Il faut donc leur fournir
suffisamment d’ombre. Cette situation est aggravée par les contraintes de ressources,
ce qui attribue un double rôle aux collections en champ (conservation et amélioration
des cultures) et peut mener à des conflits, notamment dans l’agencement de la banque
de gènes, la gestion, la duplication de l’accession. Lorsque le maintien des duplications
en champ est difficile, une option possible est d’établir des doublons sous forme de
cultures in vitro.
80
chapitre 5
Normes relatives aux collections en champ
Bibliographie sélective
Reed, B.M., Engelmann, F., Dulloo, M.E. et Engels, J.M.M. 2004. Technical guidelines for the
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emid=203&lang=english).
81
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
5.4 Normes relatives
à la gestion des terrains
Normes
5.4.1 Les plantes et le sol doivent être régulièrement surveillés en ce qui concerne
les organismes nuisibles et les maladies.
5.4.2 Les pratiques culturales appropriées, telles que la fertilisation, l’irrigation,
l’élagage, le treillage, les porte-greffes et le désherbage doivent être mises en
œuvre pour assurer une croissance végétale satisfaisante.
5.4.3 L’identité génétique de chaque accession doit être surveillée. Il convient
notamment d’assurer un isolement correct des accessions, de prévenir
les croissances entre les accessions, d’utiliser un étiquetage et des plans
cadastraux corrects et d’évaluer périodiquement l’identité à l’aide de
techniques morphologiques et moléculaires.
Informations générales
La gestion des terrains est la conservation quotidienne des collections en champ
permettant d’assurer la bonne santé, l’accessibilité et la disponibilité des accessions
végétales. Cette gestion comprend diverses activités telles que le contrôle des
organismes nuisibles et des maladies, la bonne nutrition des végétaux, l’arrosage,
l’élagage et la surveillance des accessions afin d’assurer l’intégrité génétique des
collections.
Aspects techniques
Les pertes de matériel génétique imputables à une mauvaise santé peuvent constituer
une cause importante d’érosion génétique au sein des collections en champ. L’entretien
82
chapitre 5
Normes relatives aux collections en champ
d’accessions végétales saines au sein des collections de matériel génétique représente un
défi majeur, en particulier lorsque les accessions sont collectées à partir d’une vaste région
de distribution comportant divers organismes nuisibles et maladies. Lorsqu’elles ne sont
pas gérées convenablement, les accessions se trouvant au sein des collections peuvent
aussi être une source/foyer de dissémination d’organismes nuisibles et de maladies. Il
est donc important d’exercer un contrôle strict des introductions de végétaux dans la
collection en champ. Il faut également tenir compte des niveaux historiques et récents
des populations d’insectes et de maladies. Les contrôles minutieux et l’enregistrement des
données sont très importants pour toutes les opérations de lutte contre les organismes
nuisibles. Le moment choisi pour le contrôle des maladies est également de la plus haute
importance car une fois le matériel végétal infecté, les dégâts sont souvent irréversibles.
La modélisation des scénarios climatiques et des maladies peut aussi aider au contrôle
des organismes nuisibles et des maladies émergents.
Selon les collections cibles, les insectes nuisibles et les maladies peuvent comprendre un
éventail important d’organismes. Les organismes nuisibles les plus couramment associés
au matériel génétique végétal comprennent les insectes, les acariens, les moisissures,
les nématodes, les virus, les viroïdes, les spiroplasmes, les phytoplasmes, les limaces, les
escargots et les mauvaises herbes. Les plantes multipliées par voie végétative peuvent
être infectées par des virus, ce qui conduit à une diminution de la force, de la vigueur et
à une incompatibilité au greffage. Au cours de la quarantaine ou de la maintenance, les
insectes nuisibles et les maladies peuvent être détectés par des techniques diverses telles
que l’examen visuel, l’isolement sur plaque de gélose/méthode des stries, l’incubation en
chambre humide, la greffe, les dosages biologiques, l’examen au microscope électronique
et les kits de diagnostique végétal. Ces derniers peuvent comporter des dosages
immunoenzymatiques (ELISA) faciles à utiliser et déjà disponibles pour les tubercules
(manioc, pomme de terre, betterave), les fruits (banane, fruits à pépins, fruits à noyaux
et baies) et les légumes. Les principales maladies bactériennes et fongiques doivent être
contrôlées par des méthodes préventives ou prophylactiques. Les kits de diagnostic
génétique sont également très efficaces pour la détection de maladies à travers l’analyse
par PCR des gènes spécifiques aux pathogènes. Il est recommandé de faire effectuer ces
tests par un personnel formé en agronomie, horticulture, micropropagation ou pathologie.
Les accessions sensibles aux insectes nuisibles et aux maladies doivent être
correctement identifiées au moment de la livraison. Les collections en champ doivent
impérativement disposer d’un système d’identification de tous les organismes nuisibles
et maladies associés à l’éventail de cultures contenues dans la collection, en particulier
pour les cultures sensibles à des pathogènes de quarantaine à haut risque. Les banques de
gènes doivent aussi disposer de procédures pour l’application des méthodes de diagnostic
permettant l’évaluation rigoureuse de l’état des organismes nuisibles et des maladies, tel
que l’ordonnent les exigences locales, régionales et nationales. Dans l’éventualité où une
banque de gènes ne disposerait pas de telles procédures, ces tâches doivent être soustraitées à des institutions spécialisées dans la mise en quarantaine des plantes entrantes.
Le personnel de la banque de gènes doit appliquer les pratiques de gestion qui
permettent de diminuer le risque de propagation de maladies au sein de la collection.
83
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Les outils et instruments, le sol et les chaussures doivent être correctement désinfectés.
Dans la mesure du possible, il est recommandé d’adopter l’approche de gestion intégrée
des nuisibles (GIN), ayant principalement recours au contrôle biologique, complété par
l’utilisation de pesticides et le contrôle mécanique. Il peut s’avérer très important de
détecter dans le matériel clonal les virus et autres pathogènes transmis par les greffes;
les technologies de détection s’étant par ailleurs beaucoup améliorées ces dix dernières
années. En cas d’infection de plantes particulières, celles-ci doivent être désinfectées
par thermothérapie et/ou par culture de tissus. Afin d’éviter des traitements coûteux,
il est toujours recommandé de se procurer du matériel similaire provenant de sources
« propres » ou moins infectées.
Le personnel de gestion de la collection en champ doit adopter une attitude proactive
pour répondre aux besoins particuliers de matériels génétiques variés. Après la plantation
de la parcelle, le personnel doit assister la croissance des plantes simplement en veillant
au maintien des conditions favorables à leur développement. Pendant la saison sèche,
l’arrosage régulier des plantes est beaucoup plus important que l’ajout d’engrais. Le
système d’irrigation doit être approprié au type de plante et aux conditions écologiques
de l’endroit où se situe le terrain. La fertilisation de la collection en champ est compliquée
par la culture simultanée de différents types de plantes. Chaque type de plante a des
besoins nutritifs spécifiques du fait des différences génétiques, de la taille ou de l’âge.
On peut donc avoir recours à des mélanges composés, en utilisant des doses faibles par
plante et en s’assurant d’une distribution adéquate. L’application de petites quantités à
des intervalles réguliers peut s’avérer plus efficace qu’une quantité totale équivalente,
appliquée à des intervalles de plusieurs mois. La plupart des plantes doivent être élaguées
afin de conserver une taille acceptable au sein de la plantation. L’élagage des arbres
permet de donner forme à la canopée. Parfois un léger éclaircissement suffit à créer
l’espace nécessaire à un développement correct sans compétition excessive pour la
lumière. Cette opération de modelage et d’éclaircissement doit être confiée à une personne
expérimentée. Du fait de son importance, une collection de matériel génétique requiert
une main-d’œuvre très qualifiée; l’entretien des champs doit également être effectué par
un personnel formé.
La concurrence des mauvaises herbes est un problème beaucoup plus grave chez
les plantes jeunes dont le système racinaire est moins profond, que chez les plantes
âgées. Le contrôle des mauvaises herbes est essentiel à une croissance végétale rapide
et vigoureuse. Les mauvaises herbes peuvent être contrôlées par des moyens mécaniques
ou par l’utilisation de produits chimiques (herbicides). Les herbicides peuvent permettre
de réduire à un minimum le recours au travail manuel et au labourage mécanique. Le
mode de contrôle des mauvaises herbes doit être conforme aux recommandations établies
pour chaque espèce.
Pour certaines accessions, d’autres pratiques de protection sont nécessaires,
notamment l’utilisation de serres pour la protection contre la grêle et le gel, ou contre les
insectes vecteurs de maladies. L’ablation des fruits est également une pratique de gestion
importante pour le contrôle des maladies car elle permet d’éviter la compétition avec les
cultures de l’année suivante et diminue le stress exercé sur la plante.
84
chapitre 5
Normes relatives aux collections en champ
Afin de garantir l’intégrité génétique de chaque accession, il faut éviter toute
contamination entre accessions, toute dispersion de gènes provenant des plantes
voisines et toute croissance entre accessions. Des accessions de collections en champ
produisent parfois des fleurs et des graines susceptibles de tomber et de pousser
dans la parcelle. Il est possible que ces graines ne soient pas pures du fait de leur
hétérozygosité ou d’une pollinisation croisée. De telles productions spontanées de
graines ne doivent pas être permises ou doivent être éliminées. Une surveillance et
des contrôles périodiques doivent être réalisés afin de s’assurer que chaque accession
est correctement identifiée et localisée sur le terrain. L’étiquetage est extrêmement
important et doit être constamment vérifié sur le site et comparé aux plans des
parcelles de la collection en champ. Les étiquettes doivent être claires, concises et
aussi imperméables que possible. L’utilisation de codes-barres ou d’étiquettes générées
par ordinateur est encouragée car elle permet de réduire les erreurs de transcriptions.
L’identité de chaque accession doit être vérifiée périodiquement, autant que possible
à l’aide de marqueurs morphologiques et moléculaires (voir les normes relatives à la
caractérisation).
Les pratiques d’entretien sont généralement spécifiques aux cultures et peuvent varier
selon l’utilisation envisagée pour la collection (conservation, évaluation, distribution).
Toutes les accessions de matériel génétique doivent être surveillées. Cependant, la
fréquence de surveillance dépend de la nature de la plante; les plantes herbacées
nécessitant une fréquence plus élevée que les plantes ligneuses. Tous les matériels
génétiques doivent être surveillés quant aux organismes nuisibles nouveaux – animaux,
insectes ou maladies – susceptibles d’être introduits dans les collections de matériel
génétique. Tous les matériels génétiques doivent également être surveillés contre le
vandalisme (voir les normes relatives à la sécurité).
Circonstances particulières
Le manque d’expertise des banques de gènes dans la gestion des organismes nuisibles et
des maladies peut représenter un important facteur limitant au maintien de plantes saines
au sein de la collection. Le recours à des phytopathologistes qualifiés peut alors être
nécessaire. Les banques de gènes doivent disposer de plans d’urgence pour la gestion
des épidémies. Elles doivent être en relation avec des services de pathologie végétale
spécialisés tels que les autorités nationales de pathologie végétale et les laboratoires
universitaires ou commerciaux, tous susceptibles de fournir les services requis.
La rotation des sites de plantation est également une bonne pratique (lorsqu’elle
est réalisable, en particulier pour les espèces propagées annuellement et les plantes
vivaces très sensibles aux maladies du sol). Elle permet de diminuer la perpétuation
de tout organisme nuisible et maladie du sol. Une alternative est la désinfection du sol.
Dans certains cas, les plantes peuvent être cultivées en pépinière, où les conditions
phytosanitaires sont plus faciles à gérer, et être plantées aux champs après s’être
acclimatées.
85
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Certaines accessions peuvent être très précieuses et très vulnérables aux pathogènes.
Il est donc important de les maintenir sous serre et de conserver des doublons in vitro ou
en cryoconservation, comme sauvegarde complémentaire de conservation.
Le désherbage manuel peut être nécessaire lorsque les plantes sont susceptibles d’être
abîmées par les applications d’herbicide. Pour la régénération, il est conseillé d’utiliser
des sites ne favorisant pas le développement des organismes nuisibles et des maladies.
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86
chapitre 5
Normes relatives aux collections en champ
5.5 Normes relatives
à la régénération
et à la propagation
Normes
5.5.1
Chaque accession de la collection en champ doit être régénérée lorsque la force
des plantes et/ou leur nombre a diminué jusqu’à atteindre des seuils critiques.
La régénération permet ainsi de restaurer les seuils d’origine et d’assurer le
maintien de la diversité et de l’intégrité génétique.
5.5.2 La propagation doit être effectuée à l’aide de matériel végétal conforme au type.
5.5.3 Les informations concernant les cycles et les procédures de régénération des
végétaux doivent être correctement documentées et incluses dans le système
d’information de la banque de gènes, notamment la date, l’authenticité des
accessions, les étiquettes et les cartes des emplacements.
Informations générales
Dans le contexte des collections en champ, les termes régénération et propagation se
réfèrent au ré-établissement des échantillons de matériel génétiquement semblable à celui
la collection originale, lorsque la force et le nombre de végétaux sont faibles (Dulloo et al.,
2008). Les normes relatives aux procédures de régénération et de propagation doivent être
spécifiques aux espèces. Il convient d’utiliser les protocoles et directives mis en place pour
les espèces particulières lorsque ceux-ci sont disponibles. La régénération et la propagation
doivent être effectuées dans le but d’assurer qu’il n’y ait pas de perte de plantes au sein de
la collection. Cependant, la perte de tout individu entraînera inévitablement une érosion
génétique au sein de l’accession car chaque accession ne contient généralement que peu de
plantes (voir les normes relatives à l’établissement d’une collection – taille des échantillons).
La régénération et la propagation sont onéreuses et doivent donc être planifiées avec soin.
Elles peuvent nécessiter un changement de site pour des raisons de sécurité ou pour éviter
les maladies, les organismes nuisibles et les pathologies du sol.
87
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Aspects techniques
La régénération et la propagation peuvent être nécessaires pour diverses raisons et
dépendent du type de plante, des menaces existantes et des besoins en matière de
distribution. Divers facteurs peuvent entraîner la perte de vigueur végétative et même
la mort des plantes, notamment les facteurs climatiques, édaphiques et/ou biologiques.
Toute plante morte doit impérativement être remplacée, pour un rendement maximum
des parcelles de collection en champ. Ceci est particulièrement important du fait du
nombre généralement faible d’individus par accession dans les collections en champ
(voir les normes relatives à l’établissement de collections en champ).
La méthode de propagation des espèces cibles est une préoccupation importante.
Certaines espèces peuvent être propagées par voie sexuée alors que d’autres espèces sont
multipliées par voie végétative. En principe, les semences ne doivent pas être utilisées
pour la propagation dans une collection en champ, même si les plantes peuvent se
reproduire par voie sexuée, à moins que la taille de la population ne soit représentée par un
assez grand nombre d’individus. L’objectif de la régénération étant de préserver l’intégrité
génétique de l’accession et sachant qu’il n’y a qu’un nombre limité de plantes par accession,
la multiplication par voie sexuée peut entraîner une dérive génétique importante au sein
de l’accession. Par ailleurs, pour les espèces à pollinisation croisée, les croisements entre
accessions peuvent réduire de manière significative la variance génétique entre celles-ci
et modifier l’intégrité de chacune des accessions. Dans la mesure du possible, les plantes
doivent être multipliées par voie végétative, auquel cas chaque rejeton est identique au
parent, préservant ainsi l’intégrité génétique de l’accession.
Le moment le plus approprié pour la régénération est aussi un facteur important qui
dépend souvent du climat et de la saison de plantation de la culture. La FAO a publié
une série de calendriers pour les cultures d’Amérique Latine et d’Afrique (FAO, 2004,
2012). Ces calendriers peuvent servir de guide utile à la détermination du moment
approprié pour la plantation et donc pour la régénération. Les calendriers de cultures de
la FAO fournissent des informations pour plus de 130 cultures situées dans 283 zones
agroécologiques et 44 pays. Encore une fois, le moment opportun sera spécifique de
l’espèce et éventuellement du site. Une bonne indication du meilleur moment pour
commencer la propagation est le moment où les propagules commencent à germer ou
lorsque les plantes mères commencent à mourir constamment. Une autre préoccupation
est celle de la repousse de la collection. En effet il faut déterminer si les repousses seront
laissées libres ou non de se développer pour produire la culture suivante, comme dans
le cas des aroïdées (Jackson, 2008).
La propagation doit être effectuée à l’aide de matériel végétal sain et conforme au type.
Toute plante nouvelle doit être régénérée par du matériel conservé dans des installations
spécialisées (serres, in vitro ou congélateur), afin d’en préserver la santé. Il convient
d’utiliser des protocoles et directives relatifs aux espèces particulières, lorsque ceux-ci
sont disponibles. La régénération des accessions d’espèces exogames doit être effectuée
en isolement dans des installations spécialisées, protégées des mauvaises herbes, des
organismes nuisibles et des maladies.
88
chapitre 5
Normes relatives aux collections en champ
Il est important que toutes les informations relatives à la régénération de l’accession
soit convenablement documentées et incluses dans le système de documentation de
la banque de gènes. Elles doivent comporter notamment les informations concernant
le numéro de l’accession et le numéro de séquence des plantes au sein de chaque
accession, le site de régénération, le type de propagation et les matériels utilisés
(boutures, tubercules, cormes, bulbes), la date de plantation, le taux de survie des matériels
propagés, le protocole d’interruption de la dormance des semences, les pratiques de
gestion utilisées, la méthode de plantation, les conditions du champ, le nombre de plantes
établies et les dates de récoltes.
Circonstances particulières
Les facteurs climatiques nuisent davantage aux jeunes plantes qu’aux plus anciennes.
Quelques plantes risquent d’être perdues au cours de la première année pour des
raisons diverses. Il est donc sage d’en planter quelques-unes en réserve, pour servir de
remplacement en cas de besoin. On s’assure ainsi de disposer de plantes du même type
et du même âge que les originales pour le remplacement d’individus perdus.
Les collections en champ sont extrêmement vulnérables aux perturbations climatiques
et environnementales diverses. Il est donc très important de disposer d’un plan de secours
pour une régénération urgente de la collection. Une collection de sauvegarde de sécurité
peut être préservée in vitro ou cryoconservée à titre de précaution complémentaire.
Des situations d’urgence peuvent également se produire avec les espèces sauvages
apparentées aux cultures ainsi qu’avec les espèces indigènes. Des protocoles de
régénération n’ont pas encore été mis au point pour ces espèces. Celles-ci peuvent souvent
nécessiter des traitements différents de ceux des espèces cultivées.
89
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Bibliographie sélective
Costa, N., Plata, M.I. et Anderson, C. 2004. Plantas cítricas libres de enfermedades. Dans V. Echenique,
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suivante: http://cropgenebank.sgrp.cgiar.org/index.php?option=com_content&view=article&id=97&It
emid=203&lang=english).
90
chapitre 5
Normes relatives aux collections en champ
5.6 Normes relatives
à la caractérisation
Normes
5.6.1 Toutes les accessions doivent être caractérisées.
5.6.2 Un nombre représentatif de plantes doit être utilisé pour la caractérisation de
chaque accession.
5.6.3 Les accessions doivent être caractérisées sur le plan morphologique à l’aide
des listes de descripteurs convenues au niveau international. Les outils
moléculaires sont également importants pour la confirmation de l’identité de
l’accession et de la conformité au type.
5.6.4 La caractérisation est fondée sur des formats de mesure tels que ceux fournis
dans les descripteurs utilisés au niveau international.
Informations générales
La caractérisation est la description du matériel phytogénétique. Elle constitue un outil de
description et de création de l’empreinte génétique des accessions, de confirmation de leur
conformité au type et d’identification de doubles au sein d’une collection. Elle détermine
l’expression de caractères hautement héritables allant des aspects morphologiques,
physiologiques ou agronomiques, y compris certaines caractéristiques agrobotaniques
telles que la taille de la plante, la morphologie des feuilles, la couleur des fleurs, les
caractéristiques des graines, la phénologie et la capacité des plantes vivaces à hiverner.
Ces informations sont essentielles aux conservateurs et leur permettent de reconnaître les
échantillons au sein d’une collection.
Pour les collections en champ, la caractérisation peut être réalisée à n’importe quel stade
du processus de conservation. Cependant, il est essentiel que les accessions conservées
soit connues et décrites de façon aussi étendue que possible afin de garantir leur utilisation
maximale par les sélectionneurs et les parties concernées. Par conséquent, la caractérisation
91
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
doit être effectuée dès que possible pour ajouter de la valeur à la collection. Le temps variera
selon les espèces, dépendant de leur cycle de vie. Le recours à une série minimale de
descripteurs phénotypiques, physiologiques et morphologiques ainsi qu’à des informations
relatives au système de reproduction, sélectionnées à partir des listes de descripteurs
utilisées au niveau international (telles que celles publiées par Bioversity International,
l’UPOV et USDA-ARS NPGS), permet d’augmenter l’utilité et le référencement croisé des
données issues de la caractérisation.
