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Rapport annuel 2005
. Inra
To cite this version:
ALIMENTATION
AgrIcuLTurE
ENvIrONNEMENT
R a p p o r t d ’ a c t i v i t é
2 0 0 5
RappoRt annuel 2005
R a p p o r t d ’ a c t i v i t é
2 0 0 5
Marion Guillou
« Ce document témoigne
que la recherche à l'Inra progresse,
avec des objectifs scientifiques ambitieux,
toujours plus européenne et exigeante,
toujours plus préoccupée de la terre,
des femmes et des hommes. »
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I
llustration des événements, des impulsions, des résultats qui ont marqué l’Inra en 2005, le rapport annuel d’activité résume, en quelques pages, l’apport original de l’institut tant en matière de découvertes scientifiques que de démarches suivies en termes de partenariat ou d’alliances.Regard sur l'année passée pour mieux prépa-rer l’avenir, il montre le chemin qu’a emprunté l’Inra pour préparer son nouveau document d’orienta-tions 2006-2009 adopté par le Conseil d’administration lors de sa séance du 20 octobre 2005. Orientations qui ont mis en avant deux changements majeurs : l'échelle internationale des problématiques abordées et l'importance du développement futur de la chimie verte. Notre Institut a mesuré, au cours de cette année, toute la responsabilité du rôle qu’il assume dans l’animation scientifique au sein de l'Agence natio-nale de la recherche, au service de l'agriculture, de l'alimentation ou de la génétique. Il a fourni une contribution renouvelée à la formation, au dialogue avec la société et avec ses partenaires directs.
Le rapport d’activité souligne les résultats de l’Institut en 2005. C'est un regard sur une communauté professionnelle attachée au projet de recherche publique avec les dimensions de créativité et d'organisation collective nécessaires ; un retour sur des programmes collaboratifs menés avec des professionnels, des décideurs publics, d’autres scientifiques, à l’échelle régionale, nationale ou européenne ; un clin d’œil sur la vitalité des unités engagées envers nos concitoyens pour répondre à leurs préoccupations et construire, avec eux, l’agronomie de demain.
Je vous invite donc à partager la lecture d’un document qui témoigne que la recherche à l’Inra progresse, avec des objectifs scientifiques ambitieux, toujours plus européenne et exigeante, toujours plus préoccupée de la terre, des femmes et des hommes.
Marion Guillou Présidente-directrice générale
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Culture en serre de 520 lignées d'Arabidopsis thaliana issues de la collection de transformants ADN-T de l'Unité d'Amélioration des Plantes de Versailles.
Éditorial
2005, UNE ANNÉE CHARNIÈRE Introduction
Panorama des événements 2005 Progression des publications scientifiques Une belle récolte de prix scientifiques et techniques FAITS MARQUANTS DE LA RECHERCHE 2005 Résultats de recherche par axe stratégique Évolution du dispositif national de recherche DES ACTIVITÉS EN PARTENARIAT
Une pratique, une responsabilité Le partenariat européen et international Le partenariat socio-économique Le partenariat territorial
SCIENCE ET SOCIÉTÉ
Trouver les moyens d'un dialogue Diffuser l'information Diffuser la culture scientifique et s'impliquer dans les débats Conduire des expertises en appui aux politiques publiques S'inscrire dans une démarche éthique
LA COMMUNAUTÉ PROFESSIONNELLE, LES MOYENS DE L’INRA
Les ressources humaines Les moyens financiers
ORGANISATION ET STRUCTURES
Conseil d’administration Conseil scientifique Organigramme
Chefs de département de recherche Implantations
Présidents de centre et délégués régionaux Comité d'éthique et de précaution pour les applications de la recherche agronomique Présidents des commissions scientifiques spécialisées
S O M M A I R E
3 6 8 12 13 15 28 32 33 36 40 42 43 44 46 47 48 52 55 56 57 58 60 61 62 636 7 R A P P O RT A N N U E L 2 0 0 5
L
a recherche est, par définition, productrice de connaissances et, dans le cas de la recherche finalisée, les connaissances originales produites concernent des domaines d’activité spécifiques. Au principe des missions finalisées de l’Inra figure la définition de son champ d’in-vestigation. Limité à l’origine à « l’agriculture et les industries qui lui sont liées », il a été élargi progressivement aux recherches vétérinaires, forestières et hydrobiologiques. Le portefeuille de compétences disciplinaires ainsi constitué s’articule autour des sciences de la vie, mais aussi des sciences économiques et sociales, des mathématiques et de l’informatique appliquées, des sciences de l’environnement, des sciences de l’aliment…Cet ensemble de compétences a permis à l’Inra d’évoluer, en rapport avec les mouvements de la société et du rôle qu'y joue l’agriculture. L’émer-gence des priorités que constituent par exemple l’environnement, l’évolution à long terme des
Agriculture, alimenta tion,
environnement
ressources naturelles et de la biodiversité, ou la sécurité et la qualité de l’alimentation, a profondément renouvelé le rôle de l’agriculture et, en conséquence, les finalités de la recherche agronomique.
L’Inra s’attache à combiner l’excellence sur ses disciplines et la prise en compte des fina-lités de ses recherches. Ainsi, la diversité des objets de recherche de l’Inra et souvent leur complexité requièrent le recours à des espèces modèles plus simples et à des approches de modélisation, sans dispenser d’un nécessaire aller-retour vers les espèces, races ou expéri-mentations agronomiques en situation réelle. Un des constats du bilan de la mise en œuvre des orientations 2001-2004 fut la nécessité d’impulser une approche plus intégrée des questions de recherche posées par l’Institut.
2 0 0 5 , U N E A N N É E C H A R N I È R E
2 0 0 5 , U N E A N N É E C H A R N I È R E
I N T RO D U C T I O N
L’année 2005 est à la charnière
de deux documents d’orientations.
Cette année, l’Inra a dressé
le bilan de la mise en œuvre
de ses orientations 2001-2004
et a adopté celles des années
2006-2009.
Le contexte 2005 est renouvelé, notamment par des modifications législatives : mise en place de la loi d’orientation agricole, élaboration d’une nouvelle loi de programme pour la recherche, création de l’Agence nationale de la recherche… En complément de sa vocation première d’opé-rateur de recherche finalisée, l’Institut exerce désormais un rôle d’animation scientifique dans ses domaines de compétences au service de la communauté scientifique nationale. La nouvelle Agence nationale de la recherche (GIP ANR) lui a ainsi délégué la mission d’animer des programmes nationaux sur l’agriculture et le développement durable ou l’alimentation. Ce nouveau rôle qui suppose d’identifier les questions de recherche prioritaires avec les partenaires concernés, exige une impartialité, une rigueur et une transparence irréprochables dans la mise en concurrence et les processus de décision.
La lettre de mission envoyée par les ministres chargés de l’Agriculture et de la Recherche le 19 janvier 2005 à la présidente-directrice générale cadre également cette démarche. Elle stipule qu’« un nouveau document d’orientation
stratégique devra expliciter les apports attendus de la recherche pour inscrire les pratiques agri-coles dans la perspective du développement durable et faciliter une adaptation rapide de l’agriculture française au nouveau cadre élargi de la politique communautaire dans un contexte de plus en plus concurrentiel. Dans le domaine de l’alimentation, cette stratégie devra préciser comment l’amélioration de la qualité nutritionnelle des productions agroalimentaires doit permettre de sécuriser au plan sanitaire et de conforter au plan économique, les relations que le citoyen-consommateur entretient en France avec son patrimoine alimentaire. Il conviendra aussi de définir le rôle que devra jouer l’Inra dans le cadre de l’appui aux politiques publiques relevant du trip-tyque agriculture – alimentation – environnement et notamment pour la stratégie nationale de la biodiversité en faveur de la conservation et de la gestion des ressources génétiques végétales, animales et microbiennes qui sont de son ressort tant au plan français qu’européen. »
Une première note d’orientation a été trans-mise aux principaux partenaires (partenaires professionnels, organismes de recherche et d’enseignement supérieur, centres techniques) et a été débattue au sein du Conseil national d’alimentation (CNA) et du Conseil national du développement durable (CNDD). Le document d’orientation modifié 2006-2009 a alors été présenté et discuté lors des réunions du Conseil scientifique de l’Inra (7 octobre 2005), du Comité
technique paritaire (11 octobre 2005), puis du Conseil d’administration qui l’a adopté le 20 octobre 2005.
