Les céréales fixatrices d'azote de Bayer : un blé édité qui fabrique son propre engrais

Bayer a pris une licence commerciale sur une technologie qui pourrait changer l'une des plus anciennes dépendances de l'agriculture. Le géant allemand des sciences des cultures a acquis sous licence un travail de l'Université de Californie à Davis qui modifie les céréales pour que leurs racines recrutent des bactéries du sol capables de fixer l'azote de l'air, le même tour que les légumineuses accomplissent naturellement. Le maïs, le blé et le riz, qui fournissent ensemble près de la moitié des calories quotidiennes de la planète, ne peuvent pas le faire seuls, et dépendent donc des engrais azotés de synthèse. Cette dépendance coûte cher, pollue, et, comme les dernières années l'ont montré, est géopolitiquement fragile.

La science qui sous-tend la licence est d'une élégance inhabituelle, car elle ne cherche pas à reconstruire la légumineuse. Les légumineuses hébergent les bactéries fixatrices d'azote dans des nodosités racinaires, une structure que les céréales n'ont jamais développée. L'équipe d'Eduardo Blumwald à UC Davis a pris une autre voie : au lieu de faire entrer les bactéries dans la plante, elle a changé ce que la plante « dit » aux bactéries qui l'entourent déjà. Après avoir passé en revue quelque 2 800 substances chimiques que les plantes produisent naturellement, l'équipe en a trouvé 20 qui incitent les bactéries du sol à former des biofilms protecteurs. L'une d'elles, une flavone appelée apigénine que le blé produit déjà en petites quantités, s'est révélée particulièrement efficace. Grâce à CRISPR, les chercheurs ont édité le blé pour qu'il produise davantage d'apigénine, que la plante libère par ses racines. Dans leurs expériences, l'apigénine supplémentaire a incité les bactéries à former des biofilms qui protègent la nitrogénase, l'enzyme sensible à l'oxygène qui effectue la fixation, et le blé édité a ensuite absorbé l'azote fixé. Dans des conditions de faible apport en azote, les plantes éditées ont aussi donné plus de grain que les témoins non édités.

C'est un résultat de laboratoire, et Bayer ne prétend pas le contraire. Son directeur des affaires publiques et du développement durable, Matthias Berninger, a qualifié la fixation de l'azote chez les céréales de « l'un des saints Graals de notre domaine », tout en ajoutant, sans détour, que la technologie « pourrait finalement ne pas fonctionner comme prévu ». La prochaine étape consiste à la tester hors serre, et aucun produit n'est attendu avant la prochaine décennie. En attendant, Bayer se couvre : en octobre, elle s'est associée à Switch Bioworks, une jeune pousse issue de Stanford qui modifie les microbes vivant sur les racines eux-mêmes plutôt que la plante. Deux voies vers le même champ, un pari sur la chimie de la plante, un autre sur le microbe.

Le calendrier de la licence n'est pas un hasard. Les engrais de synthèse soutiennent environ la moitié de la production alimentaire mondiale, et leur prix a flambé alors que les perturbations d'approvisionnement liées à la guerre avec l'Iran secouent les marchés. Berninger a noté que l'Union européenne tire encore près d'un quart de ses importations d'urée de Russie, et Bayer voit en jeu une part du marché de l'urée, d'environ 85 milliards de dollars, ainsi que des agriculteurs disposant de davantage d'argent à consacrer aux semences et aux produits de protection des cultures. Aux seuls États-Unis, les agriculteurs ont dépensé près de 36 milliards de dollars en engrais en 2023, selon les estimations du ministère américain de l'Agriculture citées par UC Davis. Une céréale qui fabriquerait ne serait-ce qu'une partie de son propre engrais compterait donc doublement : comme économie de coût et comme amortisseur face à une chaîne d'approvisionnement qu'un petit nombre d'exportateurs peut étrangler.

Il existe aussi un vent réglementaire favorable qui n'existait pas il y a quelques années. Le nouveau cadre européen pour les cultures éditées génétiquement, approuvé par les législateurs de l'UE cette année, pourrait aplanir la voie vers le marché pour précisément ce type d'édition, qui ajuste la chimie propre de la plante plutôt que d'importer un gène étranger. Cela compte, car la partie la plus difficile de cette histoire n'a jamais été la biologie moléculaire en serre. C'est de savoir si un signal qui fonctionne dans un sol contrôlé fonctionne encore dans des types de sol, des climats et des communautés microbiennes qu'aucun laboratoire ne peut reproduire entièrement, et si les régulateurs et les agriculteurs l'acceptent à grande échelle.

Ce qui m'intéresse le plus, c'est le changement de mentalité que représente la licence. Depuis un siècle, la stratégie de fertilisation consiste à nourrir la plante par le haut : fabriquer de l'azote à grand coût énergétique, l'épandre sur le champ, et accepter qu'une grande partie finisse dans les cours d'eau et l'atmosphère. L'approche d'UC Davis nourrit la plante par le bas, en recrutant une main-d'œuvre microbienne déjà existante. Elle peut échouer au champ, comme tant de beaux résultats de serre. Mais si elle survit au contact du sol réel, le gain ne sera pas seulement un blé moins cher. Ce sera une culture de base un peu moins otage des prix de l'énergie, des guerres et d'une poignée d'exportateurs, et c'est là un type de sécurité alimentaire qu'aucune subvention ne peut acheter.