Compte tenu des avancées des biotechnologies, la science des marqueurs moléculaires
et la génomique sont de plus en plus utilisées en caractérisation (De Vicente et al., 2004).
La caractérisation permettra d’identifier la conformité au type, de détecter la dispersion
des gènes et d’établir des profils de référence, d’identifier les erreurs d’étiquetage et les
duplications et de détecter la diversité au sein des accessions et entre ces dernières, ainsi
que le coefficient de parenté. Il peut être nécessaire de recourir à des méthodes comme la
subdivision des échantillons pour assurer la préservation des allèles rares ou améliorer
l’accès à des allèles donnés. Il est extrêmement important de conserver une trace des
observations réalisées et des mesures effectuées.
Aspects techniques
Contrairement aux collections de semences, la caractérisation phénotypique des
collections en champ est plus facile à réaliser étant donné que les plantes sont aux
champs et que l’annotation des traits pertinents pour la caractérisation peut être faite
au moment approprié et répétée au fil des ans.
Certaines données pertinentes peuvent être obtenues lors de collectes aux champs.
La date des expéditions doit donc être soigneusement programmée. Les accessions
pourraient alors être caractérisées côte à côte au moment de la collecte au champ. Lors
d’expéditions de collecte, les données historiques et culturelles obtenues auprès des
fermiers, des botanistes, des horticulteurs ou des autochtones fournissent généralement
des informations précieuses. Les connaissances locales concernant l’origine de l’accession
et la résistance aux maladies et aux insectes peuvent permettre de diminuer les coûts liés
à la caractérisation et de limiter la duplication.
Les descripteurs des cultures sont définis par des spécialistes des cultures et/ou des
conservateurs, en consultation avec d’autres spécialistes des cultures et des gestionnaires
de banques de gènes, quant à la pertinence d’une augmentation de l’utilisation
des collections. De nombreuses listes de descripteurs ont été élaborées notamment par
Bioversity International, l’UPOV, l’Organisation internationale de la vigne et du vin (OIV)
et USDA-ARS NPGS et des séries minimales de descripteurs essentiels à l’utilisation
du matériel génétique ont été établies pour de nombreuses cultures. L’enregistrement
des données doit être confié à des professionnels qualifiés, qui doivent utiliser les formats
calibrés et standardisés comme indiqué dans les listes de descripteurs. Les données
doivent être validées par le conservateur et les officiers chargés de la documentation
avant d’être téléchargées dans la base de données de la banque de gènes et mises à
92
chapitre 5
Normes relatives aux collections en champ
la disposition du public, favorisant ainsi l’utilisation de la collection. Il est également
reconnu que les accessions de référence plantées dans le même champ jouent un rôle
essentiel dans l’évaluation des traits. Les collections de référence (spécimens d’herbier,
images de référence de qualité) contribuent grandement à la vérification de la conformité
au type.
Le nombre de plantes caractérisées au sein d’une accession doit constituer un
échantillon représentatif qui dépend de sa diversité. Afin d’obtenir des mesures valides
d’un point de vue statistique, il faut en général un minimum de 3 plantes pour les
accessions hétérogènes alors qu’une à deux suffisent pour les plantes clonées1 . Chez
les espèces sujettes aux mutations (telles que Citrus), des caractérisations annuelles des
caractères essentiels doivent être effectuées afin de vérifier la conformité au type.
Compte tenu des avancées des biotechnologies, la science des marqueurs
moléculaires et la génomique sont de plus en plus utilisées en caractérisation (De
Vicente et al., 2004), en association avec les observations phénotypiques, du fait des
avantages qu’elles présentent, notamment la garantie de l’identité clonale des plantes,
l’identification des erreurs d’étiquetage et des doublons et la détection de la diversité
et des origines génétiques au sein d’une accession et entre accessions. Les données
génotypiques obtenues à partir de la caractérisation du matériel génétique à l’aide de
techniques moléculaires sont avantageuses par rapport aux données phénotypiques.
En effet, les variations détectées dans les données génotypiques sont largement
affranchies des influences environnementales (Bretting et Widrlechner, 1995). Les
technologies se développent aussi rapidement que leurs coûts diminuent, ce qui permet
une utilisation plus étendue dans les collections en champ. Ces technologies doivent
donc être utilisées autant que les ressources le permettent. Cependant, le manque de
personnel ayant les compétences appropriées et le manque de ressources nécessaires
aux frais de mise en place relativement élevés continuent d’être un frein à l’adoption
répandue des marqueurs moléculaires comme méthode de choix pour l’évaluation
du matériel génétique, en particulier dans les pays en voie de développement. De
nombreux marqueurs et techniques sont disponibles (SSR, étiquettes de sequences
exprimées-sequences répétées en tandem [EST-SSR, expressed sequence tags-simple
sequence repeats], polymorphisme de longueur de fragments amplifiés [AFLP,
amplified fragment lenght polymorphisms]) mais seuls les marqueurs bien établis
et reproductibles tels que les SSR seront utilisés à des fins de caractérisation. Un
large éventail d’amorces de marqueurs servant à la caractérisation a été élaboré pour
de nombreuses cultures. Une série minimale de marqueurs essentiels a également
été établie. Afin de s’assurer que les résultats des différents lots d’analyses sont
comparables, quelques accessions de la banque de gènes doivent être incluses dans
chaque lot en tant que référence. L’inclusion d’accessions de référence dans les
caractérisations moléculaires joue également un rôle essentiel pour la comparaison
des différentes banques de gènes. La sélection à l’échelle génomique (GWS, genome-
1http://cropgenebank.sgrp.cgiar.org/index.php?option=com_content&view=article&id=47&Itemid=205&lang=english.
93
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
wide selection) est l’une des techniques les plus avancées utilisée pour l’amélioration
des espèces d’arbres (Grattapaglia et Resende, 2011; Fonseca et al., 2010). La GWS
nécessite l’utilisation de marqueurs moléculaires permettant une large couverture du
génome et un génotypage à haute densité. Bien que cette technique soit utilisée pour
l’amélioration, l’information générée peut être utilisée pour caractériser et conserver
de nouvelles accessions ou des génotypes supérieurs.
Circonstances particulières
La fiabilité des données peut varier selon les collecteurs en fonction de leur formation et
de leur expérience. Un personnel technique formé et expérimenté dans le domaine des
ressources phytogénétiques doit donc être disponible pendant toute la durée du cycle de
croissance afin d’enregistrer et de documenter les données de caractérisation. Au cours
du processus de caractérisation, il est également souhaitable de disposer d’une expertise
en taxonomie, en biologie semencière, en pathologie végétale et en caractérisation
moléculaire (en interne ou apportée par des instituts collaborateurs). Pour les cultures
pour lesquelles il n’existe pas de listes de descripteurs utilisées au niveau international,
il est nécessaire d’en élaborer en prenant comme référence les listes de descripteurs
disponibles pour les cultures ou espèces apparentées.
94
chapitre 5
Normes relatives aux collections en champ
Bibliographie sélective
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95
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
5.7 Normes relatives
à l’évaluation
Normes
5.7.1Les données d’évaluation relatives aux accessions de collections en champ
doivent être obtenues pour les caractéristiques présentant un intérêt et
en accord avec les listes disponibles de descripteurs utilisées au niveau
international.
5.7.2Les méthodes/protocoles, formats et mesures destinés à l’évaluation doivent
être correctement documentées en faisant mention des références. Les normes
relatives au stockage des données doivent servir de guide pour la collecte de
données.
5.7.3Les essais d’évaluation doivent être répliqués le cas échéant (dans le temps et
dans l’espace) et basés sur un plan statistique fiable.
Informations générales
L’évaluation est l’enregistrement des caractéristiques dont l’expression est souvent
influencée par des facteurs environnementaux. Elle implique la collecte méthodique des
données portant sur les traits agronomiques et qualitatifs, au moyen d’essais expérimentaux
conçus de manière appropriée. Les données d’évaluation incluent souvent la résistance
aux insectes nuisibles et aux maladies, les évaluations de la qualité (par exemple la
teneur en huile, en protéines ou en sucre), la production (bois, graines, fruits, semences,
feuilles et autres) et les caractéristiques abiotiques (tolérance à la sécheresse ou au froid
et autres). Ces ensembles de données sont très recherchés par les utilisateurs car ils leur
permettent d’incorporer des caractéristiques utiles dans leurs programmes de sélection et
les aident à améliorer l’utilisation des collections. Les traits pour lesquels les accessions de
matériel phytogénétique sont évaluées, sont définis à l’avance par les experts en culture
en collaboration avec les conservateurs des banques de gènes. La disponibilité de données
96
chapitre 5
Normes relatives aux collections en champ
d’évaluation fiables, facilement accessibles aux sélectionneurs et aux chercheurs, facilite
grandement l’utilisation des accessions de matériel phytogénétique. Le matériel génétique
peut être évalué de manière systématique en utilisant une approche de réseau, aussi bien
au niveau international qu’au niveau national.
L’obtention des données d’évaluation des banques de gènes demande beaucoup
de temps et est souvent plus onéreuse que l’obtention des données de caractérisation.
La priorité devrait donc être donnée à l’évaluation des accessions présentant des
caractéristiques exceptionnelles. Il est recommandé, dans cet effort, de travailler en
collaboration avec les sélectionneurs et autres spécialistes (virologues, entomologistes,
mycologues). Les conservateurs devraient déployer tous les efforts possibles pour obtenir
un minimum d’enregistrements des données d’évaluation. Les données d’évaluation
peuvent être obtenues des utilisateurs à qui des matériels génétiques ont été précédemment
fournis. La banque de gènes devrait solliciter l’utilisateur afin qu’il partage les données
d’évaluation et, à cet égard, des modalités pratiques devraient être élaborées entre la
banque de gènes et les receveurs/utilisateurs de matériel. Ces informations pourraient
traiter de la résistance aux stress biotiques et abiotiques, des caractéristiques de croissance
et de développement du matériel génétique, des caractéristiques de qualité du rendement,
etc. L’ajout de ce type d’information à la base de données de la banque de gènes permet une
identification plus ciblée du matériel génétique afin de satisfaire les besoins potentiels des
clients. De telles données doivent ensuite être incluses dans le système de documentation
de la banque de gènes après vérification et validation appropriées.
Aspects techniques
Une large gamme de listes de descripteurs a été développée par exemple par Bioversity
International et l’UPOV. Par ailleurs, des listes de descripteurs d’évaluation ont été
développées par des organisations régionales et nationales telles que le USDA-ARS
NPGS.
La collecte des données doit être menée par un personnel formé utilisant autant que
possible les formats de mesure calibrés et standardisés et suffisamment d’accessions
de contrôle identifiées et de listes publiées de descripteurs de cultures. Les résultats
des évaluations réalisées en serre, en laboratoire ou sur le terrain, conformément
aux protocoles standardisés et aux procédures expérimentales, sont généralement
présentés sous forme de valeurs uniques (par exemple les évaluations de la sévérité
des symptômes de la maladie; les décomptes) ou de valeurs continues (basées sur les
mesures). Les données doivent être validées par les conservateurs et les officiers chargés
de la documentation avant d’être téléchargées dans la base de données de la banque de
gènes et mises à la disposition du public.
De nombreux traits agronomiques nécessaires aux sélectionneurs sont génétiquement
trop complexes pour être examinés au cours des évaluations préliminaires des
accessions de matériel génétique. Les données sur les traits agronomiques sont
généralement obtenues au cours de l’évaluation du matériel génétique dans le cadre
97
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
d’un programme de sélection. Bon nombre de ces traits résultent des interactions fortes
génotype х environnement (G х E) et sont donc propres au site. L’utilisation des réplications
est essentielle pour l’évaluation des traits désirés dans différents environnements et pour
définir et identifier clairement les accessions de contrôle qui doivent être utilisées au fil
du temps. Les accessions de contrôle facilitent les comparaisons des données collectées
sur plusieurs années.
Compte tenu des avancées des biotechnologies, la science des marqueurs moléculaires
et la génomique sont de plus en plus utilisées en caractérisation (De Vicente et al., 2004)
(voir les normes relatives à la caractérisation). Les marqueurs moléculaires les plus
couramment utilisés pour la caractérisation de matériel génétique comprennent les AFLP,
les SSR et les polymorphismes à nucléotide unique (SNP, single nucleotide polymorphism).
Du fait de leur abondance relative et de la reproductibilité élevée des données, ces
marqueurs ont en grande partie remplacé les marqueurs de type plus ancien tels que
les polymorphismes de la taille des fragments de restriction (RFLP, restriction fragment
length polymorphisms) et l’amplification aléatoire polymorphique de l’ADN (RAPD,
random amplified polymorphic DNA). Les avancées dans le domaine du séquençage de
nouvelle génération et la diminution des coûts qui en résulte ont suscité une utilisation
accrue des analyses basées sur le séquençage, notamment des régions codantes et non
codantes, ainsi que le génotypage par séquencage (GBS, genotyping-by-sequencing). Le
mode de détection des différences génétiques varie selon les marqueurs moléculaires. Il
en est de même pour le type de données générées, les niveaux taxonomiques auxquels
ils peuvent être appliqués de la manière la plus appropriée et les exigences techniques
et financières (Lidder et Sonnino, 2011). Lorsque les techniques de sélection assistée par
marqueurs (MAS, marked assisted selection) sont réalisables, en l’occurrence la sélection
au niveau moléculaire de la présence ou de l’absence de certains caractères au sein de
matériels de reproduction, celles-ci peuvent également être utilisées pour l’évaluation
de caractéristiques du matériel génétique présentant un intérêt. Cependant, le manque
de personnel ayant les compétences appropriées et le manque de ressources nécessaires
aux frais de mise en place relativement élevés, continuent d’être un frein à l’adoption
répandue des marqueurs moléculaires comme méthode de choix pour l’évaluation du
matériel génétique, en particulier dans les pays en voie de développement.
Circonstances particulières
La fiabilité des données peut varier selon les collecteurs si ces derniers ne sont pas bien
formés et manquent d’expérience et lorsque les procédures de collecte de données ne
sont pas harmonisées. Par conséquent, des techniciens qualifiés dans le domaine des
ressources phytogénétiques doivent être disponibles pour collecter et documenter les
données d’évaluation. La participation d’équipes multidisciplinaires est particulièrement
souhaitable lors du processus d’évaluation, avec une expertise à la fois interne ou apportée
par des instituts collaborateurs, notamment en pathologie végétale, en entomologie et
en tolérance de stress environnemental (stress abiotique).
98
chapitre 5
Normes relatives aux collections en champ
L’évaluation du matériel phytogénétique fait appel à une main-d’œuvre abondante
et exige des niveaux de financement durable adéquats et continuels pour permettre le
rassemblement de données fiables de haute qualité. Lorsque la conduite d’une évaluation
complète de toutes les accessions, bien que désirable, n’est pas économiquement
réalisable, il est recommandé comme point de départ de sélectionner les accessions
génétiquement diverses (basées par exemple sur les sous-ensembles précédemment
définis de collections de matériel génétique).
Les variations de l’incidence des nuisibles et des maladies, la sévérité des stress
abiotiques et les fluctuations des facteurs environnementaux et climatiques sur le
terrain ont un impact sur l’exactitude des données et doivent être atténuées par
des évaluations raisonnablement répliquées dans plusieurs endroits et sur plusieurs
saisons et années. De plus, les essais en laboratoire pour les mesures de certains
traits tels que la teneur en huile et en protéines, la qualité de l’amidon, les facteurs
nutritionnels, etc., requièrent des équipements spécialisés et un personnel qualifié
qui ne sont pas toujours disponibles ou qui peuvent être coûteux. Ceci souligne une
fois de plus la nécessité de la participation d’équipes pluridisciplinaires appartenant
99
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
à diverses unités organisationnelles ou institutions, selon les cas. L’état sanitaire
de l’accession (présence de virus) peut avoir une incidence sur l’évaluation et les
descriptions morphologiques.
L’utilisation des données d’évaluation générées par d’autres peut poser des problèmes
pratiques importants. Par exemple, les données peuvent être enregistrées sous des formats
différents et, si elles sont déjà publiées, peuvent impliquer des questions de droit d’auteur
et de propriété intellectuelle. Afin de faciliter l’utilisation de données d’origine extérieure,
il est donc important de standardiser les formats de collecte, d’analyse, de rapport et de
saisie des données.
Il faut souligner que de nombreux caractères peuvent être correctement évalués au
sein même d’une banque de gènes plantée au champ. Cependant, les sources de stress
imposant un risque à la collection et pouvant entrainer des pertes lorsqu’elles ne sont pas
contrôlées, doivent être évaluées par des essais séparés, conçus spécialement à cet effet.
Les insectes nuisibles et les maladies graves ou les problèmes majeurs liés au sol en sont
des exemples. La collection en champ n’est souvent pas le lieu approprié pour l’évaluation
du rendement ou de la qualité, du fait de la mauvaise conception des parcelles ou de la
nécessité de laisser les plantes en terre bien au-delà de la période normale de récolte.
Bibliographie sélective
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100
chapitre 5
Normes relatives aux collections en champ
5.8 Normes relatives
à la documentation
Normes
5.8.1Les données d’identification de toutes les accessions doivent être documentées
en utilisant les descripteurs de passeport multi-cultures de la FAO/Bioversity.
Les informations relatives aux accessions doivent également inclure
l’inventaire, la carte et l’emplacement de la parcelle, la régénération, la
caractérisation, l’évaluation, les ordres, les données de distribution et le retour
des utilisateurs.
5.8.2Les processus de gestion du champ et les pratiques culturales doivent être
enregistrées et documentées.
5.8.3Les données des paragraphes 5.8.1 et 5.8.2 doivent être conservées. Les
modifications doivent être mises à jour dans un système de base de données
approprié. Il convient d’adopter des normes internationales relatives aux
données.
Informations générales
Dans le cadre de la gestion et de la préservation de leurs collections, les banques de
gènes doivent impérativement disposer d’informations complètes concernant les
accessions, y compris les plans cadastraux détaillés et régulièrement mis à jour ainsi que
les informations relatives aux processus de gestion des champs. Il est particulièrement
important de documenter les données de caractérisation et d’évaluation afin d’améliorer
l’utilisation de la collection concernée et d’aider à identifier les accessions distinctes.
101
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Aspects techniques
Toutes les données et informations générées à travers les processus d’acquisition,
d’établissement de collections, de gestion de champs, de régénération, de caractérisation,
d’évaluation, de documentation et de distribution, doivent être enregistrées. De telles
données et informations se rapportent aux détails relatifs aux caractéristiques des
accessions et populations individuelles et vont jusqu’aux réseaux de distribution,
aux clients et aux retours des utilisateurs. Les types de données qui doivent être
enregistrées dans une collection en champ, outre les données d’identification et les
descripteurs de cultures standards, sont par exemple les catalogues de plantes, les
images de référence (photos, dessins), les dates de plantation et de récolte et les notes
concernant l’historique des vérifications (d’identité) effectuées.
La liste de descripteurs de passeport multi-cultures de la FAO/Bioversity (Alercia
et al., 2012) doit être utilisée pour étayer les données d’identification car elle contribue à
l’échange de données entre différentes banques de gènes et différents pays. Il convient
d’utiliser les normes relatives à la documentation des données de caractérisation telles
que les descripteurs de cultures de Bioversity ainsi que les descripteurs de marqueurs
génétiques (De Vicente et al., 2004). Compte tenu des avancées des biotechnologies, il
est nécessaire de compléter les données liées aux traits phénotypiques par des données
moléculaires. Il faut s’efforcer d’enregistrer les données moléculaires recueillies grâce à
la génomique, à la protéomique, à la métabolomique et à la bioinformatique.
L’archivage des processus de gestion y compris des interventions quotidiennes
est extrêmement important pour la bonne gestion de la collection en champ. La
consignation rigoureuse des plans cadastraux (en versions imprimée et électronique) est
essentielle à une documentation correcte. Les cartes anciennes doivent être conservées
comme référence et datées.
La gestion correcte des accessions de divers types d’espèces requiert divers types
de pratiques culturales. Ces pratiques doivent être soigneusement étayées afin de
garantir leur utilisation cohérente au fil du temps ainsi qu’un traitement approprié
des accessions.
La majorité des banques de gènes disposent à présent d’ordinateurs et d’une
connexion à Internet. Les systèmes informatiques utilisés pour conserver des données et
des informations permettent un stockage complet de toutes les informations associées
à la gestion des collections en champ. Les systèmes de gestion des informations
relatives au matériel génétique, comme GRIN-Global, ont été conçus spécialement
pour la gestion universelle de la documentation et des informations des banques de
gènes. L’adoption de normes relatives aux données, qui existent aujourd’hui pour la
plupart des aspects de la gestion des données des banques de gènes, contribue à faciliter
la gestion des informations et à améliorer l’utilisation et l’échange de données. Le
partage des informations relatives aux accessions et la mise à la disposition du public
pour les utilisateurs potentiels de matériel génétique est important car il permet de
faciliter et de soutenir l’utilisation de la collection. En définitive, une bonne gestion
102
chapitre 5
Normes relatives aux collections en champ
des données et des informations favorise la conservation et la facilité d’utilisation du
matériel génétique conservé.