Les évolutions proposées nécessitent des adaptations dans l’organisation du dispositif de recherche et d’appui. L’année 2005 a vu le système d’information de l’Inra (S2i) entrer en fonctionnement pour les aspects financiers. Ce système d’information nouveau et le cadre bud-gétaire simplifié proposé par les pouvoirs publics contribueront à moderniser le fonctionnement de l‘Institut, dans la continuité des réformes précé-demment engagées et de la volonté politique de simplification portée par le chantier interne Pégase.
L’Inra a en effet l’ambition d’être plus « attractif » pour attirer les meilleurs talents, mais aussi pour assurer à l’ensemble des personnes un déroulement de carrière compatible avec les compétences de chacun, leur évolution et la reconnaissance de la qualité de leurs travaux.
L
es missions de l’Inra sont définies par ledécret 84-1120 du 14 décembre 1984. Les orientations 2001-2004, formulées dans un document intitulé « Évoluer vers l’Inra du futur », proposaient aux tutelles de l’Inra et à l’ensemble de ses partenaires une lecture actualisée de ces missions en identifiant six défis à relever : – deux défis scientifiques, l’industrialisation de
la biologie et le progrès des techniques de l’informatique pour l’analyse des systèmes complexes ;
– un défi d’échelle, la construction de l’Espace européen de la recherche ;
– trois défis sociaux, les exigences croissantes des consommateurs en matière de sécurité des aliments, la montée des questions environ-nementales et la demande d’interaction entre la science et la société.
Pour répondre à ces défis, l’Institut s’était donné une stratégie de recherche, mettant en particulier l’accent sur cinq priorités scientifiques et avait conforté le déplacement des champs de travail attendus de l’institut vers le tripode : « agricul-ture, alimentation, environnement ». Un contrat d’objectifs, signé en décembre 2001 avec les ministères de tutelle, déclinait la mise en œuvre des orientations en un document pour l’action. L’établissement du bilan 2001-2004 fut notamment l’un des temps forts des réunions des directeurs d’unité. La plupart des objectifs fixés en 2001 ont été atteints. Fort de cet acquis, l’Institut a reconduit en 2005 la démarche d’élaboration d’orientations pour dessiner ses priorités pour les quatre prochaines années.
Les schémas stratégiques des quatorze dépar-tements scientifiques de l’Inra et les schémas des vingt-et-un centres régionaux, approuvés les uns et les autres début 2005, ainsi que des assemblées générales tenues dans tous les centres ont fourni la base des propositions travaillées. Elles se sont également nourries des exercices de prospective conduits par la nouvelle unité entièrement dédiée à cette démarche et créée fin 2004. Une première vague de travaux (eau et agriculture, valorisation non alimentaire de la biomasse, maladies émergentes, alimen-tation fonctionnelle) s’est conclue en juin 2005. Ceux-ci ont abordé différentes facettes des évolutions du contexte dans lequel évolue la recherche agronomique et ont donné lieu à une journée d’échanges avec les partenaires de l’Inra le 14 juin. L’idée, in fine, est que la communauté professionnelle de l’Inra puisse se projeter bien au-delà des quatre années à venir afin de coupler la démarche d’élaboration de la stratégie à une réflexion prospective.
Accroître l’a ttractivité
de l’Institut
8 2 0 0 5 , U N E A N N É E C H A R N I È R E 9 R A P P O RT A N N U E L 2 0 0 5
18 janvier
Brigitte Girardin, ministre de l’Outre-mer a pré-sidé à la signature de la convention de coopé-ration pour le développement de la recherche outre-mer entre le BRGM, le Cemagref, le Cirad, l’Ifremer, l’Inra et l’IRD. La présidence de ce nouveau comité était assurée par Marion Guillou.
24 janvier
L’Inra organise l’atelier « agriculture et biodiversité » de la conférence internationale « Biodiversité : science et gouvernance » qui se tient à Paris, sous l’égide de l’Unesco à la demande du Prési-dent de la République. L’objectif de cette confé-rence est de faire le point des connaissances, des besoins de recherche et d’expertise scientifiques sur la biodiversité et d’analyser les démarches de protection et de gestion de la biodiversité. 11 février
L’Inra et la région Champagne-Ardenne signent une convention de coopération ayant pour objet de renforcer le potentiel de recherche régional dans les domaines de l’agronomie, des agro-ressources et de l’emballage-conditionnement.
26 février-6 mars
Au Salon international de l’agriculture, l’Inra anime un stand sur le thème « Agriculture et biodiversité – Les recherches de l’Inra ». Au Salon international du machinisme agricole, l’Inra anime des ateliers sur l’eau et sur les logiciels d’aides à la décision dans le cadre de l’espace « Bonnes pratiques agricoles ».
3 mars
Marion Guillou, présidente-directrice générale de l’Inra et Benoît Lesaffre, directeur général du Cirad signent un accord-cadre de coopération entre les deux organismes.
9-11 mars
L’Inra organise à l’École normale supérieure de Lyon, le symposium international « Territoires et enjeux du développement régional » qui pré-sente les résultats du programme de recherche « Pour et sur le développement régional » mené depuis 4 ans en partenariat notamment avec les acteurs régionaux (Bourgogne, Languedoc-Roussillon, Midi-Pyrénées, Pays de la Loire et Rhône-Alpes).
5 avril
Marion Guillou, présidente-directrice générale de l’Inra, le président de l’université de Tours, le vice-président du Conseil général, le préfet, le directeur de la Direction régionale à la Recher-che inaugurent 9 200 m2
d’installations expéri-mentales au sein de l’unité d’expérimentation animale de physiologie de la reproduction et des comportements du centre Inra de Tours, localisé à Nouzilly.
25 avril
Les chercheurs de l’Inra de Versailles ont montré qu’il existait chez les plantes comme chez la levure deux types de « crossing-over » (un réar-rangement entre chromosomes lors de la division cellulaire) distincts. Les données actuelles sug-gèrent que le brassage génétique qui se produit lors de la division cellulaire ne serait à l’origine qu’un effet collatéral, qui se serait conservé au cours de l’évolution grâce à l’avantage sélectif qu’il procure.
2 juin
L’Inra inaugure le nouveau bâtiment de son Unité de recherche de zoologie forestière sur le Centre Inra d’Orléans en présence de André Viau, préfet de la région Centre et préfet du Loiret, Patrick Riehl, vice-président du Conseil régional, Marion Guillou, présidente-directrice générale de l’Inra et Dominique King, président du Centre Inra d’Orléans.
3 juin
Pour la troisième année consécutive, six orga-nismes de recherche – le Cemagref, le Cirad, l’Ifremer, l’Inra, l’IRD et le Muséum national d’His-toire naturelle – organisent une journée d’informa-tion et de débat grand public, dans le cadre de la « Semaine du développement durable ». Cet-te initiative témoigne de l’engagement de la recherche publique française en faveur du déve-loppement durable et de sa capacité à mettre en synergie ses compétences et ses ressources pour relever les défis de demain.
