Le maïs mutant pourrait être l’avenir de l’agriculture

En Amérique, le sirop de maïs est roi et le vrai sucre se situe quelque part autour du statut de prince. Nous sommes accros au maïs, et le maïs, à son tour, est accro à l'azote. Il y a longtemps, les gens ont compris qu’en alternant les cultures, le sol resterait riche en nutriments, ce qui contribue dans une certaine mesure à retenir l’azote. Ensuite, nous avons découvert comment fabriquer des engrais azotés et, grâce à leur utilisation, nous avons pratiquement doublé le rendement moyen des cultures au cours des cent dernières années.

Toutes les plantes n’ont pas besoin de plus d’azote. Les légumineuses comme les haricots et le soja sont capables de produire les leurs. Mais le maïs a définitivement besoin d’azote. Dans les années 1980, Howard-Yana Shapiro, aujourd'hui chef de l'agriculture de Mars, Inc., s'est rendu au Mexique, capitale mondiale du maïs, à la recherche de nouveaux types de maïs. Il en a trouvé un dans le sud du Mexique, dans le district de Mixes à Oaxaca. Non seulement ce maïs était plus grand de plusieurs pieds que le maïs américain, mais il poussait d'une manière ou d'une autre jusqu'à ces hauteurs vertigineuses dans un sol terrible.

Shapiro pensait que le succès du maïs pourrait avoir quelque chose à voir avec les racines aériennes ressemblant à des doigts qui dépassent de la tige de maïs. Des décennies plus tard, il s’avère qu’il avait raison. Des chercheurs de l'UC Davis ont prouvé que ces racines aériennes permettent à la plante de capter l'azote de l'air grâce à une relation symbiotique avec les bactéries présentes dans ce mucus clair et sirupeux. Le processus s'appelle la fixation de l'azote.

Alors si nous disposons déjà d’engrais azotés, pourquoi même chercher des plantes qui le font elles-mêmes ? Le processus de fabrication d'engrais Haber-Bosch, qui est une forme artificielle de fixation de l'azote, rend les sols stériles moins importants. Mais l’azote supplémentaire contenu dans les engrais à base d’ammoniac a tendance à s’écouler dans les ruisseaux et les lacs à proximité, ce qui rend son utilisation dangereuse pour l’environnement. Et le processus de création d’ammoniac pour les engrais implique des combustibles fossiles, consomme beaucoup d’énergie et produit en outre des gaz à effet de serre. Dans l’ensemble, c’est une chose horrible que de faire à l’environnement au nom de l’agriculture. Mais avec autant de personnes à nourrir, que faire d’autre ?

Au cours de la dernière décennie, les chercheurs de l'UC Davis ont utilisé le séquençage de l'ADN pour déterminer que le mucus de la variété Sierra Mixe de la plante fournit au maïs des microbes, qui lui confèrent à la fois des sucres à manger et une couche de protection contre l'oxygène. Ils pensent que les plantes obtiennent ainsi 30 à 80 % de leur azote. Les chercheurs ont également prouvé que ces microbes appartiennent effectivement à des familles fixatrices d’azote et sont similaires à ceux que l’on trouve dans les légumineuses. Plus impressionnant encore, ils ont réussi à transplanter du maïs Sierra Mixe à Davis, en Californie, et à Madison, dans le Wisconsin, et à le faire pousser avec succès, prouvant que l'astuce de fixation de l'azote ne se limite pas au gazon naturel du maïs. Ils travaillent désormais à identifier les gènes qui produisent les racines aériennes.

Cependant, nous ne passerons probablement pas de sitôt au maïs Sierra Mixe. Il met huit mois à mûrir, ce qui est beaucoup trop lent pour les appétits américains habitués à une période de maturation de trois mois. Si nous parvenons à trouver comment amener d’autres plantes à fixer elles-mêmes l’azote, qui sait jusqu’où nous pourrions aller ? Il semble probable que davantage de gens accepteraient un super pouvoir greffé sur un cousin du maïs au lieu d’essayer d’utiliser CRISPR pour assurer l’autofixation de l’azote, car des études ont montré une méfiance à l’égard des aliments génétiquement modifiés.

La question des droits de propriété intellectuelle pourrait poser problème, mais les chercheurs ont commencé du bon pied avec le gouvernement mexicain en mettant en place des accords juridiques garantissant que la communauté Sierra Mixe bénéficie de la recherche et d'une éventuelle commercialisation. Nous avons hâte de voir ce qu'ils sont capables de faire. S'ils ne parviennent pas à transférer le pouvoir d'auto-fixation à d'autres plantes, il y a peut-être un espoir d'améliorer le procédé Haber-Bosch.