Toutes les données doivent être mises à jour. Elles doivent aussi être dupliquées à
intervalles réguliers et conservées dans un lieu éloigné, protégé des pertes dues aux
incendies, aux pannes d’ordinateur, etc. (voir les normes relatives à la sécurité et à la
sûreté). Il peut être utile de conserver des enregistrements écrits des principales données
d’identification ainsi que des versions imprimées des cartes des champs.
Circonstances particulières
L’absence ou la perte de documentation, de cartes du champ ou d’étiquettes,
compromet l’utilisation optimale du matériel génétique et peut même conduire à sa
perte lorsqu’elle entrave la gestion et la régénération appropriées.
L’absence d’identification adéquate des espèces ne permet pas d’enregistrer toutes les
informations nécessaires à la bonne gestion de l’accession ni d’identifier les pratiques
culturales appropriées.
103
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Bibliographie sélective
Alercia, A., Diulgheroff, S. et Mackay, M. 2012. FAO/Bioversity Multi-Crop Passport Descriptors
(MCPD V.2). Rome, FAO et Bioversity International (disponible à l’adresse suivante: http://www.
bioversityinternational.org/uploads/tx_news/1526.pdf).
De Vicente, M.C., Metz, T. et Alercia, A. 2004. Descriptors for genetic markers technologies. Rome,
IPGRI.
Fabiani, A., Anderson, C. et Tillería, J. 1996. Desarrollo de una base de datos para la evaluación
de germoplasma cítrico. (Abstr.). VIII Congreso latinoamericano y VI Nacional de Horticultura.
Montevideo, Sociedad Uruguaya de Horticultura
Lipman, E., Jongen, M.W.M, van Hintum, Th.J.L., Gass, T. et Maggioni L., comps. 1997. Central crop
databases: tool for plant genetic resources management. Rome, IPGRI, et Wageningen, Pays-Bas, CGN.
Painting, K.A, Perry, M.C, Denning, R.A. et Ayad, W.G. 1993. Guide de Documentation des Ressources
Génétiques. Rome, IBPGR.
Tillería, J. 2001. Sistema DBGERMO para la Documentación de Bancos Activos de Germoplasma.
Memoria, Reunión Técnica para Latinoamérica y el Caribe del Sistema Mundial de la FAO de
Información y Alerta para los Recursos Filogenéticos. pp. 85–115. Turrialba, Costa Rica.
Tillería, J. et Anderson, C.M. 2004. The DBGERMO II desktop system for an easy documentation of
germplasm collections. Proc. ISC. (Abstr.), Agadir, Maroc.
Tillería, J. et Zamuz, J. 2011. La Herramienta Curatorial DBGERMOWeb para la Documentación
de Colecciones Vegetales. Demostración de la aplicación web en tiempo real con colecciones
documentadas. VIII SIRGEALC, Quito.
Tillería, J., Andrade, R. et Zamuz, J. 2011. Documentación de la colección de chirimoya (Annona
cherimola Mill) del INIAP con la herramienta curatorial DBGERMOWeb. VIII SIRGEALC, Quito.
Tillería, J., Paniego, N., Zamuz, J. et Luján, M. 2009. El Sistema DBGERMO Web para la Documentación
de Colecciones Vegetales. VII SIRGEALC, Pucón, Chile.
USDA, ARS/Bioversity International/Fonds fiduciaire mondial pour la diversité des cultures.
GRIN-Global. Germplasm Resource Information Network Database - Version 1 (disponible à l’adresse
suivante: http://www.grin-global.org/index.php/Main_Page).
104
chapitre 5
Normes relatives aux collections en champ
5.9 Normes relatives
à la distribution
Normes
5.9.1
Tout matériel génétique doit être distribué conformément aux lois nationales
et aux conventions et traités internationaux pertinents.
5.9.2Les échantillons doivent être accompagnés de tous les documents nécessaires
demandés par les pays donneurs et receveurs.
5.9.3 Tout matériel génétique distribué doit être accompagné de l’information
associée. L’information doit comporter au minimum une liste détaillée
comprenant le numéro d’identification de l’accession et/ou les poids des
échantillons ainsi que les données de passeport.
Contexte
La distribution de matériel génétique est la fourniture d’un échantillon représentatif
d’une accession de banque de gènes, en réponse à des demandes émanant d’utilisateurs
de matériel phytogénétique. La demande de ressources génétiques est en augmentation
constante pour répondre aux défis liés au changement climatique, à l’évolution des
spectres de virulence des principaux insectes nuisibles et maladies, aux espèces
exotiques envahissantes et aux autres besoins de l’utilisateur final. Cette demande a
conduit à une plus large reconnaissance de l’importance de l’utilisation du matériel
génétique conservé dans les banques de gènes, qui détermine au bout du compte la
distribution du matériel génétique. Il est important que la distribution de matériel
génétique à l’étranger soit conforme aux normes et aux standards internationaux
relatifs aux réglementations phytosanitaires, conformément aux provisions des traités
et conventions internationaux pertinents sur la diversité biologique et les ressources
phytogénétiques.
105
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Aspects techniques
Les deux instruments internationaux régissant l’accès aux ressources génétiques sont
le Traité international et la CDB. Le Traité international facilite l’accès aux RPGAA et
au partage des avantages découlant de leur utilisation. Ce traité a établi un système
multilatéral pour les RPGAA correspondant à un pool de 64 cultures vivrières et
fourragères (communément appelées cultures de l’Appendice 1 du Traité) qui peuvent
être distribuées à l’aide de l’ATTM. L’ATTM peut aussi être utilisé pour les cultures ne
figurant pas à l’Appendice 1; d’autres modèles sont également disponibles. L’accès et le
partage des avantages de la CDB sont conformes au protocole de Nagoya. La CDB et le
Traité international soulignent ce continuum entre la conservation et l’utilisation durable,
ainsi que l’accès facilité et le partage équitable des avantages découlant de leur utilisation.
De plus, toutes les accessions doivent être accompagnées de la documentation requise,
notamment les certificats phytosanitaires et les permis d’importation, conformément
106
chapitre 5
Normes relatives aux collections en champ
aux exigences de la CIPV. La destination finale et les exigences phytosanitaires les plus
récentes en matière d’importation en vigueur dans le pays importateur doivent être
vérifiées avant chaque expédition (ces réglementations sont fréquemment modifiées dans
de nombreux pays). Le transfert de matériel génétique doit aussi être soigneusement
planifié, en consultation avec l’organisme national de protection des végétaux ou
l’institution officielle autorisée, qui doit fournir la documentation appropriée, notamment
un certificat phytosanitaire officiel conforme aux exigences du pays importateur. Le pays
recevant le matériel génétique doit fournir à la banque de gènes donatrice les informations
concernant la documentation exigée pour l’importation de matériel végétal, y compris
les exigences phytosanitaires.
Les matériels végétaux provenant d’une collection en champ doivent être soumis aux
procédures de traitement et d’indexage biologique avant d’être distribués aux utilisateurs
de matériel génétique. L’indexage des pathogènes difficiles à détecter, tels que les virus,
est essentielle à la limitation de leur propagation. Lorsque les capacités d’indexage de
virus ne sont pas disponibles, les données d’identification doivent indiquer l’état sanitaire,
qui doit aussi figurer sur le matériel distribué, en particulier pour les matériels dont on
sait qu’ils proviennent de régions infectées par des virus. Ceci dans l’éventualité où le
receveur possède des installations de quarantaine ou s’il satisfait aux critères stipulés
dans le permis d’importation du pays ou de la région demandeurs.
Le type de conteneur d’expédition, les matériels d’emballage et le choix de la société
de transport dépendront beaucoup de la partie de plante distribuée. Les certificats
phytosanitaires et les permis de quarantaine et d’importation décrivent la façon dont
le matériel génétique spécifique doit être emballé et expédié. Les organes dormants
ou destinés à l’entreposage nécessitent moins de précautions et peuvent passer
davantage de temps en transit sans être abimés, que les propagules en croissance. Les
accessions doivent être conservées séparément au cours du transport et ne doivent pas
être mélangées. Il convient de se référer aux modes opératoires normalisés (Standard
operating procedures, SOP) disponibles dans de nombreuses banques de gènes et traitant
des problèmes techniques tels que l’emballage, le traitement, le mode d’expédition, la
taille de l’échantillon, etc.
Afin d’augmenter les chances d’arrivée des végétaux en bonne condition, le moment de
l’expédition doit être choisi de sorte à éviter les conditions climatiques extrêmes (chaudes
ou froides); le receveur ou les officiers des douanes doivent également être informés de
l’arrivée des végétaux. Les propagules fragiles peuvent nécessiter des services de livraison
express. Afin de faciliter les envois internationaux, les papiers nécessaires doivent être
attachés à l’extérieur du conteneur et des copies placées à l’intérieur, à l’intention du
receveur. Les officiels pourront ainsi y accéder aisément sans perturber les végétaux.
Le demandeur peut avoir recours à des services de courrier pour le dédouanement du
matériel génétique et son entrée dans le pays.
Toutes les accessions doivent être accompagnées de la documentation minimale
nécessaire à une utilisation appropriée du matériel par le demandeur. L’information
doit comporter au moins une liste détaillée comprenant le numéro d’identification de
l’accession et/ou les poids des échantillons ainsi que les données d’identification
107
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
essentielles. Il est également utile d’inclure l’historique de la détection de pathogènes.
Les dossiers de distribution (dossiers où figurent la date de la demande, les végétaux
demandés, le formulaire rempli pour le végétal, le nom et l’adresse du demandeur,
le date et le coût de l’expédition) doivent être conservés et inclus dans le système de
documentation de la banque de gènes (voir les normes relatives à la documentation).
Le matériel végétal distribué peut servir de matériel de propagation en cas de perte
catastrophique de matériel original à la banque de gènes d’origine.
Circonstances particulières
La conservation simultanée des accessions in vitro permet de les protéger des organismes
nuisibles, des pathogènes et des dangers climatiques et augmente leur disponibilité
pour la distribution, si le matériel est maintenu exempt de virus. Dans certains cas,
notamment pour le manioc (Manihot esculenta L.) et le cacao (Theobroma cacao L.),
les réglementations de quarantaine concernant les organismes nuisibles et les maladies
stipulent que les boutures provenant de collections en champ ne peuvent être propagées
qu’à l’intérieur d’un même pays et parfois même uniquement à l’intérieur de certaines
régions d’un pays. On doit donc avoir recours à d’autres formes de propagation, par
exemple les cultures in vitro et les semences, pour l’échange de matériel génétique entre
pays ou entre régions soumises à la quarantaine. Pour les cultures porteuses de virus
transmis par les insectes ou les acariens, il peut être nécessaire de distribuer des matériels
provenant de serres, d’abris grillagés ou de cultures in vitro.
Les décisions politiques, situations de crises ou retards bureaucratiques peuvent
allonger le délai qui sépare la réception d’une demande de semences de la distribution
du matériel. Les processus de distribution peuvent également être affectés et retardés
par les limitations liées à la régénération et/ou à la multiplication des accessions. Le
retard à vérifier les réglementations de quarantaine jusqu’au moment où le colis est
prêt pour l’expédition, peut entrainer un gaspillage des ressources. Les cargaisons de
matériel génétique infesté d’organismes nuisibles ou ne comportant pas la documentation
appropriée seront refusés ou détruits par le pays importateur.
Bibliographie sélective
SGRP-CGIAR. Crop Genebank Knowledge Base. Distribution (disponible à l’adresse suivante: http://
cropgenebank.sgrp.cgiar.org/index.php?option=com_content&view=article&id=59&Itemid=208&lang
=english).
108
chapitre 5
Normes relatives aux collections en champ
5.10 Normes relatives à la sécurité et à la duplication de sécurité
Normes
5.10.1Il convient de mettre en place et de mettre à jour une stratégie de gestion
des risques répondant aux risques physiques et biologiques identifiés par les
normes.
5.10.2 Toute banque de gènes doit se conformer aux exigences et aux protocoles de
Santé et Sécurité au Travail.
5.10.3 Une banque de gènes doit employer le personnel requis pour remplir ses
obligations ordinaires afin de s’assurer de pouvoir acquérir, conserver et
distribuer du matériel génétique conformément aux normes.
5.10.4 Chaque accession de collection en champ doit être dupliquée sur au moins
un site et/ou si possible sauvegardée par une autre méthode/stratégie de
conservation telle que la conservation in vitro ou la cryoconservation.
Informations générales
Une collection en champ étant un ensemble de plantes vivantes provenant de régions
différentes et qui resteront sur un même site pendant de nombreuses années, elle est
extrêmement vulnérable à un certain nombre de menaces, y compris les conditions
environnementales, les organismes nuisibles et les maladies, les droits fonciers et le
développement du terrain. L’entretien d’une collection en champ est également coûteux
et nécessite des soins constants comparativement aux autres modes de conservation.
La banque de gènes doit donc mettre en œuvre et promouvoir une gestion systématique
des risques physiques et biologiques de l’environnement quotidien. La présente norme
fournit les conditions nécessaires permettant à une banque de gènes d’assurer la
sécurité de la collection contre ces menaces et de garantir qu’il n’y ait aucune perte de
diversité génétique.
109
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Aspects techniques
Une collection en champ doit disposer d’une version écrite de la stratégie de gestion des
risques correspondant aux actions à entreprendre en cas d’urgence survenant au sein
de la banque de gènes concernant le matériel génétique ou les données associées. Cette
stratégie, ainsi que le plan d’action qui l’accompagne, doivent être régulièrement revus
et mis à jour afin de tirer parti des nouvelles réalités et des nouvelles technologies et d’en
assurer la bonne diffusion parmi le personnel de la banque de gènes.
Les collections en champ sont exposées à divers dangers, notamment les conditions
climatiques extrêmes telles que la sécheresse, le gel, la grêle, les cyclones, les typhons
et les tornades. Ces menaces sont en partie prévisibles et des précautions peuvent être
prises pour procurer aux plantes une protection supplémentaire pendant les périodes
défavorables. Si les plantes sont maintenues en pots, elles peuvent être transférées dans
un lieu abrité. Peu de possibilités s’offrent aux plantes plus petites situées en plein champ,
excepté le renforcement des tuteurs ou l’installation d’une couverture de protection, là
où cela est possible. Pour les arbres fruitiers, les branches peuvent être élaguées afin de
diminuer l’impact des vents violents qui peuvent entraîner le déracinement.
D’autres phénomènes extrêmes tels que les incendies ou les tremblements de terre
sont très difficiles à prévoir. Dans de tels cas, des mesures de précautions doivent être
prises afin de prévenir les dégâts pouvant être causés aux plantes de la collection en
champ. Des lignes coupe-feu doivent être établies et entretenues en permanence dans
toute la collection en champ. Des équipements de lutte contre les incendies doivent
aussi être installés et vérifiés régulièrement. Ce matériel comprend des extincteurs
et des couvertures ignifuges. Les bâtiments de la collection en champ doivent être
antisismiques, y compris les serres et les pépinières.
Les collections en champ sont aussi sujettes à d’autres menaces telles que les facteurs
biotiques incluant les organismes nuisibles et les maladies, les prédateurs, les espèces
exotiques, les rongeurs nuisibles et le matériel indigène appartenant à la même espèce,
poussant sauvagement dans la région et pouvant pénétrer le champ en tant que mauvaise
herbe. Des mesures de précaution doivent être prises à l’encontre de ces menaces. Les
pesticides doivent être utilisés avec précaution car ils ont un impact négatif non seulement
sur l’environnement mais aussi sur la santé et la sécurité du personnel qui les applique.
Lorsque cela est approprié, l’utilisation de pièges destinés aux prédateurs ou de fosses
empêchant l’accès aux parcelles peuvent s’avérer plus écologiques. Dans la lutte contre
l’invasion de la collection en champ par les animaux, il convient d’avoir recours à des
protocoles sans cruauté approuvés par les organisations concernées.
Le vandalisme ou le vol de matériel de plantation peut aussi représenter un problème
majeur pour la sécurité des collections. Les collections en champ doivent être convenablement
clôturées et leur accès doit être contrôlé. Des gardiens ou des clôtures supplémentaires
peuvent être nécessaires à certains endroits. Du fait du caractère à long terme des collections
en champ, en particulier pour les arbres fruitiers et autres espèces d’arbres, il est important de
s’assurer des droits fonciers et du plan de développement du site afin de limiter la nécessité
de transfert vers un autre site et de permettre l’expansion de la collection.
110
chapitre 5
Normes relatives aux collections en champ
La santé et la sécurité au travail du personnel doivent également être prises en
compte. Il convient de fournir du matériel et des vêtements de protection en bon état
qui seront utilisés au champ lors de l’application de pesticides et d’engrais. Les produits
agrochimiques doivent être choisis de manière à diminuer les risques. Il convient d’établir
une liste de produits chimiques généralement sans danger pour les diverses cultures,
ainsi qu’une liste noire des produits dangereux et interdits. Le personnel doit être formé
à l’utilisation correcte et sûre du matériel et recevoir une formation régulière en hygiène
et sécurité aux champs.
La gestion active d’une banque de gènes s’appuie sur du personnel qualifié et il est
essentiel d’assigner des responsabilités aux employés compétents. Une banque de gènes
doit donc disposer d’un plan ou d’une stratégie concernant le personnel ainsi que du budget
correspondant, alloué de façon régulière, afin de garantir la disponibilité d’un nombre
minimum d’employés qualifiés lui permettant d’acquérir, de conserver et de distribuer
du matériel génétique. Selon le mandat et les objectifs de chaque banque de gènes, il est
souhaitable d’avoir accès à des spécialistes disciplinaires et techniques dans un éventail
de domaines. Cependant, les effectifs et la formation du personnel seront fonction des
conditions particulières. Le personnel doit avoir acquis les qualifications nécessaires dans
le cadre d’une formation certifiée et/ou sur le lieu de travail et les besoins en formation
doivent être analysés au fur et à mesure.
L’usage de méthodes de conservation complémentaires pour la duplication de sécurité
des accessions maintenues dans les collections en champ constitue une stratégie
importante de diminution des risques mentionnés précédemment et peuvent s’avérer
plus économiques. Les accessions peuvent être sauvegardées en tant que cultures
in vitro à croissance ralentie ou conservées dans de l’azote liquide lorsque des protocoles
sont disponibles pour les accessions cibles. Pour les espèces produisant des semences
récalcitrantes ou à durée de vie courte, une méthode de sauvegarde réalisable et rentable
111
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
consiste à entreposer les semences à court terme avec renouvellement avant la perte de
viabilité. On peut également utiliser comme sauvegarde de sécurité une collection double
située dans une région différente bénéficiant d’un climat et d’une agroécologie propices à
la croissance des plantes, mais non sujette aux risques présents dans la banque de gènes
principale. Ce doublon pourrait également servir de site supplémentaire de distribution
de matériel et être situé dans une région comportant des risques différents quant aux
organismes nuisibles et aux maladies, ce qui permet d’assurer la sécurité de la collection
et de diminuer les restrictions de quarantaine liées à la distribution à l’intérieur des
régions. L’entreposage d’ADN et de pollen complète les banques de gènes en fournissant
un moyen rentable de maintenir une diversité plus importante au sein d’une accession
que celle conservée à l’état de plantes dans la collection en champ.
Toute disposition relative à une duplication de sécurité nécessite un accord juridique
signé en bonne et due forme entre le déposant et le receveur des doublons de sécurité,
qui établit les responsabilités des parties et les conditions générales de conservation du
matériel. Ceci est particulièrement important pour les collections en champ où les plantes
doivent être gérées au quotidien.
Circonstances particulières
Lorsqu’une banque de gènes ne dispose pas de personnel qualifié, manque de temps ou est
soumise à d’autres contraintes, elle peut externaliser une partie de ses activités ou solliciter
l’aide d’autres banques. Il est important de développer des réseaux et collaborations avec
d’autres banques de gènes. La communauté internationale des banques de gènes doit être
immédiatement informée de la mise en danger du fonctionnement de la banque de gènes.
Les entrées non autorisées dans les locaux des banques de gènes (par les humains, les
animaux sauvages ou les oiseaux) peuvent conduire à la perte pure et simple de matériel
mais aussi compromettre les collections par l’introduction involontaire d’insectes nuisibles
et de maladies ou par l’interférence avec les systèmes de gestion. La collaboration étroite
avec les collectivités locales dans le cadre de la sensibilisation au but et à la valeur de la
collection peut procurer un sentiment d’appartenance et favoriser une protection accrue
de la région où se situe le champ.
112
chapitre 5
Normes relatives aux collections en champ
Bibliographie sélective
Engels, J.M.M. et Visser, L., éds. 2003. A guide to effective management of germplasm collections.
Handbooks for Genebanks No. 6. Rome, IPGRI.