5-8 juin
La Tétrapartite se tient à Stradford (États-Unis). Les échanges entre les instituts et départements de recherche agronomique du Canada, des États-Unis, de la France et du Royaume-Uni portent sur différents aspects des relations entre agriculture et développement durable. 6 juin
Le projet de recherche européen Co-Extra (CO-EXistence et TRAçabilité des filières OGM et non-OGM), coordonné par l’Inra, est officiellement lancé. L’objectif de ce projet de recherche est de fournir aux consommateurs, industriels et agriculteurs des méthodes de gestion et d’infor-mation fiables leur permettant le libre-choix face à l’utilisation ou non d’OGM. Avec 52 partenaires issus de 18 pays d’Europe mais aussi de Russie, du Brésil et d’Argentine, Co-Extra est un projet de quatre ans, financé à hauteur de 13,5 millions d’euros par le 6e
PCRD de l’Union européenne. Le ministre délégué à la Recherche
lors de la conférence « Biodiversité : science et gouvernance » à l'Unesco.
Différents épis de maïs montrant la diversité génétique du genre Zea.
PA N O R A M A D E S É V É N E M E N T S 2 0 0 5
Moisson de blé dur dans une parcelle agroforestière expérimentale adulte près de Vézénobres (Gard). Au Salon international
de l'agriculture, les chercheurs répondent aux questions du public.
Division cellulaire au sein de cellules mères de pollen d'Arabidopsis thaliana.
1 0 2 0 0 5 , U N E A N N É E C H A R N I È R E 1 1 R A P P O RT A N N U E L 2 0 0 5
19-21 juillet
L'Inra a rencontré le vice-ministre de la Recherche, des responsables du ministère de l'Agriculture, le président de l'académie des Sciences, et visité plusieurs instituts et universités à Varsovie et Postdam.
27 juillet
L’Inra et l’Inria signent un accord-cadre pour renforcer leurs collaborations à l’interface entre informatique et mathématiques appliquées, d’une part, biologie et sciences de l’environne-ment d’autre part.
21 septembre
Des chercheurs du laboratoire des sciences du climat et de l’environnement, UMR CEA-CNRS, en association avec l’Inra et de nombreux labora-toires européens du projet « CarboEurope », ont analysé les impacts de la sécheresse survenue durant l’été 2003 et ont montré que ce type d’événement avait un impact durable sur les écosystèmes terrestres.
2-4 novembre
Deux laboratoires conjoints sont créés à l’occasion de la rencontre entre Marion Guillou, présidente-directrice générale de l’Inra et des responsables du ministère de la Recherche chinois, de l’Académie des sciences chinoises, de la Fondation des sciences naturelles de Chine, de l’Académie des sciences agricoles et de l’université agronomique de Pékin. 10 novembre
Une équipe de chercheurs de l’Inra a séquencé le génome de la principale bactérie vivant sur la viande et le poisson frais : Lactobacillus sakei. Cette bactérie, utilisée couramment en Europe pour la fermentation des produits carnés comme le saucisson sec, montre des propriétés qui pourraient être utilisées également pour une meilleure conservation de la viande fraîche (ou du poisson), en préservant sa qualité microbio-logique.
17 novembre
Nelly Olin, ministre de l’Écologie et du Déve-loppement durable et Marion Guillou, prési-dente-directrice générale de l’Inra ont signé une nouvelle convention en vue de consolider leur collaboration. Le ministère souhaite conduire une politique de gestion éclairée par des références scientifiques solides afin de répondre aux grands enjeux gouvernementaux sur la protection de l’environnement et le développement durable, notamment la charte de l’environnement, le plan santé-environnement, la stratégie nationale de la biodiversité.
17-18 novembre
L’Inra et l’Institut national des appellations d’ori-gine (Inao) organisent à Paris le colloque inter-national « Produits agricoles et alimentaires d’origine : enjeux et acquis scientifiques ». 1er décembre
Des chercheurs de l’Inra et de la société Bioprotein Technologies ont mis au point un mode de production original pour un vaccin recombinant contre un virus responsable d’une grande partie des gastro-entérites chez l’enfant. Des lapines transgéniques sécrètent les protéines recombi-nantes dans leur lait. Ce mode de production rapide et économique pourrait permettre de produire plusieurs kilos de protéines par an, nécessaires à la vaccination d’une grande partie des enfants à risque.
15 décembre
L’Inra et le Cemagref rendent publics les résultats d’une expertise scientifique collective sur le thème « Pesticides, agriculture et environne-ment » conduite à la demande des ministères de l’Agriculture et de l’Écologie. Les résultats présentés par les experts sont débattus avec les différents acteurs concernés : agriculteurs, professionnels de l’industrie ou du conseil, pres-cripteurs, agents de l’État et des collectivités, associations de protection de l’environnement, représentants des consommateurs. 14 juin
L’Inra invite ses partenaires à une journée d’échanges et de prospective stratégique. La vocation de cette journée est de préciser le cadre d’intervention de l’Inra à l’horizon des dix pro-chaines années afin d’inscrire les orientations 2006-2009 de l’Institut dans une vision intégrant les enjeux à plus long terme de la recherche scientifique.
24 juin
L’Inra inaugure la nouvelle structure mixte de recherche Inra-DGAL (Direction générale de l’ali-mentation), baptisée Qualis (Qualité et sécurité sanitaire des produits végétaux), en présence de Marion Guillou, présidente-directrice générale de l’Inra, Sophie Villers, directrice générale de l’alimentation, Alain Gehin, préfet de région et Alain Rousset, président du Conseil régional d’Aquitaine. Cette structure multi-partenariale associant recherche, développement et expertise a pour objectif de répondre aux attentes des agriculteurs, industriels et consommateurs en termes de qualité et de sécurité sanitaire des aliments.
25 juin
L’Inra et l’Agence nationale de la recherche (GIP ANR) signent une convention fixant le cadre de la délégation de l’ANR à l’Inra pour l’animation et la gestion des programmes retenus par l’Agence, dans les domaines de l’agriculture, de l’alimen-tation, de l’écologie des milieux cultivés et de la génomique végétale ou animale.
20 octobre
Le document d’orientation 2006-2009 est adopté au Conseil d’administration de l’Inra, après avoir été validé par le Conseil scientifique (7 octobre) et le Comité technique paritaire (11 octobre). Nouveautés pour ce document d’orientation : l’internationalisation des problématiques et l’importance donnée à la valorisation du carbone renouvelable (chimie verte).
1 2 1 3 R A P P O RT A N N U E L 2 0 0 5
L
’engagement des unités de recherche et d’expérimentation dans une démarche qualité était l’une des priorités de la direction générale dans le contrat d’objectifs 2001-2004 avec comme indicateur de cet objectif, le taux d’unités engagées dans un projet qualité. Afin de structurer et harmoniser ces projets qualité, un référentiel a été rédigé pour les activités de recherche et d’expérimentation, et des for-mations ont accompagné sa mise en œuvre. Les unités disposent dorénavant d’un outil d’auto-évaluation qui leur permet de suivre la progression de la démarche qualité, d’obtenir des indicateurs spécifiques de l’application dessoixante-dix actions qualité du référentiel et de planifier la réalisation des actions qualité pour l’année suivante.
Le bilan 2005 fait état d’une stabilisation du taux d’engagement des unités à 85 % et d’un taux croissant d’unités qui évaluent leur système de management de la qualité (83 % contre 78 % en 2004).
La mission « Qualité » a également soutenu des projets de certification et d’accréditation d’entités qui s’orientaient vers des référentiels internatio-naux tels que ISO 9001 et ISO 17025. À ce jour, l’Inra compte en son sein quatre certificats ISO 9001 et une accréditation ISO 17025.
85 % des unités de recherches et d'expérimenta tion
engagées dans une démarche qualité
2 0 0 5 , U N E A N N É E C H A R N I È R E
E
n 2005, l’Inra a conduit une analyse de son audience scientifique à l’échelle internatio-nale. Le nombre de publications scientifiques de l’Inra, déterminé à partir des banques de données internationales, a augmenté de 25 % de 1995 à 2003. Cette progression inclut les publications biotechniques et celles des sciences humaines et sociales.Les contributions de l’Inra dans chacun des axes stratégiques, qui décrivent les recherches conduites dans l’Institut, progressent tant sur le plan quantitatif que qualitatif.
