Un professeur de McGill réussit à augmenter de 25 % les rendements de soya:

naissance d’une nouvelle technologie et d’une nouvelle entreprise

Les nourrissons qui sont allergiques au lait de vache lui doivent la vie. Les pâtes, l’huile et les condiments qui en sont dérivés sont généralement fort appréciés. Une grande proportion du cheptel mondial s’en nourrit. Il ne faut donc pas s’étonner que même dans les régions septentrionales de l’Amérique du Nord, 25,5 millions d’acres de terre soient consacrés à la culture du soya. "Et ce malgré le fait que la plante y trouve des conditions fort différentes de celles où elle a évolué ", déclare le professeur Don Smith, du département de phytotechnie de l’Université McGill, l’un des spécialistes internationaux de la culture du soya. "L’ancêtre sauvage du soya a évolué sous les tropiques, ce qui explique que cette plante n’aime pas le froid. L’une des propriétés les plus attrayantes de la plante n’y est d’ailleurs guère mieux adaptée. Grâce à la relation de symbiose qu’il établit avec Bradyrhizobium, le soya ne requiert aucun engrais azoté. Or l’azote est le plus coûteux des éléments fertilisants d’un engrais. Cette bactérie présente dans le sol permet en effet à la plante de fixer l’azote en grande partie inerte qui compose 80 % de l’air que nous respirons; en retour, la plante laisse la bactérie se nourrir du sucre que contiennent ses tissus. "

Comme cette bactérie peut s’introduire dans les racines des légumineuses, la plante ne doit admettre que les bactéries utiles et rejeter toutes les bactéries pathogènes qui pourraient endommager ses racines. Pour ce faire, la plante émet des signaux que capte Bradyrhizobium, ce qui l’incite à "nager " vers les racines. Ces signaux activent également des gènes bactériens normalement inactifs, qui jouent un rôle crucial dans le développement des excroissances radiculaires (nodules), où les bactéries finissent par s’établir lorsqu’elles fixent l’azote. Ces gènes commencent aussitôt à émettre des signaux qui activent chez la plante les gènes responsables du développement des nodules.

Ces gènes sont très spécifiques et seuls ceux produits par la bactérie conviennent aux légumineuses qui émettent les bon signaux. Il y a là un échange fascinant, car la bactérie et la plante régulent le génome de leur partenaire avant même d’entrer en contact. Selon le professeur Smith, le système fonctionne comme un subtil mécanisme d’échange de mots de passe : " il faut que l’un des partenaires pose la bonne question et que l’autre fournisse la bonne réponse." Mais il y a plus : le sol doit être à la bonne température.

M. Smith et ses étudiants ont en effet découvert que cet échange est perturbé par le froid qui persiste normalement dans le sol au début de la saison de croissance, dans la plupart des régions septentrionales où on cultive le soya. Les bactéries utiles mettent donc beaucoup de temps à pénétrer dans les racines du soya pour commencer à y fixer l’azote. M. Smith a constaté que lorsqu’ils sont soumis à un stress, par exemple lorsque la température du sol est inférieure à 25 degrés Celsius, ni la bactérie ni le système racinaire de la plante ne peuvent émettre de signaux assez puissants. Les plants de soya qui poussent dans des sols froids ont donc beaucoup de difficulté à fixer suffisamment d’azote pour assurer leur croissance. En général, ces difficultés se manifestent par un feuillage pâle et une croissance lente. Le professeur Smith et son équipe ont démontré qu’en dessous de 25 degrés Celsius, toute baisse de la température d’un degré supplémentaire se traduit par un retard de deux jours dans le déclenchement du processus de fixation de l’azote. En dessous de 17 degrés, le retard de croissance atteint même sept à dix jours par degré de moins.