NordGen. 2008. Agreement between (depositor) and the Royal Norwegian Ministry of Agriculture and
Food concerning the deposit of seeds in the Svalbard Global Seed Vault. The Svalbard Global Seed
Vault. The Nordic Genetic Resource Centre, ALNARP (disponible à l’adresse suivante: http://www.
nordgen.org/ sgsv/scope/sgsv/files/SGSV_Deposit_Agreement.pdf).
Reed, B.M., Engelmann, F., Dulloo, M.E. et Engels, J.M.M. 2004. Technical guidelines for the
management of field and in vitro germplasm collections. Handbooks for Genebanks No. 7. Rome,
IPGRI.
SGRP-CGIAR. Crop Genebank Knowledge Base. Duplication de sécurité (disponible à l’adresse
suivante: http://cropgenebank.sgrp.cgiar.org/index.php?option=com_ content&view=article&id=58&I
temid=207&lang=english).
113
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
chapitre 1
6
Équipe des semences et ressources phytogénétiques
Normes
applicables aux
banques de gènes
pour la culture
in vitro et la
cryoconservation
115
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Les normes relatives à la culture in vitro et à la cryoconservation sont vastes et génériques,
en raison des différences marquées existant entre les semences non orthodoxes et les
plantes multipliées par voie végétative. Cette variabilité est fonction de l’état biologique
et métabolique des plantes concernées, qui influence leurs réponses différentes aux
manipulations diverses et exige souvent une modification des approches de base en des
approches spécifiques aux espèces. Afin de mieux comprendre la base scientifique de ces
normes, ces diverses caractéristiques requièrent une introduction au phénomène de nonorthodoxie et de comportement des semences non orthodoxes au cours de l’entreposage.
Phénomène de non-orthodoxie
La compréhension des phénomènes de tolérance et de sensibilité des semences
orthodoxes et non orthodoxes (intermédiaires et récalcitrantes) est de la plus haute
importance pour la cryoconservation. La teneur en eau des semences orthodoxes
arrivées à maturité se situe généralement entre 0,05 et 0,16 g g-1 1(5-14 pour cent [wmb]),
bien que certaines espèces répandent leurs semences à une teneur en eau beaucoup
plus élevée et subissent ensuite une déshydratation importante. Contrairement aux
semences récalcitrantes, toutes les semences orthodoxes acquièrent une tolérance à la
dessiccation génétiquement programmée et déclenchée avant ou au moment du séchage
accompagnant la maturation. Les semences récalcitrantes ne sèchent pas au cours des
étapes ultérieures du développement et sont répandues lorsque la teneur en eau se
situe entre 0.3-0.4 et >4.0 g g-1 . Du fait de leur sensibilité à la dessiccation, la vigueur
et la viabilité diminuent rapidement avec la perte d’eau et les semences meurent à des
teneurs en eau relativement élevées. Ceci est dû à leur activité métabolique, avec une
1
116
Dans ce document, le terme teneur en eau (wmb, de l’anglais wet mass basis), est préféré à taux d’humidité car les
semences récalcitrantes sont hydratées (mouillées) plutôt d’humides (à peine mouillées). Les chiffres donnés sont
exprimés par rapport à la matière sèche (g H2O g-1 matière sèche [g g-1]), que l’on considère être plus explicite qu’une
expression en pourcentage de matière humide.
chapitre 6
Normes applicables aux banques de gènes pour la culture in vitro et la cryoconservation
différenciation intracellulaire faible ou inexistante (Berjak et Pammenter, 2004). Les
membranes sont donc exposées aux conséquences néfastes du stress hydrique (Walters
et al., 2001; Varghese et al., 2011). Les semences intermédiaires présentent également
tout un éventail de différences au niveau de la physiologie post-dissémination. Celles
qui manifestent un comportement intermédiaire peuvent supporter des pertes en eau
allant de ~ 0.11 à ~ 0.14 g g-1 (Berjak et Pammenter, 2004). Elles ont la capacité de réaliser
certains des mécanismes et processus importants régissant la tolérance à la dessiccation.
Cependant, elles ne survivent pas longtemps à l’état déshydraté, en particulier à de
basses températures chez certaines espèces.
La variabilité de la physiologie des semences récalcitrantes est souvent intraspécifique. La teneur en eau des semences ou des embryons ou axes embryonnaires
peut varier de manière significative dans les collections provenant de la même localité
année après année, ainsi que dans le matériel provenant d’une même localité au cours
d’une saison quelconque. Cela signifie que les paramètres (teneur en eau, réponse au
séchage) doivent être évalués pour chaque espèce. De plus, les semences récoltées
tard dans la saison sont généralement de qualité très inférieure à celle des semences
récoltées plus tôt (Berjak et Pammenter, 2004). L’origine de la population à partir de
laquelle les semences ont été collectées représente aussi un facteur important quant
aux propriétés et aux réponses des semences récalcitrantes. Ainsi, malgré le fait qu’elles
appartiennent à la même espèce, les semences se développant le long d’un gradient
latitudinal peuvent présenter des caractéristiques considérablement différentes (Daws
et al., 2006; Daws et al., 2004).
Le stade de développement des semences s’est avéré critique pour la cryoconservation
de matériel génétique récalcitrant. Au début de leur ontogénie, toutes les semences sont
très sensibles à la dessiccation. Chez les semences récalcitrantes, la sensibilité à la
dessiccation augmente parallèlement au développement des processus de germination
(Berjak et Pammenter, 2004). Les premiers événements de la germination sont
déclenchés peu après la dissémination des graines. Il n’y a pas de « pause » entre la fin
du développement et le début de la germination, comme celle qui est imposée par le
séchage accompagnant la maturation chez les semences orthodoxes.
Selon les espèces, les semences récalcitrantes déclenchent le métabolisme germinatif
après la dissémination. Les espèces dont les embryons sont totalement développés au
moment de la dissémination commencent généralement leur germination pratiquement
immédiatement, avec un accroissement simultané de leur sensibilité à la dessiccation.
Chez certaines autres espèces, les semences sont répandues alors que les embryons ne
se sont pas encore tout à fait développés. Ce développement doit alors être complété
avant le début du métabolisme germinatif. Ces différences de développement dictent
la durée pendant laquelle les semences peuvent être entreposées en milieu humide
(c’est-à-dire à une teneur en eau égale à celle présente au moment de la dissémination).
On sait à présent que les semences récalcitrantes ne doivent pas être déshydratées
jusqu’à une teneur en eau empêchant la germination (aussi appelée entreposage sousimbibé) car cela raccourcit la durée de conservation en entreposage à l’humidité. Une
déshydratation faible stimule en réalité le début ou la progression de la germination,
117
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
raccourcissant ainsi le temps écoulé avant qu’une source d’eau externe ne soit requise
pour soutenir le processus (Drew et al., 2000; Eggers et al., 2007).
De manière générale, les semences récalcitrantes en provenance des régions
tempérées tolèrent les basses températures, alors que les mêmes espèces, originaires de
régions tropicales et subtropicales, sont plus sensibles au froid. La sensibilité au froid pose
problème pour l’entreposage des semences intermédiaires, notamment en provenance des
régions tropicales et subtropicales. Lorsque celles-ci sont séchées jusqu’à une teneur en
eau qui ne leur est pas nuisible, la durée de conservation est entravée par des températures
≤10 °C (Hong et al., 1996).
La microflore associée aux semences (moisissures et bactéries), en particulier
aux surfaces internes telles que les cotylédons ou les axes embryonnaires, constitue
un problème majeur chez les semences récalcitrantes surtout d’origines tropicales et
subtropicales (Sutherland et al., 2002). Les conditions d’entreposage en milieu humide
– moites et souvent nécessairement à des températures douces – stimulent la prolifération
des moisissures dont les hyphes peuvent pénétrer les tissus embryonnaires. Il en résulte
un effet délétère important et une diminution significative de la durée de conservation.
En conditions de plein champ, les semences récalcitrantes perdront graduellement leur
eau, à moins d’un établissement rapide des jeunes plantes. La vitesse de déshydratation
dépend de la nature des espèces et de leur morphologie. En conditions de perte d’eau
lente (allant de quelques jours jusqu’à une semaine ou plus), les dommages s’accumulent.
Les semences de la plupart des espèces perdent leur viabilité lorsque la teneur en eau
des embryons/axes embryonnaires est d’environ 0.8 g g-1 (Pammenter et al., 1993). Par
conséquent, lors de la manipulation ou de l’entreposage de semences récalcitrantes,
un soin particulier doit être porté au maintien des teneurs en eau à des niveaux
caractéristiques de ceux de la dissémination.
La réponse des explants à la déshydratation dépend de leur vitesse de séchage et de
leur taille. Les semences récalcitrantes sont souvent trop grandes et ne sèchent pas assez
vite ou ne se refroidissent pas assez rapidement sous l’action d’un cryogène (ce qui est
nécessaire à la réussite de la cryconservation). Les embryons et les axes embryonnaires
extraits des semences sont donc des explants de choix car ils peuvent être déshydratés
jusqu’à des teneurs en eau inférieures ou égales à 0.4 g g-1, ce qui minimise la formation
de cristaux glace. Les embryons ou axes embryonnaires peuvent être soumis à une
déshydratation ultra-rapide dans un flux d’air comprimé sec (procédé appelé flash-drying)
(Pammenter et al., 2002), ce qui réduit de manière significative l’intervalle de temps
au cours duquel peuvent survenir des dommages liés à la dessiccation. Les embryons
ou axes embryonnaires ne sont pas devenus tolérants à la dessiccation mais ont tout
simplement été déshydratés avant l’accumulation de dommages létaux, laissant ainsi le
temps nécessaire pour les soumettre à des températures cryogéniques. Lorsqu’il s’avère
impossible de congeler les embryons ou les axes embryonnaires, on peut utiliser d’autres
explants tels que des méristèmes apicaux excisés à partir de jeunes plantes qui se sont
développés à partir de semences germées in vitro.
Outre la cryoconservation, les autres moyens de conservation des espèces produisant
des semences récalcitrantes ou autrement orthodoxes incluent la conservation in vitro
118
chapitre 6
Normes applicables aux banques de gènes pour la culture in vitro et la cryoconservation
pouvant impliquer une croissance ralentie des jeunes plantes ou des plantules. Les
conditions de croissance ralentie peuvent parfois être imposées ex vitro. Dans ce
dernier cas, les plantules peuvent provenir de cals embryonnaires (se prêtant euxmêmes à la cryoconservation) et être conservés , éventuellement dans des conditions
de croissance ralentie.
Bibliographie sélective
Benson, E.E., Harding, K., Debouck, D., Dumet, D., Escobar, R., Mafla, G., Panis, B., Panta, A., Tay, D.,
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Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
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120
chapitre 6
Normes applicables aux banques de gènes pour la culture in vitro et la cryoconservation
6.1 Normes relatives
à l’acquisition
et au traitement initial
Normes
6.1.1
Toutes les accessions de matériel génétique introduites dans une banque de
gènes doivent être acquises légalement et accompagnées de la documentation
technique pertinente.
6.1.2 Tous les matériels doivent être accompagnés d’un minimum de données
associées, telles que détaillées dans les descripteurs de passeport multicultures élaborés par la FAO et Bioversity.
6.1.3Il convient de collecter uniquement le matériel se trouvant en bonne condition
et dont l’état de maturité est constant. La taille de l’échantillon doit être assez
grande pour que la proposition de mise en place d’une banque de gènes soit
viable.
6.1.4Le matériel doit être transporté à la banque de gènes dans les plus brefs délais
et dans les meilleures conditions possibles.
6.1.5 Tout matériel entrant doit être traité par un désinfectant de surface permettant
d’éliminer tous les micro-organismes et doit être manipulé de manière à ne
pas en altérer l’état physiologique, dans une zone désignée pour la réception.
Informations générales
L’acquisition est le processus de collecte ou de demande de matériel génétique (semences
et autres propagules) 1 – ainsi que les informations qui s’y rapportent – en vue de les
intégrer dans une banque de gènes. Il est essentiel de se conformer aux exigences légales
1
Dans le cadre présent, on entend par propagule, les parties végétatives d’une plante telles que les semences, les
bourgeons, les cormes, les boutures et autres rejetons utilisés pour la multiplication de la plante.
121
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
et de respecter les réglementations nationales et internationales appropriées. Au moment
de l’acquisition, il est important de veiller à ce que les données d’identification de chaque
accession soient aussi complètes que possible et pleinement étayées (Alercia et al. 2001).
Il est nécessaire de veiller à ce que le matériel génétique soit de la meilleure qualité
possible et d’éviter de conserver des semences immatures ou ayant été exposées trop
longtemps aux éléments naturels. La manière dont les semences et autres propagules
sont manipulés entre le moment de leur collecte et celui de leur transfert en atmosphère
contrôlée est déterminante quant à leur qualité. Lors de la période suivant la collecte et au
cours du transport vers la banque de gènes, une température et une humidité extrêmes et
défavorables peuvent provoquer une perte rapide de la viabilité et réduire la longévité des
semences entreposées. Il en est de même pour la manipulation post-récolte au sein de la
banque de gènes. La qualité et la longévité des semences sont affectées par les conditions
subies avant l’entreposage dans la banque de gènes. Du fait de leur métabolisme actif et de
leurs fortes teneurs en eau à maturité, les semences récalcitrantes doivent impérativement
être manipulées avec précaution après la collecte, pour une bonne conservation du
matériel à long terme. Les matériels cultivés au champ sont souvent contaminés par des
moisissures et/ou des bactéries. Il est donc nécessaire de disposer d’une série de mesures
permettant de réduire le risque de détérioration après la récolte.
Le matériel doit être aussi propre que possible. Un repiquage en pot et une brève
période de croissance en serre sont donc recommandés pour le matériel collecté en champ.
Ces plantes doivent être arrosées à partir du bas. Lorsque le matériel est extrêmement
infecté, les explants peuvent être désinfectés ultérieurement à l’aide de pesticides. Les
matériels visiblement infectés doivent être exclus dès le départ ou éliminés.
Aspects techniques
L’accès aux ressources phytogénétiques au sein du Système multilatéral du Traité
international est accompagné des ATTM. Pour ce qui est du matériel acquis ou collecté
en dehors du pays abritant la banque de gènes, les acquéreurs doivent respecter les
législations nationales et internationales pertinentes. Il convient de s’enquérir des
réglementations phytosanitaires et autres conditions d’importation auprès de l’autorité
nationale compétente dans le pays receveur.
Les données de passeport sont nécessaires à l’identification et à la classification
des accessions. De nombreuses accessions sont des populations sauvages. Il est donc
absolument impératif de collecter des données précises sur le terrain. Les descripteurs
de passeport multi-cultures doivent donc comporter un herbier de référence ainsi que
les coordonnées selon le système de positionnement global (GPS) et, dans la mesure du
possible, des photographies du port, de l’habitat et du substrat. Le matériel collecté au
sol doit être enregistré comme tel et conservé séparément de celui qui a été récolté sur
le plant parent. Les échantillons doivent comporter un nombre suffisant d’individus ou
d’accessions et être de taille assez importante pour permettre la mise en place d’un protocole
de cryoconservation approprié et/ou pour être placés en cryostockage à long terme.
122
chapitre 6
Normes applicables aux banques de gènes pour la culture in vitro et la cryoconservation
Il est nécessaire de veiller à ce que les semences et propagules soient de la meilleure
qualité possible et d’éviter de conserver du matériel immature ou trop mûr ayant été
exposé trop longtemps aux éléments naturels (dans le cas des semences). La collecte de
propagules bien mûrs, propres et de haute qualité garantit une longévité maximale au
cours de l’entreposage. Le matériel et les fruits (graines) trouvés au sol et présentant des
abrasions ou des signes d’altération doivent être évités. Les semences de fin de saison
s’avèrent souvent de qualité inférieure à celle des semences produites plus tôt dans la
saison (Berjak et Pammenter, 2004). Il est préférable de ne pas collecter les semences
récalcitrantes de fin de saison. Les facteurs saisonniers doivent également être pris
en compte pour l’utilisation notamment de bulbes et de tubercules développant de
nouvelles pousses uniquement dans certaines saisons, d’espèces ligneuses dont les
bourgeons sont dormants en hiver et de jeunes inflorescences et pollens disponibles
seulement en période de floraison.
La plupart des fruits à graines récalcitrantes sont contaminés par des moisissures,
même lorsque cela n’est pas visible. Il s’agit là d’un problème grave. Il convient donc
d’éliminer toute contamination superficielle par le biais d’une désinfection superficielle
effectuée avant le transport. Ce problème est aggravé par les températures et les taux
d’humidité élevés prévalant après la collecte et pendant le transport à la banque de gènes.
Il peut s’ensuivre une perte rapide de la viabilité et une diminution de la longévité au
cours de l’entreposage. Cependant, les semences et autres propagules peuvent être
sensibles au froid et les températures élevées peuvent alors précipiter la germination ou
endommager les graines. La température de transport ne doit donc être ni trop basse ni
trop élevée, c’est-à-dire pas en dessous de 16 °C ni au-dessus de 25 °C.
Le problème de la contamination fongique s’observe également au cours des
manipulations suivant la récolte au sein de la banque de gènes. Il faut donc soigneusement
désinfecter la surface des fruits avant de les ouvrir. De la même façon, pour toute
accession importée, la contamination peut provenir des récipients et des emballages.
Ceux-ci doivent donc être incinérés, tel que le stipulent généralement les réglementations
nationales pour la santé des plantes et des semences. Les fruits doivent être complètement
débarrassés des pulpes et fibres enveloppant les graines. Il ne faut cependant pas utiliser
d’eau car cela pourrait affecter la teneur en eau des semences en les hydratants davantage.
Il est également important de réunir les informations relatives au poids des fruits et des
graines avant de déterminer la teneur en eau des semences (voir norme 2).
Les semences doivent être transportées autant que possible à l’intérieur de leur fruit, qui
servira à la fois de protection et de frein à la déshydratation. C’est le cas notamment pour les
fruits à enveloppe dure. La perte d’eau stimule le métabolisme de germination et raccourcit
la durée de conservation. Il est donc important que la teneur en eau soit maintenue lors
de la collecte et pendant le transport, notamment en maintenant une humidité relative
(HR) élevée dans les récipients de stockage. On préférera les sacs en plastique, non sujets
aux bris. Les emballages isolants aideront à maintenir une température stable et sont
particulièrement appropriés aux transports sur de longues distances.
Les semences récalcitrantes produites dans des fruits à enveloppe dure sont
maintenues en de meilleures conditions et pour de plus longues périodes que si elles
123
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
sont extraites des fruits. Les fruits à chair tendre ou les fruits endommagés ou déhiscents
doivent être immédiatement décontaminés, les semences extraites et les fruits enlevés et
détruits. Lorsque le transport s’effectue sur de longues distances, il est conseillé d’extraire
les semences, de les nettoyer manuellement et de procéder à une désinfection superficielle
avant le transport. Lors d’expéditions sur le terrain, il serait préférable d’emporter un kit de
désinfection comprenant des pastilles de purification d’eau ou d’hypochlorite de sodium
(NaOCl), de l’eau (si possible stérile ou bouillie) et des serviettes en papier stériles.
En conditions tropicales, d’autres mesures peuvent être prises telles que l’entreposage
des plantules à l’ombre (Marzalina et Krishnapillay, 1999) ou la collecte de matériel in vitro
(Pence et al., 2002; Pence et Engelmann, 2011). Lorsque l’on utilise du matériel collecté
in vitro, les temps de transport doivent être minimisés.
Les explants cultivés in vitro doivent subir une décontamination superficielle, d’abord
à l’éthanol à 70 pour cent, puis au NaOCl obtenu par dilution à partir d’une solution mère
pure ou contenu dans de l’eau de Javel commerciale dont la concentration en chlore actif
est d’environ 3 pour cent. Des gouttelettes de détergent peuvent en améliorer l’effet.
D’autres produits peuvent aussi être utilisés à des concentrations appropriées (par
exemple l’hypochlorite de calcium). Après la décontamination superficielle, les explants
doivent être taillés jusqu’aux dimensions voulues. Noter que le désinfectant pénètre les
surfaces coupées, créant des zones mortes qui doivent être éliminées lors du taillage.
Circonstances particulières
Lorsqu’une cargaison est contaminée ou abîmée, tout le matériel ainsi que l’emballage
doivent être incinérés, quelles qu’en soient les implications financières.
Les cargaisons retardées dans des installations nationales de quarantaine sont un
risque connu. Dans de tels cas, des dispositions doivent être prises pour minimiser les
retards, y compris le recours à des services de courrier.
Lorsque la saison de production de fruits est « mauvaise », il est préférable de renvoyer
la collecte à une saison ultérieure. Si les circonstances exigent la collecte de fruits tombés,
seuls les fruits récemment abscisés doivent être pris en compte.
Les semences de certaines espèces réagissent parfois mal au NaOCl et/ou aux
fongicides d’usage courant. Il faut alors avoir recours à des alternatives plus sûres
(Sutherland et al., 2002). A noter la possibilité d’utiliser de l’éthanol à 70 pour cent (v/v)
dans de l’eau stérile ou bouillie.