Une étude bibliométrique rigoureuse révèle que la moitié des publications de l’Institut paraissent dans des revues « excellentes » ou « excep-tionnelles ».
L’établissement est le second organisme mon-dial (et le premier français), tant en volume de productions qu’en volume de citations, pour les sciences agronomiques (sensu lato) et les sciences du végétal et de l’animal. Il est le hui-tième mondial en microbiologie (second français) et vingt-quatrième en écologie et sciences de l’environnement (premier français). Cette étude préliminaire met en évidence la progression de la production académique de l’Inra en quantité et le maintien de sa visibilité
dans un univers de recherche globalisé, où ses chercheurs se confrontent à des compétiteurs de plus en plus nombreux. Elle souligne tout parti-culièrement sa place remarquable sur l’échiquier mondial des organismes de recherche dans ses champs scientifiques de compétence. En effet, l’Institut se situe parmi les tout premiers au monde dans les champs disciplinaires cor-respondant au cœur de ses missions. De fait, il contribue très significativement au progrès des connaissances nécessaires pour répondre aux enjeux liés à ses trois domaines majeurs d’intervention : le développement d’une agriculture durable, l’alimentation et son rôle sur la santé humaine, l’environnement et les territoires. L’analyse sera approfondie en affinant l’examen des indicateurs bibliométriques disponibles mais surtout, en complétant les indicateurs de produc-tion par des mesures de résultats en matière de valorisation, de transfert, de formation… Elle fera l’objet de discussions en interne, avec les chercheurs de l’Inra, et en externe, avec les organismes partenaires, de manière à affiner la stratégie de l’organisme et à consolider son positionnement international, dans un souci de performance à la hauteur des responsabilités d’un organisme public de recherches.
La médaille d’argent 2005 du CNRS —
dépar-tement Sciences de la vie — a été attribuée à Hervé Vaucheret, chercheur en biologie cellulaire à l’Inra de Versailles-Grignon. Cette médaille d’argent distingue des chercheurs pour l’origi-nalité, la qualité et l’importance de leurs travaux. Hervé Vaucheret travaille sur la compréhension de la régulation de l’expression des gènes chez les plantes.
La médaille d’argent de la Société d’en-couragement du progrès a été attribuée à
Voïchita Bucur, chercheur au Laboratoire d’étude et recherche sur le matériau bois (Lermab) associant l’Inra de Nancy, l’Engref et l’université de Nancy I. Cette médaille récompense « des personnes qui, par un effort continu, ont contribué au progrès global de l’humanité. »
Le prix du Président de la République a
récompensé le Laboratoire d’analyses géné-tiques pour les espèces animales, Labogena, pour l’ensemble de ses travaux dans le domaine de la sélection animale, notamment la sélection assistée par marqueurs des bovins laitiers.
Le prix Schweighofer de l’innovation techno-logique a été remis à une équipe franco-suisse
conduite par Tony Pizzi (Inra-Engref-université Nancy I) et par Balz Gfeller (Suisse) pour leurs travaux sur le soudage du bois, un procédé qui permet d’assembler des pièces de bois entre elles sans utiliser de colle.
Le prix des techniques innovantes pour l’environnement a été attribué, lors du salon
Pollutec 2005, à Jean-Pierre Garrec, respon-sable du Laboratoire d’étude de la pollution atmosphérique au sein de l’UMR « Écologie et écophysiologie forestières » du centre Inra de Nancy, pour ses travaux sur les nouvelles utilisations des végétaux bio-indicateurs.
Le prix du Conseil régional de Lorraine du chercheur 2004 a été remis à Nathalie Bréda,
chercheur à l’UMR Inra-UHP écologie et écophy-siologie forestières de Nancy, dont les travaux ont permis d’élucider les causes de dépérisse-ments forestiers et d’établir le rôle essentiel de la sécheresse dans leur déclenchement.
Au concours national d’aide à la création d’entreprises de technologies innovantes
organisé par le ministère chargé de la Recherche, trois projets, fondés sur des technologies Inra, ont été récompensés dans la catégorie Biotech Pharma :
– produits microbiens et services innovants pour l’agriculture et l’environnement ;
– traçabilité des cépages dans les vins com-merciaux ;
– plantes à traire.
Un prix de la Société française d’allergologie et d’immunologie clinique a récompensé le
travail de Lucie Mondoulet, doctorante à l’unité de recherche en immuno-allergie alimentaire, à l’Inra de Jouy-en-Josas — CEA de Saclay pour ses travaux sur les effets de la digestion sur l’allergénicité de l’arachide.
Le trophée d’or du concours de l’Internet agricole est décerné, dans le cadre du Salon
du machinisme agricole, au logiciel Azodyn qui permet de raisonner la fertilisation azotée.
P RO G R E S S I O N D E S P U B L I C AT I O N S S C I E N T I F I QU E S
L ' I n r a n u m é r o d e u x m o n d i a l e n s c i e n c e s a g r o n o m i q u e s,
s c i e n c e s d u v é g é t a l e t d e l ' a n i m a l
U N E B E L L E R É C O LT E D E P R I X
S C I E N T I F I QU E S E T T E C H N I QU E S
Planche extraite du Dictionnaire pittoresque d’histoire naturelle et des phénomènes de la nature. 1837.1 4 1 5 R A P P O RT A N N U E L 2 0 0 5
FA I T S M A RQ UA N T S D E L A R E C H E RC H E 2 0 0 5
FA I T S S C I E N T I F I Q U E S M A RQ UA N T S
R É S U LTAT S D E R E C H E RC H E
PA R A X E S T R AT É G I QU E
La synthèse proposée ici
se fonde sur des résultats
obtenus au cours de l’année
2005 et mis en avant par
les départements de recherche.
À partir d’un choix de résultats
significatifs ayant fait l’objet
de publications dans
des revues scientifiques
internationales, elle illustre
les principales lignes de force
des recherches conduites
au sein de l’Institut.
Au sein de chaque axe
stratégique, un fait significatif
est mis en avant.
AXE A p. 16 AXE B p. 18 AXE C p. 20 AXE D p. 22 AXE E p. 24 AXE F p. 26
Gérer durablement et améliorer l’environnement, maîtriser les impacts des changements globaux et les activités productrices
Dynamique des écosystèmes et biodiversité Changement climatique et effet de serre Maîtrise des risques environnementaux
Améliorer l’alimentation humaine, préserver la santé des consommateurs, comprendre leurs comportements L’alimentation pour préserver la santé des consommateurs
Sécurité microbiologique de l’aliment Exposition aux xénobiotiques et au stress Diversifier les produits et leurs usages, accroître leur compétitivité Élaboration d’aliments aux caractéristiques maîtrisées
Qualité des produits et traçabilité Applications à usage non alimentaire Développer les recherches et produire les données génériques pour la connaissance du vivant Structures et fonctions des génomes modèles Approches génomiques des espèces d’intérêt Méthodologies et approches intégratives Adapter les espèces, les pratiques et les systèmes de production agricole Durabilité des systèmes de production Adaptation des systèmes et pratiques dans le domaine végétal et microbien Adaptation des systèmes et pratiques dans le domaine animal
Comprendre et améliorer l’organisation des acteurs et leurs stratégies, analyser les enjeux des politiques publiques, contribuer à leur conception et à leur évaluation,
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L
a sécheresse exceptionnelle de 2003, cou-plée à de fortes températures a concerné la plupart des régions de France et une large partie de l’Europe occidentale et centrale. Une expertise internationale a été lancée par l’Inra et le GIP Ecofor, et des travaux de recherche se sont engagés sur l’analyse des flux d’eau et de CO2dans les écosystèmes terrestres. Un des axes forts de l’expertise a porté sur la synthèse des effets des sécheresses sur le fonctionnement des arbres, notamment les régulations, les dysfonctionnements immédiats et les effets différés. La chaleur et la sécheresse ont provoqué une baisse sans précédent de 30 % de la productivité végétale à l’échelle de tout le continent européen. Les tempéra-tures extrêmes et surtout l’exceptionnel déficit de précipitations ont accéléré l’assèchement des sols et altéré la photosynthèse, avec des effets qui ont duré jusqu’en automne. Il ressort également de ce travail qu’il est possible de réaliser une typologie des espèces prenant en compte des composantes comme la vulnérabi-lité du système conducteur à la cavitation ou la régulation stomatique. Les informations sur le fonctionnement des systèmes racinaires sont plus fragmentaires et un effort important de recherche devrait leur être consacré. Parallèlement à cette expertise, les mesures de flux d’eau et de CO2réalisées sur les sites européens du réseau « CarboEurope » ontForêts et sécheresses
en France et en Europe
permis d’acquérir des données quantitatives sur la réponse des grands types d’écosystèmes : forêts feuillues et résineuses tempérées de plaine, boréales, méditerranéennes, prairies. Le déficit de fixation de CO2a pu être évalué : globalement, en 2003, les écosystèmes étudiés ont réduit très significativement leur capacité normale de fixation du carbone.