Le professeur Smith voulait aussi voir si toutes les étapes du processus de formation des nodules étaient également sensibles au froid ou si certaines y étaient particulièrement résistantes. "Nos expériences là-dessus ont révélé que les 12 heures qui suivent l’exposition des racines aux bactéries revêtent une importance cruciale. Nous avons donc examiné le processus d’échange de signaux qui, on le sait, se produit durant ces 12 heures; ces recherches ont nécessité au moins dix ans de travail sur le terrain et en laboratoire. Nous avons ainsi découvert que les racines ont de la difficulté à émettre leurs signaux lorsque la température baisse en dessous de 25 degrés Celsius et qu’il en va de même pour la bactérie. Nous avons donc mis au point une technique qui nous permet de résoudre ce problème. " Lorsqu’il ensemence un champ de soya, l’agriculteur ajoute normalement un inoculant contenant des bactéries utiles aux semences juste avant de les mettre en terre. Mais plus la température est inférieure à 25 degrés Celsius au moment de l’ensemencement, plus lente est la germination. Au Canada, la température du sol se situe généralement autour de 10 degrés Celsius durant la période d’ensemencement. C’est pourquoi le professeur Smith et son équipe ont décidé d’ajouter une molécule-signal à l’inoculant répandu dans le sol avec les semences de soya. Ils ont ainsi constaté que dans les cultivars traités avec leur solution, les nodules se formaient plus rapidement et que la plante commençait à fixer l’azote quatre ou cinq jours plus tôt. C’est là un gain important, car la fixation de l’azote par les plants de soya cultivés au Canada cesse vers la mi-août, lorsque les graines se forment dans les gousses. La période de fixation de l’azote est donc brève et le moindre gain, même de quelques jours, peut avoir un effet considérable. "En fin de compte ", précise le professeur Smith, "nous avons obtenu une augmentation de 40 % à 70 % de la quantité totale d’azote fixée durant la saison de croissance, ce qui, dans certains cas, s’est traduit par un accroissement de rendement de 25 %. Les expériences en laboratoire ont démontré que la molécule-signal est efficace dans les sols froids; nous venons maintenant de démontrer qu’elle l’est également sur le terrain."

C’est par hasard que le professeur Smith a eu vent d’InnoCentre, organisme à but non lucratif qui a pour mission de favoriser la création d’entreprises de haute technologie qui exploitent les résultats des recherches réalisées dans les universités. C’est InnoCentre qui a eu l’idée de créer une entreprise, à qui il fallait toutefois trouver un gestionnaire. Mais l’incubation de NorAg Inc. sur le campus Macdonald de l’université McGill a pu se faire grâce aux efforts combinés du vice-principal adjoint à la recherche Bernard Robaire, qui a fortement appuyé le projet, et du Bureau de transfert de technologies de McGill.

La création de l’entreprise est d’ailleurs survenue à point nommé. Les fonds de recherche dont disposait le professeur Smith commençaient à s’épuiser par suite des compressions pratiquées dans les budgets gouvernementaux d’aide à la recherche depuis quelques années. La compagnie a donc créé de nouveaux débouchés pour le personnel du laboratoire du professeur Smith. C’est ainsi que Stewart Leibovitch, qui en était le directeur, a quitté son poste pour assumer la direction de l’entreprise. Mais NorAg ayant récemment pris son envol, Stewart Leibovitch et Don Smith ont vite compris que, du fait de leur complexité et de leur nature, les activités de cette entreprise sortent du cadre strictement scientifique de leurs compétences. Pour remédier à ce problème, ils ont invité Pierre Migner, ex-étudiant du professeur Smith qui travaillait dans l’industrie depuis la fin de ses études, à prendre la gestion du volet commercial de l’entreprise et à en devenir le nouveau président.

NorAg concentre son activité dans le développement et la commercialisation de produits de traitement de semences à base de microorganismes; ces produits sont conçus pour accroître les rendements et la qualité des cultures de grande importance économique. Le gouvernement fédéral vient d’homologuer, en vue de sa commercialisation dès ce printemps, un inoculant qui contient la souche 532-C de Bradyrhizobium. C’est cette souche, mise au point par le professeur David Hume de l’Université de Guelph, qui a été traitée à l’aide des nouveaux déclencheurs biologiques conçus par le professeur Smith au campus Macdonald de l’Université McGill.