124
chapitre 6
Normes applicables aux banques de gènes pour la culture in vitro et la cryoconservation
Bibliographie sélective
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125
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
6.2
Normes relatives
au dépistage
de comportement non
orthodoxe et à l’évaluation
de la teneur en eau, de
la vigueur et de la viabilité
Normes
6.2.1La catégorie de conservation des graines doit être déterminée immédiatement,
en évaluant leur sensibilité à la déshydratation.
6.2.2La teneur en eau doit être déterminée individuellement sur des parties
distinctes du propagule et sur un nombre suffisant de plantes.
6.2.3La vigueur et la viabilité doivent être évaluées à partir de tests de germination
et sur un nombre suffisant de plantes.
6.2.4 Au cours des expérimentations, les échantillons de semences propres doivent
être conservés dans des conditions ne favorisant ni la déshydratation ni
l’hydratation.
Informations générales
La préservation de la viabilité des semences est une des fonctions essentielles d’une banque
de gènes. Elle permet d’assurer que le matériel génétique est disponible pour les utilisateurs
et génétiquement représentatif de la population à partir de laquelle il a été acquis. Dans
une première étape, il est important de vérifier la catégorie de conservation des graines en
évaluant la sensibilité du propagule à la déshydratation. Le réponse au séchage permettra
ensuite d’établir le traitement nécessaire pour la cryoconservation. Le taux de séchage dépend
d’un certain nombre de facteurs dont l’HR, la taille des graines, la nature de l’enveloppe, le
débit d’air et la profondeur de la couche de semences (Pammenter et al., 2002).
Le taux et l’uniformité de la germination d’un échantillon de semences, ou d’explants
obtenus à partir de semences, est un indicateur fiable de la vigueur. La germination
totale (c’est-à-dire la proportion ou le pourcentage de graines ou d’explants testés ayant
finalement germé) révèle, quant à elle, la viabilité globale de l’échantillon. La viabilité
d’un échantillon ne doit pas être inférieure à 80 pour cent.
126
chapitre 6
Normes applicables aux banques de gènes pour la culture in vitro et la cryoconservation
Aspects techniques
La détermination de la teneur en eau et l’évaluation de la vigueur et de la viabilité doivent
être effectuées en une seule opération, préalablement au choix du type de séchage. Le
nombre de procédures pouvant être étudiées est déterminé par le nombre de semences
disponibles. Trois méthodes de criblage des semences peuvent être utilisées pour la
classification des graines. Elles comprennent la méthode qui permet de distinguer les
semences récalcitrantes des semences intermédiaires (Hong et Ellis, 1996), celle conçue
pour les cas où les semences sont limitées (Pritchard et al., 2004) et celle qui permet
d’évaluer les teneurs en eau des axes plutôt que des graines entières. Peu importe la
méthode choisie, la déshydratation imposée au cours de la procédure de criblage ne doit
jamais être menée à des températures élevées car celles-ci sont néfastes. Les températures
recommandées pour les espèces tropicales et subtropicales ainsi que pour celles issues
des régions tempérées sont respectivement de 25 °C et 15 °C (Pritchard et al., 2004). Il
convient d’établir pour chaque accession, une courbe de séchage évaluant la perte de
viabilité en fonction de la diminution de la teneur en eau.
La teneur en eau présente dans les différentes parties des semences récalcitrantes est
essentielle au succès de leur cryoconservation. La teneur en eau déterminée pour la graine
récalcitrante entière ne donne pas d’indication de la teneur en eau de l’axe embryonnaire.
Il faut donc déterminer séparément les teneurs en eau des axes embryonnaires, des
embryons, des cotylédons charnus ou de l’endosperme (Berjak et Pammenter, 2004) et
les mesurer individuellement (et non sur des échantillons groupés). Très souvent, la masse
sèche des axes des semences récalcitrantes peut être très faible, de l’ordre de quelques
milligrammes, et nécessite l’utilisation d’une microbalance.
Il est important de déterminer la teneur en eau de chaque accession nouvellement
arrivée immédiatement après le nettoyage des propagules, afin d’éviter la déshydratation.
Malgré la collecte d’autres accessions de la même espèce, on ne peut supposer que les
teneurs en eau seront les mêmes. La composition des axes et des tissus de réserve des
espèces sauvages récalcitrantes ou autrement non orthodoxes est souvent inconnue.
Il est donc recommandé de procéder au séchage à une température de 80 °C jusqu’à
atteindre un poids constant. Lorsque les tissus sont séchés à 80 °C, le temps mis pour
atteindre un poids constant est généralement de 24h à 48h. Après la période de séchage,
les échantillons doivent impérativement atteindre la température ambiante sans absorber
d’eau avant d’être pesées à nouveau.
Il est recommandé d’évaluer la teneur en eau d’au moins 10 graines (déterminée sur
la base d’une graine individuelle, d’un embryon ou d’un axe embryonnaire). Les analyses
biochimiques nécessitent des semences additionnelles.
Les semences et les embryons/axes qui en sont excisés doivent être au stade le
plus vigoureux de leur développement au moment de leur récolte. Les semences
intactes germent mieux sur gélose aqueuse à 0,8-1 pour cent dans des récipients
en plastiques fermés ou des boîtes de Pétri fournissant les mêmes conditions pour
toutes les évaluations de ce type. La surface des semences doit être désinfectée avant
que celles-ci ne soient mises à germer ou avant l’excision des embryons ou des axes
127
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
embryonnaires. La dormance n’est pas une caractéristique courante des semences
récalcitrantes. Celles-ci devraient normalement commencer la germination peu après
avoir été préparées. Cependant, le temps mis pour germer varie selon les espèces en
fonction de l’avancement du développement embryonnaire. Pour chaque espèce, il est
essentiel que tous les tests de germination et de viabilité soient effectués dans les mêmes
conditions contrôlées. La production de jeunes plantes/plantules morphologiquement
anormaux (Pammenter et al., 2011) doit être notée et quantifiée. En effet, les anomalies
peuvent résulter d’un stress imposé (par exemple la déshydratation des semences, des
embryons ou des axes embryonnaires récalcitrants). Les essais de viabilité nécessitent
un minimum de 20 graines.
Lors de la manipulation de semences récalcitrantes, un soin particulier doit être porté
au maintien des teneurs en eau à des niveaux caractéristiques de ceux de la dissémination.
Toutefois, les semences récalcitrantes intactes sont presque toujours trop grandes
pour être refroidies à des températures cryogéniques. Par conséquent, les explants, les
embryons ou les axes embryonnaires doivent être excisés des semences puis déshydratés.
De plus, il est essentiel que l’ensemble de l’échantillon de semences propres soit conservé
dans des conditions excluant toute variation de la teneur en eau. Si elles sont exposées aux
conditions atmosphériques pour une durée quelconque, la teneur en eau des semences
change et celles qui sont disséminées à des teneur en eau élevées se déshydratent.
Circonstances particulières
Pour les graines entières, si la banque de gènes ne dispose pas d’une salle de déshydratation
à température et humidité contrôlées, elle peut avoir recours à la déshydratation sur
paillasse sous cloche de verre ou à la déshydratation à l’ombre en couches simples. Les
spécimens se trouvant dans toute boite de Pétri mal fermée avant la sortie de l’étuve,
doivent être remplacés dans l’étuve. En effet, les tissus secs absorbent rapidement la
vapeur d’eau, surtout dans un environnement humide.
Les embryons ou axes embryonnaires excisés ne germeront pas aussi vite que les
semences intactes. Il arrive souvent que les pousses ne se développent pas sur les axes
embryonnaires excisés. Dans de tels cas, le critère d’évaluation de la vigueur et de la
viabilité est la production de racines.
Lorsqu’il s’avère impossible de manipuler les embryons ou les axes embryonnaires
pour une cryoconservation réussie, il faut avoir recours à d’autres explants. Ces derniers
peuvent être de plusieurs types, les plus appropriés étant les méristèmes apicaux excisés
à partir de jeunes plantes obtenus de la germination de graines in vitro.
128
chapitre 6
Normes applicables aux banques de gènes pour la culture in vitro et la cryoconservation
Bibliographie sélective
Berjak, P. et Pammenter, N.W. 2004. Recalcitrant seeds. Dans R.L. Benech-Arnold et R.A. Sánchez, éds.
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403.
129
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
6.3 Normes relatives
à l’entreposage à l’humidité
de semences récalcitrantes
Normes
6.3.1L’entreposage à l’humidité est effectué en conditions d’humidité relative
saturée. Les semences doivent être conservées dans des récipients étanches,
à la température la plus basse pouvant être tolérée sans causer de dommages.
6.3.2 Toutes les semences doivent être désinfectées avant l’entreposage à l’humidité.
Tout matériel infecté doit être éliminé.
6.3.3Les semences entreposées doivent être régulièrement inspectées et
échantillonnées afin de s’assurer qu’aucune contamination fongique ou
bactérienne n’ait eu lieu et que la teneur en eau, la vigueur et la viabilité n’aient
pas diminué.
Informations générales
Les semences récalcitrantes doivent parfois être entreposées à court ou moyen terme
(des semaines voire des mois) pour la fourniture de matériel de plantation pour les
programmes de réintroduction et de restauration ou tout simplement à des fins de
conservation lorsque des expérimentations sont en cours. Afin de maximiser la durée de
conservation des semences récalcitrantes, le principe fondamental consiste à maintenir
la teneur en eau au même niveau que celui des semences fraîchement récoltées.
Les semences ne doivent donc perdre d’eau ni avant ni après avoir été stockées. Le
déclenchement de la germination peut être provoqué par de très faibles degrés de
déshydratation. Une déshydratation plus importante peut entraîner des modifications
délétères affectant la vigueur et la viabilité et réduisant la durée potentielle de stockage.
L’entreposage à l’humidité est la conservation de semences récalcitrantes dans des
conditions préservant leur teneur en eau et s’effectue en maintenant les semences en
environnement clos et sous HR saturée.
130
chapitre 6
Normes applicables aux banques de gènes pour la culture in vitro et la cryoconservation
Aspects techniques
Afin d’éviter toute perte d’eau des semences, l’entreposage à l’humidité doit être mené sous
HR saturée, en maintenant une atmosphère saturée à l’intérieur des récipients de stockage.
Idéalement, on préférera les sacs de polyéthylène scellés contenant un sac en papier
(double ensachage) ou les seaux en plastiques de taille adaptée au nombre de semences
(Pasquini et al., 2011). Une précaution essentielle consiste à stériliser les récipients de
stockage tels que les seaux à couvercles étanches ainsi que les grilles internes, avant d’y
introduire les semences. Quel que soit le récipient choisi, il doit contenir un dispositif
destiné à absorber toute condensation. Ce dernier doit être remplacé lorsqu’il est humide.
Les températures d’entreposage doivent être les plus faibles tolérables par les semences
de chaque espèce, sans effet délétère sur la vigueur ou la viabilité. Ceci permettra de
ralentir à la fois l’évolution vers la germination et la prolifération fongique. La température
de l’entrepôt doit être maintenue constante afin de minimiser la condensation sur les
surfaces internes des récipients de stockage. Pour les semences récalcitrantes provenant
des régions tempérées, les températures d’entreposage sont de 6 ±2 °C, alors que pour
la majorité des semences d’origine tropicale et subtropicale, la gamme normale est de
16 ±2 °C. Des exceptions peuvent exister en particulier pour les semences de certaines
espèces équatoriales (Sacandé et al., 2004; Pritchard et al., 2004).
En conditions d’entreposage à l’humidité, les moisissures risquent de proliférer (ou
plus rarement les bactéries). La vigilance et les mesures appropriées sont donc nécessaires
pour endiguer toute infection se propageant dans les semences. Si les semences infectées
n’étaient pas éliminées, elles contamineraient tout le contenu du récipient de stockage,
ce qui rendrait les semences stockées inutiles et éliminerait leur potentiel à fournir des
explants pour la cryoconservation. Par conséquent, il convient d’effectuer une inspection
régulière dès le départ et de prendre les mesures nécessaires telles que l’application de
fongicides, afin d’éliminer le plus tôt possible les contaminants superficiels et internes
des semences (Calistru et al., 2000).
Les surfaces des semences doivent être désinfectées, séchées et débarrassées de tout
désinfectant résiduel, puis saupoudrées d’un fongicide à large spectre. L’absorption par
les graines de fongicides systémiques appropriés est la manière la plus efficace d’éliminer
les moisissures internes se trouvant pour la plupart juste en dessous des enveloppes. Ces
fongicides peuvent cependant avoir un effet néfaste sur les graines. Une autre alternative
consiste en la thermothérapie, appliquée notamment aux glands infectés (Sutherland
et al., 2002). Mais celle-ci ne peut être utilisée que lorsque les semences sont capables de
supporter des hausses de température transitoires, ce qui n’est pas toujours le cas. Pour
désinfecter directement les surfaces internes, il faut s’assurer que les semences survivent
bien à l’entreposage à l’humidité après l’ablation des enveloppes, et que la présence de
fongicides systémiques dans les tissus des graines ne les abîme pas.
Selon la durée de l’entreposage à l’humidité, les récipients doivent périodiquement
être aérés brièvement pour éviter le développement de conditions anoxiques. Si tel est le
cas, les récipients doivent être inspectés et toute semence contaminée doit être éliminée.
L’idéal est d’entreposer les semences en couche simple. En cas de stockage en couches
131
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
multiples, les semences doivent être remuées lors de l’aération. Après avoir enlevé toute
graine présentant des signes de contamination, il faut vider le récipient, désinfecter
toutes les graines apparemment non contaminées et replacer le lot de semences dans
un récipient stérile.
Les semences entreposées doivent être régulièrement échantillonnées afin de s’assurer
que la teneur en eau, la vigueur et la viabilité n’ont pas diminué. La fin de la période de
stockage utile est atteinte lorsque l’on observe une perte de la viabilité sans prolifération
fongique (ou bactérienne), alors que la teneur en eau est demeurée essentiellement la
même qu’au moment de l’entreposage à l’humidité. Il en est de la même lorsque la plupart
des semences présentent des signes visibles de germination. La baisse de la viabilité des
semences n’ayant pas subi de perte d’eau importante ou la production de protrusions
radiculaires par la plupart des semences donnent une mesure de la durée possible
d’entreposage à l’humidité, dans les conditions de températures spécifiques utilisées.
Circonstances particulières
La perte d’eau des semences indique que l’HR n’a pas été maintenue, probablement parce
que les récipients de stockage n’étaient pas correctement scellés. Les résultats obtenus
pour l’échantillon seront alors incertains et celui-ci devra être éliminé. La perte de viabilité
des semences au cours de l’entreposage peut aussi être causée par une conservation à des
températures inappropriées. Ce paramètre doit être résolu par le biais d’essais testant les
réponses des semences à une gamme de températures. Les semences peuvent avoir perdu
leur viabilité parce qu’elles étaient initialement de mauvaise qualité ou trop immatures
au moment de la récolte.
Dans les cas de forte incidence, au sein d’une accession, de semences présentant
une contamination interne, les contaminants doivent être isolés et identifiés dans le but
de développer des moyens efficaces permettant de les éliminer des collections futures.
L’identification du genre des moisissures peut aider à la sélection de fongicides. Des
combinaisons (« cocktails ») de fongicides ciblant spécifiquement ces moisissures peuvent
s’avérer plus efficaces. Certains virus présents dans les semences sont parfois résistants à
tout traitement. Lorsque ceux-ci sont responsables de maladies graves, les plantes doivent
être éliminées dès l’apparition de symptômes viraux.
Lorsque la contamination s’avère incurable, les semences ne peuvent pas être stockées
de la même façon. Il convient alors de rechercher d’autres formes de conservation des
ressources génétiques. Dans de tels cas, les semences doivent être mises à germer.
Les jeunes plantes se développant à partir de toute graine non infectée doivent être
maintenus en conditions de croissance ralentie et/ou utilisés pour fournir des explants
de remplacement pour la conservation ex situ, c’est-à-dire transférés et plantés dans des
collections en champ ou d’autres jardins le cas échéant.
132
chapitre 6
Normes applicables aux banques de gènes pour la culture in vitro et la cryoconservation
Bibliographie sélective
Calistru, C., McLean, M., Pammenter, N.W. et Berjak, P. 2000. The effects of mycofloral infection on
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Sutherland, J.R., Diekmann, M. et Berjak, P., éds. 2002. Forest tree seed health. IPGRI Technical
Bulletin No. 6. Rome, IPGRI.
133
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
6.4
Normes relatives
à l’entreposage
de cultures in vitro
et en croissance ralentie
Normes
6.4.1Les conditions optimales d’entreposage des cultures in vitro doivent être
déterminées selon les espèces.
6.4.2Le matériel conservé in vitro doit être maintenu à l’état de plantules entières,
de pousses ou d’organes de stockage (pour les espèces qui en forment
naturellement).
6.4.3 Un système de surveillance régulière doit être mis en place pour le contrôle
de la qualité de la culture in vitro entreposée en croissance ralentie, ainsi que
des éventuelles contaminations.
Informations générales
La conservation in vitro est utilisée pour la préservation à moyen terme (des mois voire
des années) de parties de plantes ou de plantules, en conditions non nocives limitantes
pour la croissance. Elle ne convient généralement pas à la conservation à long terme
(Engelmann, 2011). La conservation in vitro est utilisée de préférence pour le matériel
génétique cloné de cultures diverses car elle favorise les transferts sûrs de matériel
génétique sous contrôle phytosanitaire réglementé. Les documents techniques fournissent
des informations détaillées concernant les possibilités offertes par l’entreposage in vitro,
notamment les principaux paramètres à prendre en compte ainsi que les rapports et la
complémentarité avec d’autres technologies de conservation telles que les collections en
champ (Reed et al., 2004; Engelmann, 1999a).
Les cultures in vitro sont une source de matériel sain pour la distribution et la
multiplication ainsi qu’une source d’explants pour la cryoconservation. Il est essentiel de
procéder au retrait et à l’élimination en toute sécurité des matériels infectés, garantissant
ainsi que le pathogène ou l’organisme nuisible ne sont pas libérés dans l’environnement.
134
chapitre 6
Normes applicables aux banques de gènes pour la culture in vitro et la cryoconservation
Une surveillance régulière et permanente est nécessaire afin d’éviter l’accumulation de
la contamination pouvant survenir lors des transferts et se propager à travers l’air entre
les récipients, ou être activement transportée par des vecteurs tels que les acariens ou les
thrips. La dégradation par hyperhydratation représente un autre danger. Elle commence
généralement dans seulement quelques récipients, ce qui laisse une chance de sauver le
reste du matériel si le phénomène a été observé assez tôt.
Aspects techniques
Les conditions optimales de croissance ralentie doivent être identifiées avant l’entreposage.
Celles-ci peuvent être obtenues en manipulant des variables individuellement ou
en association, notamment l’éclairement, la température et l’exposition moyenne
(Engelmann, 1991). Cependant l’expérimentation est généralement nécessaire pour
parvenir à des résultats optimaux.
Le type et la physiologie des explants conditionnent le succès ou l’échec de la
croissance ralentie in vitro. La culture in vitro est également utilisée comme phase
préparatoire à la cryoconservation ainsi qu’aux phases de récupération ultérieures.
La première étape doit donc consister en la mise en place de milieux et de conditions
appropriés à la croissance des explants. Pour ce faire, il faut disposer de procédures
de désinfection superficielle adéquates ainsi que de milieux de germination appropriés
(milieu standard [Murashige et Skoog, 1962] pouvant nécessiter des ajustements). Le
milieu de base peut être déterminé à partir de la littérature traitant d’espèces similaires.
Des protocoles standards ont été publiés et peuvent être utilisés comme guide (y compris
George, 1993; Hartmann et al., 2002; Chandel et al., 1995). Mais très souvent, des essais
détaillés sont essentiels (utilisant des milieux de culture et des conditions de croissance
d’explants) et des protocoles élaborés sur mesure sont nécessaires même si les espèces
sont étroitement apparentées.
L’hyperhydricité (« vitrification ») peut être évitée en s’assurant que les matériels sont
conservés à l’état de plantules entières ou de pousses. Pour les explants d’espèces dont
la croissance est naturellement lente, il n’est pas nécessaire de modifier les milieux ni
les conditions de culture.
Lorsqu’on travaille pour la première fois avec des explants d’une espèce donnée, il
est indispensable d’expérimenter avec la gamme de permutations et de combinaisons
des moyens de parvenir à une croissance ralentie satisfaisante. Par exemple, des
réponses très variables aux manipulations visant une croissance ralentie ont été
enregistrées pour différentes espèces d’un même genre. Le maintien à long terme de
la stabilité génétique d’un matériel stocké dans des conditions de croissance ralentie
est primordial (Engelmann, 2011). Les conditions optimales d’entreposage pour les
espèces résistantes au froid peuvent varier de 0 °C à 5 °C, ou légèrement plus. Pour le
matériel en provenance des tropiques, les températures tolérées les plus basses vont
de 15 °C à 20 °C, selon les espèces (Normah et al., 2011; ProMusa; Engelmann, 1999a;
Engelmann, 1991).