Un second axe de l’expertise a porté sur les effets de la sécheresse, d’une part sur les populations d’insectes forestiers ravageurs, d’autre part sur les interactions entre séche-resse et champignons pathogènes. Il ressort que les effets sont différenciés selon les guildes d’insectes et de champignons, et que le stress hydrique subi par les hôtes est déterminant. Certains insectes et parasites corticaux seraient ainsi favorisés.
La mise en relation d’un phénomène de cette ampleur avec les changements climatiques devient largement admise. Ces recherches ouvrent des perspectives sur l’amélioration des modèles d’interactions entre les écosystèmes terrestres et les forçages climatiques. Les simulations prédisent que de tels événements deviendront plus fréquents au cours de ce siècle. Les résultats obtenus soulèvent ainsi d’importantes questions sur l’aptitude de nos écosystèmes à résister aux changements climatiques et, par conséquent, sur les mesures à prendre pour faciliter cette adaptation.
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G é r e r d u r a b l e m e n t
e t a m é l i o r e r l ’ e nv i r o n n e m e n t ,
m a î t r i s e r l e s i m p a c t s d e s c h a n g e m e n t s
g l o b a u x e t l e s a c t i v i t é s p r o d u c t r i c e s
A X E A
Le fonctionnement des écosystèmes cultivés, forestiers et naturels, terrestres et aquatiques, la protection des ressources et la gestion de l’espace rural sont des thèmes de recherche majeurs pour l’Inra. Le développement durable suppose des formes de mise en valeur des ressources physiques et biologiques qui conjuguent efficacité technico-économique et préservation à long terme. Les recherches entreprises ont pour objet de fournir les bases d’une « éco-agriculture » compétitive, capable de préserver et de valoriser les ressources physiques (eau, sol et air), génétiques et la biodiversité des écosystèmes.
Cela implique d’identifier, de quantifier et d’évaluer pour les maîtriser ; – les impacts écologiques des systèmes
de production et des changements globaux ;
– les fonctions des écosystèmes favorables à la préservation de l’environnement. L’objectif de ces recherches est de développer des indicateurs, des méthodes et des techniques permettant d’évaluer et d’accroître la durabilité environnementale des usages de l’espace, et des systèmes de production.
Q La diversité microbienne conditionne-t-elle
le stockage de carbone dans les sols ?
Des résultats montrent que la vitesse de décomposition de l’humus est limitée par la quantité de microbes décomposeurs et non par la quantité d’humus. Cette théorie alternative change considérablement les prédictions des modèles actuels.
Q Évolution de la diversité lors de l’histoire
des blés durs
Un travail portant sur six cent lignées de blé a permis de prédire l’évolution de la quantité de diversité sur l’ensemble du génome. Ces informations sont cruciales pour définir des stratégies d’utilisation optimale du réservoir de diversité fantastique que représentent les formes sauvages et primaires pour l’amélioration du blé dur comme du blé tendre. Q Une nouvelle méthode pour identifier
et caractériser de nouveaux virus phytopathogènes
L’identification de ces différents virus permet d’envisager à court terme le développement de techniques de détection performantes et spécifiques de ces agents. Q Impacts de l’ozone sur la qualité
et le rendement des cultures
Des études expérimentales ont permis de caractériser les effets de l’ozone sur la qualité et le rendement du blé. Ces pertes s’établissent en moyenne autour de 7 % et peuvent dépasser 10 % certaines années dans les sites les plus exposés.
Q Neutralisation expérimentale
des ruisseaux acides dans les Vosges et retour des truites
Par l’apport combiné de calcaire dolomitique et de gypse sur l’ensemble d’un bassin-versant forestier vosgien, l’acidité d’un ruisseau acide a été sensiblement corrigée, permettant la survie et la croissance d’alevins de truites disparus depuis une trentaine d’années. Cette expérience unique en France souligne la relation entre dynamique et composition chimique des eaux.
Un insecte capable de
« reprogrammer » le développement de graines forestières
Les larves d’un micro-hyménoptère invasif,
Megastigmus spermotrophus sont capables de
réorienter le développement des ovules non fécondés de sapin de Douglas. Alors que ces ovules sont normalement promis à une mort rapide, la larve bloque le processus d’avorte-ment et induit une accumulation nouvelle de réserves énergétiques comme dans le cas de la fécondation. La larve manipule ainsi le dévelop-pement végétal à son avantage, en obtenant les ressources nécessaires à l’achèvement de son développement.
Diversité génétique du porc européen
Une vaste étude de la diversité génétique des races porcines a été réalisée par un ensemble de pays européens avec le soutien de l’Union euro-péenne. Les populations considérées incluaient soixante-neuf races (ou lignées) européennes domestiques, auxquelles s’ajoutaient une race chinoise et un échantillon de sanglier. L’étude de la diversité génétique du porc européen a permis de mettre en lumière une structuration claire et des degrés de diversité variables entre races. On observe une forte structuration entre populations et un regroupement significatif des lignées des grandes races commerciales. Une analyse plus fine au niveau des individus confirme le classement en races et lignées et permet d’assigner les individus à leur race. S’agissant de conservation, ces travaux permettent de proposer plusieurs approches.
La mise en œuvre de la conservation de la biodiversité en France
L’analyse du fonctionnement du réseau Natura 2000 sous l’angle sociologique a été conduite : comment, dans ces espaces publics, s’élabo-rent par le débat, le conflit, la négociation, des mesures de gestion de la nature. L’originalité du travail consiste en l’analyse en temps réel d’un processus de concertation et de production de connaissances présentant un caractère inédit en raison de la multiplicité des acteurs. Cette recherche éclaire les modalités de la mise en œuvre de Natura 2000 qui constitue un élé-ment essentiel de la stratégie nationale de la biodiversité.
Les argiles du sol capturent sélectivement et concentrent localement la protéine prion
La montmorillonite, argile du sol, présente une forte capacité d’adsorption de la protéine prion, sous sa forme normale ou pathologique. Une technique originale a été mise au point et a montré que des traces infimes de prion peuvent être adsorbées sur les particules d’argile jusqu’à des niveaux biologiquement actifs. En absence de transport des argiles, la dissémination de la protéine prion est faible. Elle peut cependant être ingérée par les ani-maux prélevant l’argile contaminée et franchir la barrière intestinale.
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ne étude portant sur les préférences ali-mentaires a mis clairement en évidence le rôle de la petite enfance dans l’acquisition des comportements alimentaires.Les choix alimentaires de 418 enfants entre 2 et 3 ans ont été observés dans un repas de crèche organisé en libre-service, permettant ainsi d’évaluer les préférences alimentaires en situation de choix. Les enfants ont ensuite été revus à un âge variant de 4 à 22 ans (82 % de l’échantillon initial) : leurs préférences et leur répertoire alimentaires d’aujourd’hui ont été évalués à l’aide de questionnaires. Les choix à 2-3 ans sont un facteur prédictif des préférences ultérieures : par exemple, pour les fromages. Cependant, certaines préférences évoluent avec l’âge, positivement (c’est le cas pour les légumes cuits, crudités, fruits et plats composés) ou négativement (féculents, produits animaux chez les filles : viande, œufs, saucis-ses, poisson). Le cas des frites est intéressant : il figure parmi les choix les plus élevés à 2-3 ans, puis la préférence reste élevée mais diminue avec l’âge. Les perceptions sensorielles évoluent au cours de l’enfance et de l’adolescence, ce qui
Les préférences alimentaires,
impor tance de la petite enfance
pourrait expliquer, en partie, des préférences qui augmentent pour des aliments tels que des légumes acides (tomates, choucroute…) L’étude montre également que les enfants allaités plus longtemps ont des préférences plus stables et consomment une plus grande variété d’aliments (légumes, notamment). La faible valeur énergétique des légumes et leurs propriétés sensorielles peu « attracti-ves » pour les enfants (acidité, amertume, texture fibreuse) favorisent leur rejet chez le jeune enfant. Cependant, le fait d’expéri-menter les légumes entre 2 et 3 ans influence les préférences (chez les filles) et la variété ultérieures. À partir de l’adolescence, l’infor-mation sur le bénéfice des légumes pour la santé influencerait leurs représentations, ce qui aurait un effet bénéfique sur les consom-mations.
Le prolongement de ces travaux originaux s’oriente vers l’étude de l’émergence des préférences alimentaires avant deux ans, et des conséquences des pratiques alimentaires précoces comme le mode d’allaitement sur la recherche de variété alimentaire.
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A X E B
L’alimentation est un élément central du bien-être des populations, mais peut également être à l’origine de problèmes majeurs de santé publique. Contribuer à améliorer l’alimentation de l’homme dans le respect de sa santé et de son bien-être constitue l’un des trois grands domaines de recherche à l’Inra. L’Institut aborde l’alimentation humaine dans sa globalité. Cela concerne d’une part, l’analyse des besoins nutritionnels de l’homme sain et de groupes particuliers ou à risque et d’autre part, leur traduction en recommandations alimentaires, l’amélioration de la qualité nutritionnelle des aliments,
leur adaptation aux attentes et aux besoins nutritionnels des consommateurs, notamment par les méthodes de production et de transformation.
Elle passe également par une maîtrise de la sécurité chimique, biologique et microbiologique des aliments. Le développement des connaissances sur les pratiques et les déterminants des comportements des consommateurs, et le renforcement de l’analyse des risques complètent l’approche des finalités décrites précédemment.
Q Métagénomique du microbiote
intestinal humain
Deux banques métagénomiques ont été construites à partir de la flore fécale de 6 sujets sains et 6 patients en phase quiescente de la maladie de Crohn (une maladie inflammatoire chronique de l’intestin). La diversité microbienne a été analysée et a permis d’identifier 125 espèces bactériennes appartenant notamment aux phylums Bacteroidetes et Firmicutes. Une analyse plus fine des proportions des groupes bactériens dominants a confirmé, chez les patients, une réduction significative de la proportion de Firmicutes appartenant au groupe apparenté à Clostridium leptum, constituant ainsi une signature de la pathologie.
Q Mise en évidence de récepteurs
aux acides gras dans la cavité oro-buccale
Une étude réalisée chez la souris a permis de localiser un récepteur aux lipides à l’emplacement de certaines cellules neurosensorielles des papilles gustatives linguales. L’invalidation du gène codant ce récepteur provoque, chez cette espèce, une perte totale de la préférence spontanée pour les aliments riches en lipides, sans affecter celle exprimée pour le sucré ou l’aversion pour l’amer.
Q Prévention du cancer intestinal
par le polyéthylène-glycol
Le polyéthylène-glycol (PEG), un polymère sans toxicité, supprime entièrement les cancers intestinaux dans plusieurs modèles animaux précliniques. Un contrat de licence sur cette découverte a été signé avec le principal fournisseur de PEG aux Etats-Unis. Il envisage la mise en place des essais cliniques chez des volontaires appartenant à des familles à risque élevé de cancer colorectal et des recherches complémentaires sur les mécanismes d’action du polymère. Q Relation entre réponse au stress
et virulence chezEnterococcus faecalis
Enterococcus faecalis est une bactérie commensale de l’homme et des animaux qui peut être à l’origine de maladies chez l’homme. Comprendre les mécanismes qui sont à l’origine de ces épisodes pathologiques revêt une importance majeure pour l’analyse des risques qu’elle présente. Des résultats suggèrent que la capacité de cet organisme à répondre à des stress joue un rôle clé dans sa survie chez l’hôte et dans l’expression de sa virulence. Q La flore intestinale impliquée
dans la toxicité hépatique de l’alcool
Des résultats mettent en évidence une nouvelle cascade d’événements dans la toxicité hépatique de l’alcool.
Une supplémentation en leucine pourrait limiter la fonte musculaire due au vieillissement
L’étude entreprise chez le rat âgé suggère forte-ment que l’utilisation d’un régime suppléforte-menté en leucine pourrait avoir des effets bénéfiques sur l’épargne des protéines contractiles majeures et limiter la fonte musculaire observée chez les sujets âgés, représentant ainsi une stratégie nutritionnelle aisée à mettre en œuvre.
Prévention de l’ostéoporose : rôle des polyphénols végétaux
L’impact de l’alimentation sur le métabolisme squelettique ouvre la voie d’une véritable prévention nutritionnelle. Ainsi, l’efficacité de l’hespéridine, polyphénol des agrumes, a été mise en évidence, aussi bien dans la protection du capital osseux, que sur l’acquisition du pic de masse osseuse chez l’animal en croissance. Par ailleurs, des propriétés ostéoprotectrices de l’oleuropéine, un polyphénol majeur des produits de l’olivier, ont été démontrées en conditions d’ostéoporose sénile. Ces résultats ouvrent des perspectives nouvelles pour la prévention de l’ostéoporose, en constituant deux stratégies nutritionnelles complémentaires pour la prise en charge de la pathologie.
Des bactéries lactiques comme prévention du cancer
Le papillomavirus humain de type-16 est impliqué dans 70 % des cancers du col de l’utérus et les stratégies actuelles pour prévenir ou traiter l’in-fection virale sont coûteuses. De nombreux tra-vaux ont décrit l’utilisation de la bactérie lactique alimentaire Lactococcus lactis pour délivrer des antigènes au niveau des muqueuses. L’objectif des recherches était de développer, en utilisant la bactérie lactique, un nouveau vaccin actif au niveau des muqueuses, site d’entrée dans l’orga-nisme de la plupart des agents pathogènes. Après injection des cellules cancéreuses, l’absen-ce du développement des tumeurs est observée dans la moitié de la population, une diminution du volume des tumeurs dans l’autre moitié. De plus, les souris immunisées sont capables de résister à un second défi, suggérant que l’immunité induite est durable. À titre curatif, les souches de bactéries ont été administrées à des souris où le développement de tumeurs cancéreuses avait été provoqué. On observe la disparition des tumeurs chez 35 % des souris traitées et une augmentation de la survie des autres. Ainsi, ces résultats autorisent une nouvelle approche vaccinale, fondée sur l’administration intranasale de bactéries lactiques recombi-nantes, approche peu coûteuse et sans effet secondaire apparent.