135
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Diverses modifications sont généralement apportées aux milieux de cultures,
notamment une diminution des quantités de minéraux, de sucrose et/ou la manipulation
du type et de la concentration des régulateurs de croissance. L’ajout de substances
osmotiquement actives (telles que le mannitol) peut également être efficace (Engelmann,
2011; Engelmann, 1999a). Le charbon actif présent dans le milieu peut adsorber les
polyphénols exsudés (Engelmann, 1991).
Le type, le volume, les dispositifs de fermeture ainsi que l’atmosphère interne des
récipients de culture sont des paramètres importants qui ne peuvent être établis que par
expérimentation sur du matériel nouveau (Engelmann, 2011; Engelmann, 1991).
Bien que l’entreposage en croissance ralentie soit utilisé traditionnellement pour des
matériels cultivés in vitro, les plantules peuvent également être conservées ex vitro dans
des conditions de culture limitant la croissance. La croissance ralentie des jeunes plantes
à l’ombre et en conditions d’éclairage limité, sous canopées naturelles est une alternative
peu coûteuse (Chin, 1996). Par ailleurs, l’induction in vitro d’organes de stockage peut
être utilisée pour augmenter efficacement la durée de conservation des cultures qui en
forment naturellement (par exemple, le gingembre [Engels et al., 2011], le taro, l’igname,
la pomme de terre etc.).
Circonstances particulières
La culture in vitro d’explants d’espèces ligneuses pourrait poser des problèmes
particuliers, surtout en ce qui concerne l’exsudation de polyphénols (Engelmann, 1999b).
Les problèmes associés incluent le mauvais enracinement entrainant l’hyperhydricité des
explants. L’hyperhydratation et la nécrose des feuilles au cours de la croissance ralentie
peuvent conduire à la détérioration de la qualité et parfois à la mort des propagules.
Pour certains matériels, l’accumulation de bactéries cachées peut progressivement
devenir un obstacle majeur à l’entreposage prolongé en croissance ralentie. Ce problème
peut être contrecarré par le retrait provisoire des vitamines ou l’ajout d’antibiotiques au
milieu de culture. Mais ces mesures ont rarement un effet permanent. Il peut donc être
nécessaire de se débarrasser de ces cultures (Abreu-Tarazi et al., 2010; Leifert et Cassels,
2001; Senula et Keller, 2011; Van den Houwe et Swennen, 2000; Van den Houwe et al.,
1998).
Des différences importantes peuvent exister entre les espèces ou variétés d’un même
pool génétique, quant à la réponse à la conservation in vitro. Certaines réagiront bien alors
que d’autres ne pourront pas être conservées par cette méthode, la rendant inapplicable
(par exemple pour le café [Dussert et al., 1997]). Certaines espèces (dont l’igname) peuvent
former des organes de stockage in vitro, mais leur germination est difficile à obtenir. C’est
aussi le cas des bulbilles obtenues in vitro pour certaines accessions d’une même espèce
(par exemple l’ail [Keller, 2005]).
L’instabilité génétique de certaines espèces (telles que la canne à sucre) peut être
aggravée par les techniques de culture in vitro, alors que la stabilité sur des périodes
d’entreposage prolongées a été démontrée pour d’autres espèces (comme le manioc)
136
chapitre 6
Normes applicables aux banques de gènes pour la culture in vitro et la cryoconservation
(IPGRI/CIAT, 1994). Ces dernières peuvent alors présenter des variations somaclonales
à des fréquences plus élevées. Dans la plupart des cas, la variation somaclonale est
minimisée par l’utilisation ultérieure de techniques permettant d’éviter l’induction
de pousses adventives ou toute formation de cal basal suite à une coupure. Les cals
éventuellement formés doivent être coupés lors du transfert vers l’étape de culture
suivante. Afin d’éviter toute confusion concernant les raisons de toute manifestation de
déviation génétique, il convient de veiller scrupuleusement à l’uniformité des explants
d’origine et d’exclure tout chimérisme du matériel donneur (ou de les conserver avec
soin en cas de besoin pour les plantes panachées). Le criblage régulier par marqueurs
moléculaires étant trop onéreux, des échantillonnages peuvent être effectués
régulièrement lorsque des variations somaclonales sont prévues.
La dormance des organes peut poser problème lorsque les pousses ne se forment
plus (notamment chez les espèces qui développent des organes de stockage in vitro).
La dormance peut être interrompue en pratiquant des coupures supplémentaires ou en
appliquant des cytokinines. Au cas contraire, la seule solution (quoique incertaine) consiste
à attendre jusqu’au bourgeonnement spontané.
Bibliographie sélective
Abreu-Tarazi, M.F., Navarrete, A.A., Andreote, F.D., Almeida, C.V., Tsai, S.M. et Almeida, M. 2010.
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138
chapitre 6
Normes applicables aux banques de gènes pour la culture in vitro et la cryoconservation
6.5 Normes relatives
à la cryoconservation
Normes
6.5.1Les explants sélectionnés pour la cryoconservation doivent être de la plus
haute qualité et permettre le développement suivant l’excision, ainsi que la
cryoconservation.
6.5.2 Chaque étape du protocole de cryoconservation doit être testé individuellement
et optimisé, en termes de vigueur et de viabilité, pour le maintien d’explants.
6.5.3Il convient de mettre en place des moyens de neutraliser les effets nocifs des
dérivés réactifs de l’oxygène (ROS), lors de l’excision et de toute manipulation
ultérieure.
6.5.4 Après leur récupération, les explants doivent être désinfectés selon des
procédures stériles standards.
Informations générales
La cryoconservation permet le stockage pour une période indéfinie de cellules et de
tissus dans de l’azote liquide (-196 ˚C), dans lequel toutes les activités métaboliques sont
suspendues. Tout protocole de cryoconservation comporte quatre étapes essentielles: i) la
sélection, ii) la préculture1 , iii) les techniques de cryoconservation, iv) la récupération de
l’entreposage et v) l’établissement des plantes et des plantules.
Les protocoles de cryoconservation doivent être mis en place pour prévenir les
dommages et peuvent inclure une éventuelle cryoprotection, le séchage partiel,
le refroidissement, le stockage à des températures cryogéniques, le réchauffement et
la réhydratation. Il existe deux principaux types de procédés de cryoconservation: le
1
Traitement pour l’acclimatation des explants lents à la déshydratation /au froid /au gel.
139
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
refroidissement lent conventionnel basé sur une déshydratation induite par la congélation
et la congélation ultra rapide (vitrification), qui fait intervenir une déshydratation préalable
au refroidissement (Engelmann, 2011a).
Aspects techniques
Sélection des explants
La vitesse de déshydratation et l’uniformité du séchage des cellules et des tissus
dépend de la taille des semences. Les semences récalcitrantes étant trop grandes
pour être séchées rapidement et uniformément, elles ne peuvent rester intactes lors
de la cryoconservation. De plus, les cellules dont la teneur en eau est ≥ 1,0 g g-1 ne
peuvent survivre à l’exposition aux conditions cryogéniques. L’excision et la culture
d’explants doivent être développées spécifiquement à des fins de cryoconservation. Les
explants doivent être aussi petits que possible mais suffisamment grands pour permettre
leur développement suite à l’excision et à la cryoconservation. L’uniformité cellulaire/
tissulaire supérieure au sein de l’explant augmente une chance de cryoprotection de
toutes les (ou la majorité des) cellules des explants et sa capacité de régénération sans la
prolifération de cals. Les explants destinés à la cryoconservation peuvent être obtenus à
partir des axes embryonnaires, des méristèmes apicaux et des tissus méristématiques et
embryonnaires. Pour les semences récalcitrantes, les embryons ou axes embryonnaires
excisés constituent des explants de choix. Si ces derniers s’avèrent trop grands, ne
supportent pas le degré de déshydratation requis, sont sensibles à tous les modes de
désinfection courants et/ou sont réfractaires aux conditions de culture, les méristèmes
apicaux constituent alors de meilleurs explants.
Pour les espèces multipliées par voie végétative, les explants de choix sont les
bourgeons, les apex et les tissus méristématiques et embryonnaires. Tous les types
d’explants ne se prêtent pas aux mêmes procédés de cryoconservation, malgré la proximité
taxonomique relativement étroite des espèces parentes (Sershen et al., 2007). Les réponses
aux procédés de cryoprotection doivent donc être vérifiées pour chaque espèce et chaque
génotype. Le matériel immature est généralement plus sensible aux dommages provoqués
par l’excision. De la même façon, les semences qui se sont développées ou ont germé
jusqu’au stade de protrusions radiculaires visibles (ou d’autres parties de l’embryon) ne
doivent pas être sélectionnées (Goveia et al., 2004).
Les anthères entières ou les grains de pollen isolés peuvent aussi être utilisés pour
la cryoconservation. Ils représentent la diversité génétique héritée au même titre que les
semences. Cependant, étant porteur des gamètes mâles, ils ne possèdent généralement
qu’un nombre haploïde de chromosomes (voir Ganeshan, 2008; Rajashekaran, 1994;
Weatherhead et al., 1978). Le pollen conservé doit être inclus dans des capsules de
gélatine, des poches en papier ou des bandelettes de papier; le pollen de certaines espèces
doit être déshydraté avant l’entreposage.
Le matériel est récupéré en faisant tomber les anthères et les pollens, des capsules,
des poches ou des bandelettes, à température ambiante. L’évaluation de la germination
140
chapitre 6
Normes applicables aux banques de gènes pour la culture in vitro et la cryoconservation
du pollen s’effectue préférablement dans un milieu de germination. La viabilité peut
être testée par coloration du pollen et les résultats sont corrélés à la germination, bien
que le taux de germination soit presque toujours inférieur. Lorsque le comportement
d’une espèce est encore inconnu, il faut effectuer des tests de pollinisation confirmant
le succès de la fécondation pour chaque ensemble de semences (Ganeshan et al., 2008;
Rajashekaran et al., 1994; Weatherhead et al., 1978).
Des outils probabilistes sont disponibles et facilitent le calcul du nombre de propagules
à entreposer et à récupérer, selon les objectifs fixés, la survie après cryoconservation ainsi
que d’autres paramètres (Dussert et al., 2003).
Techniques de cryoconservation
Il est important d’établir une courbe de séchage des embryons ou axes embryonnaires
excisés, afin d’identifier le temps de séchage nécessaire pour ramener le matériel à une
teneur en eau appropriée. Une nouvelle courbe de temps de séchage doit être établie après
toute préculture ou traitement cryoprotecteur.
La vitesse de refroidissement jusqu’aux températures de l’azote liquide est
importante et doit être prise en compte en rapport avec la teneur en eau de l’explant.
Le protocole de cryoconservation doit être sélectionné de manière à garantir que la
teneur en eau se situe dans la gamme prévenant la formation de cristaux de glace
intracellulaire lors du refroidissement et du réchauffage, mais également d’éviter
l’endommagement de la structure subcellulaire lors de la dessiccation. À la limite
supérieure de la gamme de teneurs en eau auxquelles les axes embryonnaires sont
déshydratés, le taux de refroidissement le plus rapide est le meilleur. En effet le
refroidissement très rapide des spécimens de petite taille a tendance à être plus
uniforme et minimise le temps passé dans l’intervalle de température permettant
la cristallisation de la glace. Les embryons et axes embryonnaires ne représentent
en général qu’une portion insignifiante du volume et de la masse de la graine. Ils
conviennent donc à la déshydratation ultra-rapide et permettent de ce fait d’éviter
les problèmes d’endommagement liés au métabolisme. D’autre part, la vitesse
de refroidissement est moins critique pour les axes récalcitrants subissant la
déshydratation ultra-rapide (par déshydratation évaporatoire) aux limites inférieures
de leurs seuils de tolérance.
Les techniques basées sur la déshydratation avec vitesse de refroidissement
contrôlée s’appliquent à la cryoconservation de cultures d’embryons et de méristèmes
apicaux provenant d’espèces des régions tempérées (Engelmann, 2011a). Pour le
matériel végétatif, de nombreux protocoles et exemples de cryoconservation utilisant
un ou plusieurs des procédés sont documentés pour toute une gamme d’explants
d’espèces différentes (Benson et al., 2007). Par ailleurs, de nombreuses publications,
notamment du journal CryoLetters, traitent de la cryoconservation des apex, d’autres
tissus méristématiques, de tissus embryonnaires et de bourgeons dormants. Lorsqu’un
protocole a été élaboré avec succès pour une espèce donnée, il convient de procéder à
des tests périodiques d’échantillons extraits de la cryoconservation, initialement après
une courte période de stockage.
141
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
La plupart des protocoles de vitrification utilisent des substances cryoprotectrices (en
général un mélange de substances pénétrantes et non pénétrantes). La déshydratation
par évaporation est généralement utilisée pour les embryons zygotiques et les axes
embryonnaires.
L’encapsulation-déshydratation ainsi que le procédé appelé vitrification (utilisant diverses
solutions de vitrification [PVS]), initialement développés pour les apex et les embryons
somatiques, ont aussi été utilisés dans des processus de cryoconservation d’embryons et
d’axes embryonnaires obtenus à partir de semences. Un récent aperçu (Engelmann, 2011b)
indique que tous les protocoles de vitrification élaborés pour les embryons somatiques utilisent
du PVS2. La vitrification à l’aide de PVS2 a aussi été utilisée pour la cryoconservation des
méristèmes apicaux d’un large éventail d’espèces en provenance de régions à la fois tropicales
et tempérées, dont de nombreuses espèces tropicales à semences récalcitrantes et multipliées
par voie végétative. Le PVS3 est aussi une solution de vitrification d’usage courant (Nishizawa
et al., 1993) ne contenant pas de DMSO. Elle est donc utilisée chez les espèces endommagées
par le DMSO. Toute une gamme de solutions alternatives de chargement et de vitrification
ont été élaborées récemment et peuvent être efficaces pour la cryoconservation de matériels
sensibles aux PVS2 et PVS3 (Kim et al., 2009a; Kim et al., 2009b).
En général, une portion d’eau congelable est retenue aux limites inférieures de
déshydratation tolérées par les embryons et axes embryonnaires récalcitrants. Dans
cette fraction d’eau, il peut y avoir formation de cristaux de glace entre -40 °C et -80 °C,
à la fois au cours du refroidissement lent et du réchauffement. Le réchauffement à ~ 37 à
40 °C empêche cette formation, en notant que le transfert du matériel des températures
cryogéniques doit être très rapide.
Les principales techniques de cryoconservation et de leurs cruciales paramètres
requis sont donnés ci-dessous:
nn le refroidissement à vitesse contrôlée: le choix d’agent cryoprotecteur (rarement
mélange de cryoprotecteurs); sélection de vitesse de refroidissement (pour éviter la
cristallisation l’intérieur des cellules);
nn l’encapsulation-déshydratation: la détermination du temps de déshydratation
osmotique et son taux de traitement, la détermination du temps de dessiccation
de l’air;
nn la vitrification: la détermination du type de solution de vitrification et sa durée du
traitement (évaluation de sa toxicité); PVS2 doit être utilisée sur la glace;
nn la congélation des gouttelettes: la détermination de type de solution de vitrification
et la durée du traitement (évaluation de sa toxicité).
Récupération à partir du cryostockage
Le réchauffement de matériel génétique vitrifié s’effectue généralement en deux étapes.
La première est lente afin de permettre la détente du verre, généralement à température
ambiante. Elle est suivie d’un réchauffement plus rapide à 45 °C permettant d’éviter la
glaçogénèse (Benson et al., 2011).
142
chapitre 6
Normes applicables aux banques de gènes pour la culture in vitro et la cryoconservation
Pour un réchauffement rapide, les spécimens traités par encapsulation-déshydratation2
peuvent être transférés directement sur du milieu de récupération/germination.
Autrement, les cryotubes contenant les billes d’alginate peuvent être placés au bain-marie
à 40 °C pendant 2-3 minutes. Les billes peuvent également être réhydratées par transfert
en milieu liquide pendant environ 10 minutes. L’avantage de l’ablation de la capsule a
également été démontré (Engelmann et al., 2008). L’encapsulation-déshydratation s’est
avérée cohérente et réussie pour les méristèmes apicaux de nombreuses espèces (González
et Engelmann, 2006), les embryons de conifères (Engelmann, 2011b), diverses espèces
et variétés d’agrumes, ainsi que des espèces de fruits des régions tempérées (Damiano
et al., 2003; Damiano et al., 2007).
La restauration de l’activité métabolique de la cellule lors du réchauffement
nécessite l’élimination des cryoprotecteurs toxiques et la restauration progressive de
l’équilibre hydrique normal au fur et à mesure que la cellule retrouve une température
normale de fonctionnement. Il peut être nécessaire de modifier légèrement la composition
originale du milieu de récupération après que les explants aient été déshydratés ou
exposés à un cryogène. L’utilisation de solutions de vitrification (PVS) nécessite une
étape de dilution ou de déchargement (élimination des PVS toxiques) (Sakai et al., 2008;
Kim et al., 2004).
La survie peut être compromise à toutes les étapes de la cryconservation, en
particulier lors du réchauffement et de la réhydratation, qui peuvent être accompagnés
d’une explosion de dérivés réactifs de l’oxygène (reactive oxygen species, ROS) 3
(Whitaker et al., 2010; Berjak et al., 2011). Idéalement, les milieux de réchauffement
et de réhydratation doivent contrebalancer les effets délétères des ROS. Cependant,
il est impératif de mettre en place des moyens de réduire les explosions de ROS
accompagnant l’excision (Whitaker et al., 2010; Berjak et al., 2011; Engelmann, 2011a;
Goveia et al., 2004). Les traitements à l’eau cathodique (solution de chlorure de calcium
et de chlorure de magnésium diluée et électrolysée) ont démontré des propriétés antioxydantes puissantes, neutralisant les effets des explosions de ROS à tous les stades
d’un protocole de cryoconservation d’axes embryonnaires récalcitrants de Strychnos
gerrardii. Le développement de pousses serait également favorisé (Berjak et al., 2011).
Les effets bénéfiques de ce traitement sont plus marqués lorsque le développement des
embryons/axes progresse au cours d’une période d’entreposage à l’humidité, indiquant
l’importance de l’état de développement des semences. Il semble que le traitement des
axes à l’anti-oxydant non toxique qu’est l’eau cathodique offre à la fois une explication
des échecs précédents des axes à produire des pousses ainsi qu’un traitement
2
L’encapsulation-déshydratation correspond à l’encapsulation des explants dans des billes d’alginate et leur culture
(pré-culture) en milieu liquide enrichi en sucrose, sur des périodes allant jusqu’à 7 jours. Les explants sont ensuite
soumis à la déshydratation sous hotte à flux laminaire ou sous flux d’air comprimé sec (déshydratation ultra-rapide),
ou exposés au silicagel activé, afin que la teneur en eau atteigne ~0.25 g g-1 (20 pour cent wmb). Ils subissent enfin un
refroidissement rapide.
3
Les ROS sont des molécules hautement réactives, souvent des radicaux libres, qui endommagent les protéines, les
lipides et les acides nucléiques.
143
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
améliorant permettant de neutraliser les explosions de ROS liés au stress. Par ailleurs,
les instruments utilisés pour exciser les embryons/axes peuvent exacerber la production
de ROS. À cet égard, l’utilisation d’une aiguille hypodermique est susceptible de causer
moins de traumatisme qu’une lame chirurgicale (Benson et al., 2007). L’utilisation d’un
capteur de radicaux hydroxyles, le diméthyle sulfoxyde (DMSO) comme étape de préculture (avant l’ablation complète des restes cotylédonaires) et comme traitement après
leur ablation facilite le développement de pousses. D’autres substances anti-oxydantes
sont également utilisées pour neutraliser la formation de ROS, notamment l’acide
ascorbique et les tocophérols (Chua et Normah, 2011; Johnston et al., 2007; Uchendu et
al., 2010). La survie de matériel végétal peut aussi être évaluée en fonction de l’activité
enzymatique des cellules de plantes vivantes (Mikula, 2006).
Établissement des jeunes plantes et plantules
Après le réchauffement des embryons et axes embryonnaires, l’étape suivante consiste
à générer et à établir un jeune plant ou une plantule afin de compléter le cycle de
régénération. L’établissement des jeunes plantes et plantules s’effectue en deux
étapes: i) l’établissement in vitro et ii) l’établissement ex vitro suivi du durcissement
et de l’acclimatation. Le matériel extrait du cryostockage doit être transféré en milieu
de récupération, initialement à l’obscurité. L’introduction dans la culture in vitro doit
être effectuée sous hotte à flux laminaire à l’aide d’instruments stériles, après avoir
préalablement désinfecté la surface des explants. Si l’on ne dispose pas de hotte à flux
laminaire (paillasse propre), le travail peut être réalisé dans des pièces propres fermées
dont l’air a été rigoureusement désinfecté. Les embryons et axes embryonnaires doivent
être réhydratés pendant 30 minutes à température ambiante et à l’obscurité. Lorsque
ceux-ci sont directement exposés à un milieu de réchauffement, la réhydratation doit
être effectuée dans une solution de la même composition. Un indicateur de la réussite de
la cryoconservation des axes est observé lorsque les jeunes plantes obtenus produisent
chacun une racine et une pousse. Pour le matériel multiplié par voie végétative, le
cryostockage est considéré comme réussi lorsque des pousses sont obtenues et peuvent
être plantées ou utilisées pour la micropropagation.