A m é l i o r e r l ’ a l i m e n t a t i o n h u m a i n e ,
p r é s e r ve r l a s a n t é d e s c o n s o m m a t e u r s,
c o m p r e n d r e l e u r s c o m p o r t e m e n t s
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L
e programme national de « Conception assistée de nouveaux aliments » (Canal) avait pour objectif de permettre aux industriels de développer de nouveaux produits répondant aux attentes des consommateurs, grâce à la réalisation d’outils d’aide à la décision : méthodes de mesures, simulateurs, démonstrateurs… issus de la recherche. Ainsi, l’implication de l’Inra était d’élaborer les connaissances fonda-mentales sur le comportement d’aliments dits « modèles », tant au niveau de leur formulation que des procédés de transformation en lien avec les problématiques industrielles. Dans ce contexte, de nouvelles méthodes d’analyses des systèmes dispersés (crèmes fouettées, mousses à base de lait) et un logiciel de caractérisation des mousses ont été mis au point pour aider à prévoir la qualité et la stabilité des produits.Par ailleurs, des modèles décrivant l’évolution de la structure alvéolaire des produits céréa-liers en cours de transformation (fermentation, cuisson) ont été développés et validés par les expérimentations réalisées en imagerie
in situ (IRM, tomographie RX). Les propriétés
mécaniques (élasticité, résistance) du produit ont été également calculées en fonction de la structure alvéolaire. Leur lien avec les propriétés sensorielles (croustillance, moelleux) ayant été établi, l’assemblage de ces résultats permet
La conception assistée
de nouveaux aliments
de déterminer la formulation et la conduite des procédés requises pour l’obtention de la texture souhaitée.
Dans l’optique de maîtriser les transferts de matières (eau, arômes, solutés…) au sein d’ali-ments « composites », l’étude du comportement de trois milieux à teneur variable en eau (gel de gélatine, base céréalière et film barrière destiné à ralentir les transferts entre les couches) soumis à des travaux métrologiques a débouché sur la mise au point de modèles de transports et d’échanges entre les différentes phases. Ces modèles sont évalués en situation de fabrica-tions réelles afin de permettre leur appropriation par les industriels.
Enfin, les relations entre la libération des com-posés d’arôme, la structure, la texture et la flaveur des produits emballés ont été étudiées à partir de systèmes expérimentaux (fruits sur sucre, yaourt, génoise…) en vue d’identi-fier les propriétés de diffusion, de partage et de transfert des arômes. L’établissement de modèles de transfert des molécules d’arôme entre les différentes phases des systèmes étudiés et la modélisation moléculaire utilisée pour l’étude des corrélations aux différentes échelles fourniront les modèles prédictifs d’aide à la formulation des aliments, en particulier celle de leur aromatisation, actuellement empirique et coûteuse. FA I T S M A RQ UA N T S D E L A R E C H E RC H E 2 0 0 5
A X E C
D i ve r s i f i e r l e s p r o d u i t s
e t l e u r s u s a g e s,
a c c r o î t r e l e u r c o m p é t i t i v i t é
Ces dernières années, la demandeen terme de qualité des produits d’origine agricole s’est considérablement affirmée et étendue : qualité des produits répondant aux normes du développement durable, qualité associée à la notion d’authenticité et de typicité, mais aussi de sécurité. Les recherches développées au sein de cet axe permettent de caractériser et de prévoir la qualité et la typicité des produits, dans une logique de diversification des produits, ainsi qu’en réponse aux attentes des consommateurs. L’objectif est également d’ancrer ces finalités dans les différents aspects d’une amélioration de l’alimentation humaine. La maîtrise de la variabilité des caractéristiques recherchées dans les produits élaborés s’appuie sur la maîtrise des technologies de production et de transformation des produits agroalimentaires. Le développement des recherches à finalités non alimentaires demande par ailleurs de caractériser et de transformer les molécules issues des produits agricoles.
Q Développement de formulations
lyophilisées assurant la stabilité de protéines
La lyophilisation de produits biologiques (protéines, vaccins, micro-organismes) a pour objectif le maintien de leur intégrité physique et biologique après un stockage de plusieurs mois, voire de quelques années, mais suppose aussi l’amélioration de la productivité du procédé. L’approche proposée repose sur l’étude couplée de l’environnement physico-chimique et des conditions opératoires de lyophilisation. Une des finalités a été de sélectionner des formulations permettant une réduction de la durée du procédé, sans compromettre la stabilité à long terme des protéines. Q Conception d’enzymes pour la
transformation des parois végétales
De nouvelles enzymes avec des capacités catalytiques améliorées ont été créées à partir de protéines fongiques, à des coûts de production plus faibles. Le domaine d’application de ces nouveaux outils concerne la production de bioéthanol carburant de deuxième génération et la production de nouvelles générations de fibres papetières, associant qualité du produit et réduction des rejets polluants.
Q Nouvelles enzymes pour le développement
de molécules à haute valeur ajoutée
Les hémicellulases sont des enzymes potentiellement utiles pour l’hydrolyse de la biomasse lignocellulosique. Les recherches ont permis de montrer que ces enzymes peuvent produire des molécules composées de sucres rares, constituant des cibles potentielles pour la recherche biomédicale. Le développement de nouvelles enzymes ouvre donc des possibilités d’obtention de nouvelles molécules à haute valeur ajoutée ou d’intérêt médical.
Q Relation entre la structure du muscle
et la tendreté de la viande bovine
La dureté de la viande résulte à la fois de la résistance mécanique des fibres musculaires et du réseau conjonctif. Le couplage de deux techniques d’imagerie a permis de souligner le rôle significatif joué par les faisceaux macroscopiques (de l’ordre de 1 mm de rayon) dans le déterminisme de la tendreté.
Des plantes à traire
De nombreuses molécules d’origine végétale sont utilisées dans l’industrie, mais les principes actifs, comme les substances anticancéreuses, sont parfois difficiles à synthétiser chimiquement. La technique mise au point consiste à cultiver des végétaux en milieu liquide, et à faire excréter par les racines certaines molécules bioactives dans le milieu nutritif. Les molécules à haute valeur ajoutée sont récupérées dans le milieu nutritif en appliquant des méthodes classiques de piégeage, séparation et purification. Ce procédé économique de production s’avère particulière-ment approprié pour des substances d’origine végétale difficiles à synthétiser chimiquement.
Une enzyme responsable de l’arôme soufré des fromages
La compréhension de l’écosystème fromager et des fonctions qu’il engendre, notamment les odeurs et la production de composés soufrés volatils (CSV) lors du processus d’affinage, est un enjeu important, tant du point de vue scien-tifique que par ses applications potentielles. Au cours du processus d’affinage, la production de CSV est déterminante, car elle confère à de nombreux fromages leur caractère propre et leur typicité.
Le gène responsable de la biosynthèse de CSV à partir de la méthionine a été identifié dans la bactérie d’affinage Brevibacterium linens. Ces travaux sont un point de départ pour la connais-sance du métabolisme du soufre et de sa régulation chez les micro-organismes d’affinage.
Décryptage du génome de la bactérie de la viande Lactobacillus sakei
Lactobacillus sakei est systématiquement trouvée
sur la viande fraîche et représente la flore majo-ritaire de la viande conservée sous vide où elle joue un rôle antagoniste contre le développe-ment de bactéries pathogènes ou d’altération. Elle est utilisée, en association avec d’autres espèces, pour la fermentation des saucissons secs. Le séquençage et l’analyse du génome ont été réalisés. Il s’agit du premier génome d’une bactérie du milieu carné. L’analyse des gènes donne des pistes pour la sélection et le contrôle de souches performantes pour différentes utili-sations. Ces résultats vont permettre de cibler les fonctions importantes pour la colonisation de la viande par les bactéries, de sélectionner des souches performantes et mieux lutter contre le développement de bactéries indésirables sur la viande.