Après une période de culture à l’obscurité (par mesure de précaution) (Touchell et
Walters, 2000), les explants sont généralement exposés aux conditions d’un local de
culture conventionnel en termes d’intensité lumineuse et de température ambiante.
Ces paramètres doivent avoir été établis dès le départ en fonction de l’espèce et de sa
provenance. L’intensité lumineuse et la température doivent parfois être ajustées pour
la germination in vitro et le développement de jeunes plantes/plantules. Il peut être
nécessaire de repiquer les explants en plusieurs phases de culture. Il est crucial que les
jeunes plantes et plantules produits in vitro soient initialement maintenus sous HR élevée.
Celle-ci sera ensuite progressivement diminuée.
L’établissement ex vitro et le durcissement consistent essentiellement en un transfert
des jeunes plantes/plantules provenant de milieu de culture à croissance ralentie ou de
cryoconservation de matériel végétatif, des conditions hétérotrophes prévalant in vitro
vers un milieu stérile à base de terre dans lequel se développeront des conditions
144
chapitre 6
Normes applicables aux banques de gènes pour la culture in vitro et la cryoconservation
autotrophes. Le milieu de récupération doit contenir des macro- et des micronutriments,
des minéraux essentiels et une source de carbone. L’ajout de régulateurs de croissance
est parfois nécessaire. Les milieux doivent être stérilisés à l’autoclave. Tout composé
thermolabile doit être préalablement stérilisé par filtration et ajouté ultérieurement au
milieu stérile. Les milieux de germination des embryons ou axes embryonnaires de
diverses espèces sont basés sur le milieu MS (Murashige et Skoog, 1962). Le milieu
nutritif MS peut être utilisé pur ou dilué de moitié ou du quart, selon les réponses
observées chez les explants lors des premiers essais sur les semences d’espèces
particulières. Selon le but recherché, les explants extraits de la cryoconservation se
développent directement en jeune plant ou plantule destinés à l’acclimatation, ou sont
soumis à une étape de multiplication précédant l’acclimatation et permettant de produire
un nombre souhaitable de copies de l’accession récupérée.
Circonstances particulières
Il est à noter que l’élaboration de protocoles peut nécessiter plus d’une collection et peut
s’étendre sur deux années ou plus, en raison de la saisonnalité de la disponibilité des
semences.
Il faut également souligner que le matériel peut être conservé soit en immersion dans
l’azote liquide, soit dans la phase gazeuse se trouvant au-dessus de l’azote liquide. La
conservation dans la phase gazeuse est beaucoup plus coûteuse et moins sûre que le
stockage dans la phase liquide. La présence de microbes en suspension dans l’azote
liquide n’entraine pas forcement la contamination des échantillons. En effet, ceux-ci
sont également soumis aux procédures de lavage en conditions stériles effectuées lors
du réchauffement. Dans l’azote liquide, bien que les spores adhèrent à la surface des
explants, les microbes ne peuvent y pénétrer car de tels processus sont interrompus à
des températures aussi basses.
Certains axes excisés peuvent ne pas germer à cause de leur état de maturité. Par
conséquent, les propagules collectés doivent être placés en entreposage à l’humidité
et périodiquement échantillonnés quant à la germination et à la performance des axes
excisés. Si les semences ou propagules ainsi que les embryons ou axes ne germent pas,
cela signifie que le matériel est mort ou dormant. Un test au tétrazolium permet de
déterminer si elles sont encore viables. En cas de viabilité, la dormance est supposée.
Des recherches doivent alors être entreprises en vue d’interrompre cet état de dormance.
Pour la plupart des espèces à semences récalcitrantes, la régénération ne peut
être pratiquée de la même façon que pour les espèces à semences orthodoxes.
Dans l’éventualité d’une baisse inacceptable de la qualité des embryons ou axes
embryonnaires cryostockés, la seule solution consisterait en un ré-échantillonnage des
semences à partir des populations parentes ainsi qu’un réajustement des procédures.
Lorsque les embryons ou axes embryonnaires restent réfractaires à la cryoconservation,
il faudrait mettre l’accent sur le développement d’autres explants plus appropriés,
obtenus idéalement à partir de jeunes plantes ou plantules établis in vitro.
145
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Le matériel provenant de culture ou d’entreposage prolongés in vitro est susceptible de
contenir ou d’avoir accumulé des bactéries cachées (endophytes). Celles-ci sont révélées
au cours de la récupération et compromettent alors l’ensemble de la cryoconservation.
Un tel matériel ne convient donc plus à l’extraction de méristèmes apicaux destinés à
la cryoconservation. Dans certains cas, les explants (segments nodaux) de matériel
provenant de cultures maintenues à long terme in vitro, sont excessivement hydratés. Il
faut alors cultiver du matériel source de novo.
Les cultures infectées doivent immédiatement être retirées du local de culture et
détruites. L’éventualité la plus dévastatrice pour un local de culture est l’infestation
par les acariens. Après avoir enlevé toute culture présentant des traces d’acariens,
l’installation doit être rapidement désinfestée. Chaque récipient de culture doit ensuite
être inspecté et toute culture restante portant des indices de la présence d’acariens
doit être enlevée et détruite. Ces acariens percent le film de paraffine et propagent les
spores de moisissures de toute culture infectée vers les autres cultures.
L’épuisement d’azote liquide dans une cuve de cryostockage ou un congélateur à
azote liquide entraînerait la perte irréparable d’échantillons. Toute panne non détectée,
électrique ou autre, du système de contrôle de la température d’un local de culture
pourrait causer une surchauffe conduisant à des pertes importantes de matériel.
146
chapitre 6
Normes applicables aux banques de gènes pour la culture in vitro et la cryoconservation
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148
chapitre 6
Normes applicables aux banques de gènes pour la culture in vitro et la cryoconservation
6.6 Normes relatives
à la documentation
Normes
6.6.1Les données d’identification de toutes les accessions doivent être documentées
au moyen des descripteurs de passeport multi-cultures de la FAO/Bioversity.
En outre, les informations relatives aux accessions doivent aussi inclure
l’inventaire, les commandes, la distribution et les données relatives aux retours
des utilisateurs.
6.6.2Les données de gestion et l’information générées dans la banque de gènes doivent
être enregistrées dans une base de données appropriée. Les enregistrements
doivent inclure les données de caractérisation et d’évaluation (données C/E).
6.6.3Il convient de conserver les données des paragraphes 6.6.1 et 6.6.2, de mettre
à jour les modifications dans un système de base de données approprié et
d’adopter des normes internationales relatives aux données.
Informations générales
Des informations complètes concernant les accessions sont essentielles à la gestion
de la banque de gènes. Les données d’identification sont un minimum. Des données
supplémentaires sont aussi très utiles, notamment les données géographiques (coordonnées
GPS) et environnementales (cartes superposées des climats et des sols) relatives au site de
collecte, ainsi que l’historique et les données de caractérisation et d’évaluation du matériel.
Aspects techniques
Les avancées dans le domaine des technologies de l’information facilitent aujourd’hui
l’enregistrement, la gestion et le partage des informations relatives aux accessions.
149
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Toutes les banques de gènes devraient utiliser des systèmes compatibles de stockage et
de récupération des données. Les descripteurs de passeport multi-cultures de la FAO/
Bioversity (Alercia et al., 2012) facilitent l’échange de données et doivent être utilisés par
toutes les banques de gènes.
Les données de caractérisation et d’évaluation sont produites par les utilisateurs. Ces
données sont utiles à la gestion des collections des banques de gènes (Filer, 2012) et en
facilitent l’utilisation ultérieure. Il est recommandé aux banques de gènes de solliciter
des retours d’information concernant ces données.
Les données de gestion doivent être aussi complètes que possible afin de permettre
un traitement efficace de la collection. La plupart des données de gestion sont utilisées
uniquement en interne par le conservateur et n’ont que peu de valeur pour les autres
utilisateurs et/ou banques de gènes receveuses. Les données de gestion devraient donc
être restreintes à l’usage exclusif des détenteurs de collections. L’historique, la forme
de vie et la disponibilité de l’accession pourront être extraits pour un usage publique.
Outre les données essentielles relatives à l’accession (données d’identification et de
caractérisation), ces données doivent comporter les informations suivantes:
nn Historique (date de l’acquisition, numéros préliminaires, date de changement des
numéros, identification taxonomique, nom du spécialiste ayant identifié le matériel,
culture de tout matériel donneur en champ ou en serre, mode d’extraction du matériel
destiné à la conservation in vitro ou à la cryconservation à partir de ce matériel donneur).
nn Type d’entreposage (in vitro, par cryoconservation ou en entreposage à l’humidité
pour les semences récalcitrantes).
nn Localisation du matériel entreposé (chambres de cultures, cryo-conteneurs avec
placement sur portoir ou en boîte).
nn Division de l’accession en plusieurs ensembles (matériel subdivisé en sous-clones,
plusieurs ensembles destinés à la cryoconservation et nombre de tubes stockés).
nn La duplication de sécurité (date de la duplication, institution ou pays où la duplication a
eu lieu, personne responsable, référence aux documents relatifs aux accords régissant
la duplication).
nn Référence au protocole utilisé pour la culture in vitro et/ou la cryoconservation.
nn Étiquetage des récipients de culture (codes couleurs et codes-barres). Des étiquettes
résistantes à l’azote liquide sont disponibles et peuvent être collées sur les cryotubes
déjà congelés.
Les avancées futures de la biotechnologie permettront de compléter les données
phénotypiques par des données moléculaires. L’attribution de codes-barres aux accessions
est utile à la gestion de l’information et du matériel et diminue les possibilités d’erreurs.
La majorité des banques de gènes disposent à présent d’ordinateurs et d’une connexion
à Internet. Les systèmes informatiques utilisés pour la conservation des données et des
informations permettent un stockage complet de toutes les informations associées à la
gestion des collections en champ. Les systèmes de gestion des informations relatives
au matériel génétique, tels que GRIN-Global (2011), ont été conçus spécialement pour
la gestion universelle de la documentation et des informations des banques de gènes.
150
chapitre 6
Normes applicables aux banques de gènes pour la culture in vitro et la cryoconservation
L’adoption de normes relatives aux données, existant aujourd’hui pour la plupart
des aspects de la gestion des données des banques de gènes, contribue à faciliter la
gestion des informations et à améliorer l’utilisation et l’échange de données. Le partage
des informations relatives aux accessions et la mise à la disposition du public pour
les utilisateurs potentiels de matériel génétique sont importants, afin de faciliter et de
soutenir l’utilisation de la collection. En définitive, une bonne gestion des données et
des informations favorise la conservation et la facilité d’utilisation du matériel génétique
conservé.
Circonstances particulières
Une documentation perdue ou incomplète diminue la valeur d’une accession
jusqu’à la rendre inutilisable. Le matériel inapproprié (par exemple les étiquettes
non résistantes à l’azote liquide) peut entraîner des pertes de données. Dans les
collections de taille importante, les compétences des travailleurs deviennent un
facteur très important. Les risques d’entrée de données inappropriées doivent être
clairement indiqués. Dans les collections complexes, l’accès effectif aux données de
gestion doit être limité aux personnes responsables.
Bibliographie sélective
Alercia, A., Diulgheroff, S. et Mackay, M. 2012. FAO/Bioversity Multi-Crop Passport Descriptors
(MCPD V.2). Rome, FAO et Bioversity International (disponible à l’adresse suivante: http://www.
bioversityinternational.org/uploads/tx_news/1526.pdf).
Filer, D.L. 2012. BRAHMS Version 7.0. Department of Plant Sciences, University of Oxford, RoyaumeUni (available on http://herbaria.plants.ox.ac.uk/bol/).
USDA, ARS/Bioversity International/Fonds fiduciaire mondial pour la diversité des cultures.
GRIN-Global. Germplasm Resource Information Network Database - Version 1 (disponible à l’adresse
suivante: http://www.grin-global.org/index.php/Main_Page).
151
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
6.7 Normes relatives
à la distribution
et aux échanges
Normes
6.7.1
Tout matériel génétique doit être distribué conformément aux lois nationales
et aux conventions internationales pertinentes.
6.7.2 Tous les échantillons doivent être accompagnés d’un ensemble complet de
documents pertinents exigés par les pays donneur et receveur.
6.7.3Le fournisseur et le receveur doivent établir les conditions de transfert de
matériel et doivent assurer un ré-établissement adéquat des plantes provenant
de matériel in vitro ou cryoconservé.
Informations générales
La distribution de matériel génétique est la fourniture d’un échantillon représentatif
d’une accession de banque de gènes en réponse à des demandes émanant d’utilisateurs
de matériel phytogénétique. La demande de ressources génétiques est en augmentation
constante pour répondre aux défis liés au changement climatique, à l’évolution des
spectres de virulence des principaux insectes nuisibles et maladies, aux espèces exotiques
envahissantes et aux autres besoins de l’utilisateur final. Cette demande a conduit à
une plus large reconnaissance de l’importance de l’utilisation du matériel génétique
conservé dans les banques de gènes, qui détermine au bout du compte la distribution du
matériel génétique. Il est important que la distribution de matériel génétique à l’étranger
soit conforme aux normes et aux standards internationaux relatifs aux réglementations
phytosanitaires conformément aux provisions des traités et conventions internationaux
pertinents sur la diversité biologique et les ressources phytogénétiques.
152
chapitre 6
Normes applicables aux banques de gènes pour la culture in vitro et la cryoconservation
Aspects techniques
Les deux instruments internationaux régissant l’accès aux ressources génétiques sont le Traité
international et la CDB. Le Traité international facilite l’accès aux RPGAA et au partage des
avantages découlant de leur utilisation. Ce traité a établi un système multilatéral pour les
RPGAA correspondant à un pool de 64 cultures vivrières et fourragères (communément
appelées cultures de l’Appendice 1 du Traité) qui peuvent être distribuées à l’aide de l’ATTM).
L’ATTM peut aussi être utilisé pour les cultures ne figurant pas à l’Appendice 1; d’autres
modèles sont également disponibles. L’accès et le partage des avantages de la CDB sont
conformes au protocole de Nagoya. La CDB et le Traité international soulignent ce continuum
entre la conservation et l’utilisation durable, ainsi que l’accès facilité et le partage équitable
des avantages découlant de leur utilisation.
Toutes les accessions doivent être accompagnées de la documentation requise,
notamment les certificats phytosanitaires et les permis d’importation ainsi que les données
d’identification. La destination finale doit être vérifiée avant chaque expédition, ainsi que
les exigences phytosanitaires en matière d’importation. En effet, les réglementations sont
fréquemment modifiées dans de nombreux pays. Le transfert de matériel génétique doit
être soigneusement planifié en consultation avec l’institut national autorisé, afin de se
procurer la documentation appropriée telle qu’un certificat phytosanitaire conforme aux
exigences du pays importateur. Le pays recevant le matériel génétique doit fournir à la
banque de gènes donatrice les informations concernant la documentation exigée pour
l’importation de matériel végétal, y compris les exigences phytosanitaires.
La plupart des espèces à semences récalcitrantes sont des plantes vivaces ayant une
durée de vie longue et ne se reproduisant que lorsqu’elles sont âgées de plusieurs années.
Par conséquent, la régénération n’est pas la méthode la plus rapide permettant d’atteindre
les tailles d’échantillons correspondant à la demande. Si l’échantillon est sous forme
d’explant in vitro, il est possible d’effectuer une multiplication préalable à la production
de plantules indépendants. La demande doit en être faite à l’avance.
Le matériel génétique doit arriver à destination en bonne condition. Il faut donc
éviter les conditions environnementales défavorables au cours du transport et du
dédouanement. Il est recommandé d’avoir recours à un service d’accompagnement
fiable, ayant de l’expérience dans le dédouanement. Le temps écoulé entre la réception
d’une demande de matériel génétique et l’expédition des matériels doit être minimisé afin
d’augmenter l’efficacité du rôle de la banque de gènes. Lorsqu’un échantillon en état de
cryoconservation est transféré vers une banque de gènes où il restera en cryoconservation,
il doit être expédié dans un emballage isotherme contenant de l’azote liquide réfrigéré
entièrement absorbé dans un matériau poreux (dry shipper).
Si l’échantillon est destiné à être cultivé immédiatement à la réception, il peut être
réchauffé et encapsulé dans des billes d’alginate avant d’être expédié. Des semences
synthétiques de ce type avaient été initialement élaborées pour les embryons
somatiques mais peuvent aussi maintenir en bonne condition les embryons/axes excisés
cryoconservés ayant été réchauffés et réhydratés, et ce pendant au moins 10 jours à une
température de 16 °C sans que la germination ne soit déclenchée (protrusion radiculaire).
153
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Les jeunes plantes ou plantules issus de semences synthétiques peuvent germer et
s’établir à la fois in vitro et dans un milieu de culture stérile pour jeune plant. Cette
technique est applicable à d’autres explants de petite taille issus de la cryoconservation,
mais elle n’est utilisée que dans de rares cas.
Les plantules issues de l’entreposage in vitro en croissance ralentie ou de la
cryoconservation, doivent être expédiées dans des conteneurs appropriés. Les receveurs
de matériel conservé in vitro ou cryoconservé doivent pouvoir transférer le matériel dans des
pots ou aux champs, ou de prendre les dispositions nécessaires pour cela. Pour l’expédition
de plantules in vitro, il est recommandé d’utiliser des sacs en plastique comportant des
zones d’aération spéciales. Lorsque les récipients sont en verre, les conteneurs doivent être
suffisamment rembourrés et porter la mention « fragile ». La bonne orientation des récipients
doit également être indiquée sur le conteneur.
Circonstances particulières
La mauvaise manutention, y compris les emballages inappropriés et les retards
d’expédition, peuvent conduire à des pertes de viabilité et de matériel. Il est donc très
important que les conditions de transfert de matériel aient été préalablement établies
entre le fournisseur et le receveur et que les conditions indispensables à l’établissement
correct des plantes soient assurées.
Bibliographie sélective
Rao, N.K., Hanson, J., Dulloo, M.E., Ghosh, K., Nowell, D. et Larinde, M. 2006. Germplasm distribution.
Dans Manuel de manipulation des semences dans les banques de gènes. Manuels pour les banques de
gènes No. 8. Rome, Bioversity International.
154
chapitre 6
6.8
Normes applicables aux banques de gènes pour la culture in vitro et la cryoconservation
Normes relatives
à la sécurité
et à la duplication
de sécurité
Normes
6.8.1 Une stratégie de gestion des risques doit être mise en place et mise à jour pour
répondre aux risques physiques et biologiques identifiés par les normes, y compris
les problèmes tels que les incendies, les inondations et les pannes d’électricité.
6.8.2 Toute banque de gènes doit se conformer aux exigences et aux protocoles
locaux de Santé et Sécurité au Travail. Le département de cryoconservation
d’une banque de gènes doit respecter toutes les précautions associées à
l’utilisation d’azote liquide.
6.8.3 Une banque de gènes emploie le personnel requis pour remplir ses obligations
ordinaires afin de s’assurer de pouvoir acquérir, conserver et distribuer du
matériel génétique.
6.8.4 Pour chaque accession, un échantillon double de sécurité doit être entreposé
dans un lieu géographiquement éloigné de la banque de gènes et dans les
meilleures conditions possibles.
6.8.5Le doublon de sécurité doit être accompagné de la documentation
correspondante.
Informations générales
Il est de la plus haute importance que les infrastructures physiques de toute banque
de gènes ainsi que la sécurité de son personnel soient protégées afin de garantir que le
matériel génétique conservé soit à l’abri de toute menace externe. La bonne gestion d’une
collection de matériel génétique nécessite également un personnel qualifié et formé.
La gestion n’implique pas seulement la conservation de la collection et de ses données
mais également l’évaluation des risques provenant de l’activité humaine ou de causes
naturelles. L’utilisation d’azote liquide comporte des risques particuliers.
155
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
La sécurité physique des collections exige également leur duplication sur un site
éloigné géographiquement et dans des conditions identiques. En cas de catastrophe
physique naturelle (incendie, inondation) ce doublon peut être utilisé pour reconstruire
les collections. La duplication de sécurité implique aussi une duplication de l’information,
outre celle de l’échantillon lui-même, soit une sauvegarde de la base de données.
Aspects techniques
Une collection en champ doit donc mettre en œuvre et promouvoir une gestion
systématique des risques physiques et biologiques de l’environnement quotidien. Elle doit
disposer d’une version écrite de la stratégie de gestion des risques concernant les actions
à entreprendre en cas d’urgence survenant au sein de la banque de gènes concernant le
matériel génétique ou les données associées. Cette stratégie, ainsi que le plan d’action
qui l’accompagne, doivent être régulièrement revus et mis à jour afin de tirer parti des
nouvelles réalités et des nouvelles technologies et d’en assurer la bonne diffusion parmi
le personnel de la banque de gènes.
L’hygiène et la sécurité au travail du personnel doivent également être prises en
compte. La zone de cryostockage doit être bien aérée et munie d’extracteurs d’air et de
moniteurs d’oxygène. La fuite d’azote liquide dans les cryorécipients est potentiellement
dangereuse. Afin de réduire le risque de blessure, les opérateurs doivent porter des
vêtements, des gants et des masques de protection.
Il convient de toujours disposer de réserves d’azote liquide. Le maintien des niveaux
d’azote liquide est vital. Les conteneurs de cryostockage doivent être placés dans un
endroit approprié, aéré et où la température ne dépasse pas 50 ˚C. Le maintien des
niveaux d’azote liquide dans les conteneurs est absolument crucial. Si tout l’azote liquide
s’évapore, le contenu doit être entièrement éliminé.
156
chapitre 6
Normes applicables aux banques de gènes pour la culture in vitro et la cryoconservation
La préservation de la viabilité des échantillons exige que la température des
tissus soit maintenue en dessous de la température de transition du verre 1 . Lors
de la récupération d’une fiole à partir d’une tige ou d’une boîte de cryostockage, il
convient de veiller à ce que la température des fioles restantes n’augmente pas jusqu’à
atteindre la température de transition du verre. Les fioles ne doivent pas être étiquetées
à l’aide d’étiquettes autocollantes conventionnelles car celles-ci se décolleront aux
températures de l’azote liquide. L’utilisation d’une imprimante pour étiquettes contrôlée
par ordinateur permet d’imprimer des étiquettes spécialement conçues pour les fioles
de cryoconservation, ainsi que d’enregistrer l’information et un code barre unique. Il
convient de suivre les recommandations du fabricant concernant le choix des fioles à
utiliser selon les cas.
La gestion active d’une banque de gènes s’appuie sur du personnel qualifié et il est
crucial d’assigner des responsabilités aux employés compétents. Une banque de gènes
doit donc disposer d’un plan ou d’une stratégie relatifs au personnel, ainsi que du
budget correspondant, alloué régulièrement, afin de garantir qu’un nombre minimum
d’employés qualifiés sont disponibles pour lui permettre d’acquérir, de conserver et
de distribuer du matériel génétique. Il est souhaitable d’avoir accès à des spécialistes
disciplinaires et techniques dans un éventail de domaines. Le personnel doit avoir
acquis les qualifications nécessaires dans le cadre d’une formation certifiée et/ou sur
le lieu de travail, et les besoins en formation doivent être analysés au fur et à mesure
qu’ils apparaissent.
Pour la sécurité physique des collections, il faut envisager une duplication de
sécurité dans un lieu géographiquement éloigné et dans les mêmes conditions. En cas
de catastrophe physique naturelle (incendie, inondation) ce double peut être utilisé pour
reconstruire les collections. Le doublon doit être situé dans une région politiquement
et géographiquement stable et à une altitude qui ne sera pas concernée par l’élévation
du niveau des mers. Les conditions de stockage du doublon de sécurité doivent être
aussi bonnes que celles de la collection initiale.
La duplication de sécurité nécessite un accord juridique signé en bonne et due forme
entre le déposant et la banque de gènes receveuse. Cette dernière ne possède aucun
droit d’utilisation ou de distribution du matériel génétique. L’accès aux collections doit
être contrôlé afin d’éviter les utilisations non autorisées.
Les échantillons sont préparés de la même manière pour le doublon de sécurité
que pour la collection de base. Il est de la responsabilité du dépositaire de s’assurer
que la sauvegarde de sécurité soit de bonne qualité. Afin de prévenir la détérioration
lors l’acheminement vers la banque receveuse, les échantillons cryoconservés doivent
être expédiés dans un conteneur de type « dry shipper ». Le transport doit être le plus
rapide possible.
1
Dans le PVS2, une des solutions cryprotectrices les plus couramment utilisées, la température de transition du verre
est d’environ -115 °C.
157
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Circonstances particulières
Lorsqu’une banque de gènes ne dispose pas de personnel qualifié, manque de temps
ou est soumise à d’autres contraintes, elle peut externaliser une partie de ses activités
ou solliciter l’aide d’autres banques.
Les entrées non autorisées dans les locaux des banques de gènes peuvent conduire
à la perte pure et simple de matériel mais aussi compromettre les collections par
l’introduction d’organismes nuisibles et de pathologies.
Les conteneurs d’azote liquide sont souvent contaminés par des moisissures ou
des bactéries. Les échantillons stockés dans la phase liquide peuvent être contaminés.
Des problèmes de responsabilités peuvent survenir si le matériel se détériore
pendant le transport. Par conséquent, toutes les éventualités doivent être conformes à
l’accord d’expédition.
Bibliographie sélective
Benson, E.E. 2008. Cryopreservation of phytodiversity: a critical appraisal of theory and practice.
Critical Reviews in Plant Sciences, 27: 141–219.
Volk, G.M. et Walters, C. 2006. Plant vitrification solution 2 lowers water content and alters freezing
behaviour in shoot tips during cryoprotection. Cryobiology, 52: 48–61.
158
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Annexe 1:
Liste des acronymes
AFLP
polymorphisme de longueur de fragments amplifiés (amplified fragment length polymorphisms)
ATM
Accord de transfert de matériel
ATTM
Accord type de transfert de matériel
BRAHMS Système de recherche botanique et de gestion des herbiers
CDB
Convention sur la diversité biologique
CIPV Convention internationale pour la protection des végétaux
CRGAA
Commission des ressources génétiques pour
l’alimentation et l’agriculture
DMSO
diméthyle sulfoxide
ELISA
Dosage immuno-enzymatique sur support solide
ENSCONET Réseau européen de conservation de graines indigènes
EST-SSR séquences génomiques exprimées - répétitions de
séquences simples (expressed sequence tags-simple sequence
repeats)
160
FAO Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture
GBS génotypage par séquençage (genotyping-by-sequencing)
GPS
système de positionnement global
GRIN Réseau d’information sur les ressources en matériel génétique
GWS
sélection à l’échelle génomique (genome-wide selection)
Annexe 1
HR humidité relative
ICIS
International Crop Information System
IPGRI Institut international pour les ressources phytogénétiques
(maintenant appelé Bioversity International)
ISTA
Association internationale d’essais de semences
LN azote liquide
MAS techniques de sélection assistée par marqueurs (marked assisted selection)
MS milieu Murashige et Skoog
NaOCl
hypochlorite de sodium
Ne
Taille effective de la population
NPGS
Système national de gestion du matériel génétique végétal
(National Plant Germplasm System, USDA)
OIV Organisation internationale de la vigne et du vin
PVS solutions de vitrification de tissus végétaux
RAPD amplification aléatoire polymorphique de l’ADN
(random amplified polymorphic DNA)
RFID Identification par radiofréquence
RFLP polymorphisme de taille des fragments de restriction (restriction fragment lenght polymorphisms)
ROS dérivés réactifs de l’oxygène
RPGAA
ressources phytogénétiques pour l’alimentation et l’agriculture
SID Base de données d’information sur les semences (Seed Information Database, Kew, Royal Botanic Gardens)
SNP polymorphisme à nucléotide unique
SOP
modes opératoires normalisés (standard operating procedures)
SSR séquences répétées en tandem (simple sequence repeats)
UPOV Union internationale pour la protection des obtentions végétales
USDA Département de l’agriculture des États-Unis d’Amérique
161
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Annexe 2:
Glossaire
Accession: Un échantillon de semences distinct, identifiable de façon unique
représentant un cultivar, une lignée ou une population, qui est maintenu en
stockage pour la conservation et l’utilisation.
Banque de gènes: Un centre pour la conservation des ressources génétiques sous
des conditions appropriées pour prolonger leurs vies.
Base de données: Un ensemble organisé de données interdépendantes assemblées
dans un but précis et tenu dans un ou plusieurs supports de stockage.
Caractérisation: L’enregistrement des caractères hautement héritables qui peuvent
être facilement visibles et qui sont exprimés dans tous les environnements.
Certificat phytosanitaire: Un certificat fourni par le personnel des services
phytosanitaires du gouvernement certifiant que les semences sont pratiquement
exemptes de parasites et de maladies.
Champ: Parcelle de terrain avec des frontières définies au sein d’un lieu de production
où un produit est cultivé.
Code à barres: Un système informatisé de codage qui utilise un motif imprimé ou
barres sur des étiquettes pour identifier les accessions de matériel génétique. Les
codes à barres sont lus par un balayage optique du motif imprimé et en utilisant
un programme informatique pour décoder le motif.
Collecte active: Un groupe d’accessions de matériel génétique qui sont utilisées pour
la régénération, la multiplication, la distribution, la caractérisation et l’évaluation.
Les collections actives sont maintenues en stockage à court et à moyen terme et
sont généralement dupliquées dans une collection de base maintenue en stockage
à moyen à long terme.
Collection: Un groupe d’accessions de matériel génétique conservées dans un but
précis dans des conditions définies.
162
Annexe 2
Conservation ex situ: La conservation de la diversité biologique en dehors de son
habitat naturel. Dans le cas des ressources phytogénétiques, celle-ci peut être dans
les banques de gènes de semences, collections in vitro ou en tant que collections
vivantes en champ.
Conservation à long terme: L’entreposage de matériel génétique pour une longue
période, par exemple dans des collections de base et des collections doubles. La
durée de stockage avant que les semences doivent être régénérées varie, mais
elle est au moins de plusieurs décennies, voire un siècle ou plus. La conservation
à long terme a lieu à des températures en dessous de zéro.
Conservation à moyen terme: L’entreposage Le stockage de matériel génétique à
moyen terme comme dans des collections actives et des collections de travail,
il est généralement admis que peu de perte de viabilité se produira pendant
une dizaine d’années. La conservation à moyen terme a lieu à des températures
comprises entre 0 °C et 10 °C.
Cryoconservation de pollen: Les grains de pollen sont des cibles possibles dans
certaines familles de plantes. Comme pour les semences il y a des espèces avec
du pollen « orthodoxe » et celles avec un comportement « récalcitrant ». La
déshydratation du pollen peut être nécessaire avant la cryoconservation, mais
les pollens de certaines espèces sont facilement entreposables sans traitement
préalable. Pour la régénération à partir d’échantillons de pollen stockés, un
partenaire de croisement doit être présent pour obtenir le matériel végétal
finalement demandé par l’intermédiaire de la production des semences et la
germination.
Cryoconservation ou cryo-stockage: L’entreposage des organes de plantes dans de
l’azote liquide (-196 °C) ou au-dessus, dans sa phase vapeur (maximum -140 °C).
Dans le contexte des banques de gènes, il est utilisé pour les bourgeons, l’extrémité
des pousses, d’autres tissus méristématiques et embryogèniques, des explants de
semences récalcitrantes et (dans certains cas particuliers) des semences orthodoxes
entières, le pollen et les embryons somatiques. Dans la plupart des cas les phases
in vitro avant et/ou après la phase d’ entreposage adéquate sont impliquées.
Culture in vitro: La culture des organes de plantes ou des plantes entières sur un
milieu nutritif artificiel dans des récipients en verre ou en plastique. L’utilisation
de la culture in vitro pour les cultures multipliées par voie végétative comprend
plusieurs options, y compris la micropropagation, l’élimination des virus par la
culture de méristèmes et l’entreposage en croissance ralentie. La culture in vitro
est également utilisée comme une phase préparatoire à la cryoconservation ainsi
que pour les phases de récupération après cryoconservation (voir également
l’entreposage en croissance ralentie).
Descripteur: Un trait identifiable et mesurable, une caractéristique ou un attribut
observé dans une accession qui est utilisé pour faciliter la classification, le
stockage, la récupération et l’utilisation des données.
163
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Distribution: Le processus de fourniture des échantillons d’accessions de matériel
génétique aux sélectionneurs et aux autres utilisateurs.
Diversité génétique: La variété des traits génétiques qui entraînent des
caractéristiques différentes.
Documentation: La collection organisée d’enregistrements qui décrivent la
structure, l’objectif, le fonctionnement, la maintenance et les exigences relatives
aux données.
Donateur: Une institution ou une personne ayant donné du matériel génétique.
Données de passeport: Informations de base sur l’origine de l’accession, telles que
les détails enregistrés sur le site de collecte, le pedigree ou toute autre information
pertinente qui contribue à l’identification d’une accession.
Dormance: L’état dans lequel certaines semences vivantes ne germent pas, même
sous des conditions normalement convenables.
Doublon de sécurité: Un doublon d’une collection de base entreposée dans des
conditions similaires à celle de la conservation à long terme, mais à un endroit
différent pour se prémunir contre la perte accidentelle du matériel de la collection
de base.
Durée de stockage: Le nombre d’années qu’une semence peut être stockée avant
que la mort de la semence ne se produise.
Dérive génétique: Les changements dans la composition génétique d’une population
lorsque le nombre d’individus est réduit en dessous de la fréquence de certains
allèles au sein de celle-ci.
Échantillon: Une partie de la population utilisée pour estimer les caractéristiques
de l’ensemble.
Échantillon le plus original (EPO): Un échantillon de semences qui ont subi le moindre
nombre de régénérations depuis que le matériel a été acquis par la banque de gènes, tel
que recommandé pour le stockage comme collection de base. Il peut s’agir d’un souséchantillon du lot initial de semences ou d’un échantillon de semences du premier
cycle de régénération si le lot initial a besoin de régénération avant l’entreposage.
Échantillon aléatoire: Un échantillon prélevé au hasard dans un groupe plus large.
Entreposage in vitro à croissance ralentie: Le maintien des organes de plantes ou des
plantes entières dans des conditions qui ralentissent la vitesse de développement de
la plante afin de réduire la main-d’œuvre nécessaire et la fréquence des transferts
qui pourraient être accompagnés de risques d’infections et de conditions de
stress qui finiraient par mettre en danger la stabilité génétique. La principale
méthode pour ralentir le développement est la réduction de la température, avec la
température appropriée étant dépendante du taxon. À la fin d’une phase de sousculture, le transfert dans un nouveau milieu est nécessaire, avec ou sans une étape
de multiplication et parfois les périodes de culture chaude de rétablissement.
164
Annexe 2
Évaluation: L’enregistrement de ces caractéristiques dont l’expression est souvent
influencée par les facteurs environnementaux.
Gel de silice: Un produit chimique inerte qui absorbe de l’eau aux alentours et qui
libère cette eau par évaporation quand il est chauffé.
Germination: Le procédé biologique qui conduit à l’élaboration d’une plantule à
partir d’une semence. L’émergence de la radicule est le premier signe visible de
la germination, mais elle peut être suivie par un arrêt de croissance ou par un
développement anormal. Selon les règles de l’AIES, seules les plantules montrant
une morphologie normale sont considérées comme ayant germé.
Germoplasme: Le matériel génétique qui constitue la base physique de l’hérédité et
qui est transmis d’une génération à l’autre par les cellules germinatives.
Humidité relative (HR): Une mesure de la quantité d’eau présente dans l’air par
rapport à la plus grande quantité possible que l’air peut contenir à une température
donnée, exprimée en pourcentage. Elle diffère de l’humidité absolue, qui est la
quantité de vapeur d’eau présente dans une unité de volume d’air, généralement
exprimée en kilogrammes par mètre cube.
Intervalle de surveillance: La durée de stockage entre les tests de suivi.
Isotherme: Un graphique montrant la relation entre le taux d’humidité dans les
semences et le pourcentage de l’humidité relative.
Isotherme de sorption: Voir isotherme.
Liste de descripteurs: Une collection de tous les descripteurs individuels d’une
culture ou d’une espèce.
Multiplication: L’échantillon représentatif d’une accession cultivée afin de multiplier
la quantité de matériel conservé en vue de la distribution.
Normes de régénération: Le pourcentage de viabilité des semences au dessous
duquel l’accession doit être régénérée pour produire des semences fraîches.
Numéro d’accession: Un identifiant unique qui est attribué par le conservateur
lorsque l’accession est entrée dans une collection. Ce nombre ne doit jamais être
attribué à une autre accession.
Pathogène: Un micro-organisme vivant comme un virus, une bactérie ou un
champignon qui cause une maladie dans un autre organisme.
Pedigree: L’enregistrement de l’ascendance d’une lignée génétique ou de la variété.
Phytosanitaire: Relatif aux plantes en quarantaine.
Phénotype: L’apparence extérieure d’une plante qui résulte de l’interaction de sa
composition génétique (génotype) avec l’environnement.
165
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
Pollinisation: Le processus par lequel le pollen est transféré d’une anthère à un
stigmate réceptif par des agents pollinisateurs comme le vent, les insectes, les
oiseaux, les chauves-souris, ou l’ouverture de la fleur elle-même.
Population: Un groupe de plantes ou d’animaux individuels qui partagent une zone
ou une région géographique et ayant des traits communs.
Propagule: Toute structure ayant la capacité de donner naissance à une nouvelle
plante, que ce soit par la reproduction sexuée ou asexuée (végétative). Cela
comprend les semences, les spores et toute autre partie du corps végétatif capable
d’une croissance indépendante s’il est détaché de la plante mère.
Quarantaine: Le confinement officiel du matériel génétique introduit soumis aux
réglementations phytosanitaires afin de s’assurer qu’il ne transporte pas de
maladies ou de parasites nuisibles pour le pays importateur.
Régénération: La culture d’une accession de semences pour obtenir un nouvel
échantillon avec une viabilité élevée et de nombreuses semences.
Semences orthodoxes: Les semences qui peuvent être séchées jusqu’à un taux
d’humidité très bas et stockées à des basses températures sans dommage pour
augmenter la longévité des semences.
Semences récalcitrantes: Les semences qui ne sont pas tolérantes à la dessiccation;
elles ne se dessèchent pas pendant les derniers stades de développement et
tombent à des teneurs en eau de l’ordre de 0,3 à 4,0 g g-1. La perte d’eau entraîne
rapidement une diminution en vigueur et viabilité, et la mort de semences à des
taux d’humidité relativement élevés.
Surveillance: Le contrôle périodique des viabilités et des quantités des accessions.
Taux d’humidité (sur la base du poids humide): Le poids d’eau libre divisé par le
poids de l’eau plus la matière sèche, exprimé en pourcentage.
Teneur en humidité à l’équilibre: Le taux d’humidité auquel une semence est en
équilibre avec l’humidité relative de l’air ambiant.
Test de germination: Une procédure pour déterminer le pourcentage de semences
qui sont capables de germer sous un ensemble donné de conditions.
Test de viabilité: Un test sur un échantillon de semences provenant d’une accession
qui est conçu pour estimer la viabilité de l’accession entière.
Test du tétrazolium: Un test de viabilité au cours duquel les semences humides sont
trempées dans une solution de chlorure de tétrazolium.
Trait: Une qualité reconnaissable ou un attribut résultant de l’interaction d’un gène
ou d’un groupe de gènes avec l’environnement.
166
Annexe 2
Variété: Une division reconnue d’une espèce, classée dans le rang au-dessous de la
sous-espèce, elle se distingue par des caractéristiques telles que la couleur des
fleurs, la couleur des feuilles et la taille de la plante mûre. Le terme est considéré
comme synonyme de cultivar.
Variété locale: Un cultivar qui a évolué à travers la sélection dirigée des agriculteurs
pendant de nombreuses années et qui est spécifiquement adapté aux conditions
locales; les variétés locales sont généralement génétiquement hétérogènes.
Viabilité des semences: La capacité des semences à germer dans des conditions
favorables.
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Crédits photo
Couverture:
La composition graphique a été adaptée de la FAO Mediabase et d’autres sources prises de l’Internet.
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115© FAO/G. Napolitano
116 © Linn Borgen Nilsen
146 © FAO/G. Bizzarri
156 © Global Crop Diversity Trust (GCDT)/Cary Fowler
159 Adapté de: www.az-cactus-for-sale.com/seeds-for-sale/Bottle-Tree-Seeds-For-Sale.htm
168 © brokenarts – www.sxc.hu/photo/211551
Normes applicables aux banques de gènes pour les ressources phytogénétiques pour l’alimentation et l’agriculture
Des banques de gènes bien gérées ont le double avantage de
préserver la diversité génétique et de rendre celle-ci accessible
aux sélectionneurs. Les Normes applicables aux banques de
gènes pour les ressources phytogénétiques pour l’alimentation
et l’agriculture établissent les procédures de conservation des
ressources phytogénétiques. Ces normes, à caractère volontaire,
constituent une référence pour les pratiques optimales scientifiques
et techniques actuelles, et viennent appuyer les principaux
instruments internationaux de politique en matière de conservation
et d’utilisation des ressources phytogénétiques.
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I3704F/1/03.14
Normes applicables
aux banques de gènes
pour les ressources phytogénétiques
pour l’alimentation et l’agriculture
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