Collection de lignées de céréales.
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e développement des fruits charnus de la tomate se caractérise par une phase d’expansion cellulaire et par un processus de maturation. Ce développement fait l’objet d’étu-des approfondies, afin de mieux comprendre les mécanismes et les régulations impliqués dans la croissance du fruit de la tomate et ceux gouvernant l’acquisition des qualités organoleptiques et nutritionnelles.Chez la tomate, le mécanisme qui augmente la ploïdie (nombre de chromosomes) des cellules atteint des niveaux élevés. L’élucidation du rôle fonctionnel de ce mécanisme dans la croissance du fruit passe par une description très précise du phénomène au cours du développement et dans différents fonds génétiques. C’est ainsi qu’une étude prenant en compte la grande variabilité de taille de fruit chez la tomate a été menée pour ana-lyser sa dépendance à la taille des cellules et à leur niveau de ploïdie. L’analyse du développement d’une lignée de tomate cerise a été comparée à
Comprendre les mécanismes impliqués dans la croissance
du fruit de toma te
celle de vingt lignées présentant une large gamme de taille de fruit. Cette approche a démontré l’im-portante contribution de la taille cellulaire et du niveau de ploïdie dans la masse finale du fruit. Une approche « transcriptomique » a aussi été développée afin de mettre en évidence les gènes impliqués dans le contrôle de la croissance du fruit lors de la phase d’expansion cellulaire chez la tomate. Cette étude a permis de montrer non seulement que le développe-ment du fruit charnu dépend de la régulation de l’expression de gènes également exprimés dans d’autres organes de la plante, mais que les différents tissus du fruit présentent des programmes d’expression de gènes distincts et caractéristiques. Des gènes candidats ont ainsi été identifiés. Cette étude complète les analyses d’expression de gènes chez la tomate en s’intéressant à des tissus et des phases de développement qui n’avaient pas été pris en compte antérieurement. FA I T S M A RQ UA N T S D E L A R E C H E RC H E 2 0 0 5
A X E D
D é ve l o p p e r l e s r e c h e r c h e s
e t p r o d u i r e l e s d o n n é e s g é n é r i q u e s
p o u r l a c o n n a i s s a n c e d u v i va n t
L’Inra participe aux avancéesde la biologie, en explore et en maîtrise les méthodes et les connaissances les plus récentes, afin d’apporter des contributions fondamentales de premier plan pour aider
à la compréhension des problématiques de recherches dans le domaine agronomique. L’objectif de ces recherches est d’améliorer les connaissances sur les mécanismes du vivant, notamment dans les domaines relatifs à l’organisation,
au fonctionnement et à l’évolution des génomes, au développement, à l’adaptation, à la physiologie et à la physiopathologie des organismes. Elles nécessitent la maîtrise
des approches à haut-débit aux différentes échelles du vivant. De ce fait, la création des outils méthodologiques et des ressources biologiques nécessaires aux approches à haut-débit est une priorité pour la compréhension des structures et du fonctionnement des génomes des espèces modèles et agronomiques. La place de la biologie intégrative est centrale et structurante. Elle s’appuie sur le développement de méthodes moléculaires, mathématiques et informatiques, sur la formalisation bio-informatique, et sur la modélisation.
Q Régulation du transport membranaire
d’eau et de sulfate en réponse aux contraintes de l’environnement
Une salinité élevée des sols engendre des contraintes hydriques et ioniques défavorables à la croissance des plantes. On sait que le transport racinaire d’eau est dû en grande partie à l’activité de protéines dénommées « aquaporines ». L’utilisation de la plante modèle Arabidopsis a permis de montrer que l’expression des aquaporines est régulée à au moins trois niveaux. Ces travaux apportent de nouvelles données sur la réponse des racines des plantes à des stress environnementaux. Par ailleurs, des résultats ouvrent des perspectives sur les mécanismes de sélectivité sulfate/sélénate, qui pourraient être appliquées dans le domaine de la phytoremédiation du sélénium. Q Chaîne d’annotation de génomes
microbiens
La connaissance du génome complet des espèces d’intérêt, associée à leur annotation, ouvre des champs nouveaux de recherches. Une plate-forme d’annotation a été développée et utilisée pour annoter les génomes de Lactobacillus sakei, de Lactobacillus bulgaricus, et de Flavobacterium psychrophilum. Elle a également été utilisée pour réannoter différents génomes déjà publiés : Enteroccocus faecalis, Enterococcus faecium, Lactococcus lactis, Bacteroides thetaiotaomicron, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus.
Q Structure atomique de la protéine
de capside du virus de la bursite infectieuse aviaire
La virologie structurale permet de comprendre les mécanismes de la virulence. Les structures tridimensionnelles de particules virales complètes d’un birnavirus aviaire ont ainsi été déterminées. Les capsides ne sont constituées que d’une seule protéine dont la structure est très apparentée à celle d’autres virus à ARN, les nodavirus et les réovirus. Q Découverte du mécanisme cellulaire
impliqué dans l’infection endomycorhizienne
Les endomycorhizes à arbuscules sont des associations entre des champignons biotrophes et la grande majorité des plantes terrestres. Ces associations sont importantes sur le plan agronomique et écologique. Les travaux révèlent comment la plante hôte accueille,
au sein de ses tissus racinaires, des champignons endomycorhiziens. Ils permettent de mieux comprendre comment ce champignon évite des réactions de défense de la plante. Q Mise en évidence de deux classes de
crossing-over chez Arabidopsis thaliana La réalisation d’une carte génétique très précise du chromosome 4 d’Arabidopsis thaliana a montré que les événements de recombinaison méiotique n’étaient pas initiés au hasard le long des chromosomes.
Modélisation du fonctionnement du méristème chez Arabidopsis thaliana
Le méristème est une structure hautement orga-nisée et dynamique, composée de cellules en division dont le fonctionnement dépend de la signalisation de cellule à cellule par l’intermé-diaire de l’auxine, une hormone végétale. La modélisation des flux d’auxine a été réalisée en se fondant sur la distribution des transporteurs observée en microscopie. Les simulations pointent notamment un rôle important du sommet du méristème dans la distribution de l’auxine et le positionnement des organes. De façon plus générale, cette approche a confirmé l’idée que la modélisation, quand elle est bien intégrée dans le projet, peut guider la conception des expérien-ces : les simulations ont permis de proposer des hypothèses qui ont ensuite été testées.
Cartographie du génome porcin et cartographie comparée multi-espèces
L’Inra a fortement investi dans la cartographie du génome porcin et sa comparaison avec celui de l’homme. Ces outils ont débouché sur une carte porcine contenant des marqueurs ancrés sur les
génomes porcin et humain. Cette carte de réfé-rence a permis d’identifier près de 180 segments chromosomiques ordonnés différemment chez l’homme et le porc et d’intégrer ces résultats à une étude internationale réalisée sur plusieurs espèces de mammifères. Ces travaux ont en outre contribué à mettre en évidence l’organisation du génome ancestral des mammifères.
Analyse à haut-débit du transcriptome du raisin
Chez les fruits non climactériques et, en particulier chez le raisin, les mécanismes moléculaires impliqués dans la maturation et la construction de la qualité restent très peu connus. L’objectif du travail a été d’identifier les gènes clés dans l’élaboration de la qualité, notamment ceux liés à la taille, à la composition de la baie et à la compartimentation des métabolites secondaires. Pour la première fois, les études d’expression à haut-débit ont été appliquées à la maturation du raisin et ont permis d’identifier un ensemble de gènes dont l’expression est affectée lors de l’induction du mûrissement. Ainsi, au cours de l’étape de la véraison, de nombreux gènes identifiés conditionnent des critères de qualité du fruit.
