Favoriser la recherche en génomique et son application à

l’agricultureCindy Bell, Génome Canada et

Jerome Konecsni, Génome Prairies

Le 9 mai 2007

Atouts du Canada

• Un solide partenariat public-privé• Une réglementation moins restrictive touchant

les OGM• De la recherche coordonnée et bien financée• Un producteur-exportateur important de produits

agricoles et forestiers• Une politique agricole moins interventionniste• Une agriculture à l’échelle industrielle et une

solide infrastructure de transformation

Capacités du Canada relatives à la biomasse

Besoins du Canada

• De nouvelles matières premières à des fins de bioraffinage

• Des technologies améliorées de transformation• Un plan d’adaptation des cultures• Des liens plus étroits avec les milieux de la

recherche internationale• Des liens plus étroits avec l’industrie• L’accès aux marchés qui reconnaissent

l’importance de l’environnement

Recherche en génomique

Génome Canada

• Réseau de six centres de génomique régionaux

• Affectation de plus de 700 millions de dollars à la recherche en génomique

(1,5 milliard de dollars, lorsque l’on prend en compte l’affectation de 800

millions de dollars en cofinancement)

• Principes relatifs aux programmes :

• Excellence scientifique

• GE3LS et SEB

• Saine gestion et mesure de contrôle financier

• Cofinancement – 50 % du financement total de projet doivent provenir

d’autres parties

• Projets d’envergure – « mégascience » (moyenne de 10 millions de

dollars)

Principaux points touchant Génome Canada

• Lancement et mise en branle des centres

• Détermination d’équipes de recherche d’excellence (115 projets)

• Plates-formes de science et de technologie (six plates-formes)

• Mise en oeuvre d’un nouveau modèle de gestion et de rapports

• Cofinancement de l’ensemble des activités

• Effectif de 2 000 scientifiques et techniciens d’un océan à l’autre

• Passage de l’exode des cerveaux à l’afflux de cerveaux

2000 2001 2002 2003 2004 2005

Lancement deGénomeCanada

Lance-ment duprojet Comp I

Lance-ment desprojetsComp II

Projetsd’appl.en santé

Lancementdes projetsComp III

Sommaire des sources de financement des projets approuvés de Génome Canada

En date de mars 2007

Génome Canada43 %

Provincial18 %

Étranger15 %

Industrie/secteur privé11 %

Fédéral7 %

Institutionnel6 %

Projets internationaux – Mécanismes de soutien

Septembre 2005

À l’initiative d’un chercheur(regular application to Genome Canada with an

international partner)

Concurrence bilatérale(e.g. Genome Canada/Geñoma Espana)

Dirigé par la collectivité(e.g. Bovine project)

Initiative d’un consortium international(e.g. SGC, P3G)

Geoff Hicks, Université du ManitobaJanet Rossant, Mount Sinai HospitalChefs de projet

Le projet international de mutations knockout de la souris est une initiative mondiale qui vise à créer des mutations knockout dans tous les gènes du génome de la souris

Buts

UC Davis et le Projet européen de mutagenèse conditionnelle de la souris (projet EUCOMM); coordination avec le projet KOMP par l’intermédiaire de IKMC

Partenaires

23,6 millions de dollarsBudget ($CAN)

Projet nord-américain de mutagenèse conditionnelle de la souris (projet NorCOMM)

Consortium international de recherche surles transmutations knockout de la souris

�Lettre d’intention signée par NIH, la Commission européenne et Génome Canada�La lettre d’intention exprime les principes d’une collaboration internationale dans le secteur de la souris mutagène, y compris:

�Communication libre et transparente des données et des ressources produites;�Partage des plans de production afin de réduire au minimum la redondance et de promouvoir une efficacité maximale;�Coordination de l’archivage et de la distribution afin de veiller à ce que les ressources soient directement accessibles aux milieux scientifiques;

�Formation d’un comité directeur de RP et de bailleurs de fonds, afin d’assurer une surveillance;�Mandat fondé sur les principes énoncés dans la lettre d’intention�Établissement de groupes de travail responsables de questions précises (ex: communication des données et des ressources liées aux pratiques de dépôts et développement de la technologie).

Processus de planification stratégique

Exposé de positionUn exposé de position doit être un document bref et non technique qui définit l’importance du thème de recherche stratégique, le ou les problèmes à aborder, l’état actuel de la science, les infrastructures et les ressources humaines disponibles au Canada, le financement total nécessaire sur une période de quatre ans, les résultats socioéconomiques attendus, ainsi que les résultats et les répercussions sur le secteur ou la discipline visé par le thème.

Thèmes de recherche stratégique• Bioénergie et bioproduits à valeur ajoutée• Agriculture – animaux (y compris les poissons)• Agriculture - végétaux• Santé des écosystèmes compte tenu des changements et de la

surveillance dans le domaine de l’environnement• Maintien et renforcement de la productivité des industries agricoles,

forestières et océanographiques• Aspects éthiques, environnementaux, économiques, juridiques et

sociaux de la recherche en génomique (GE3LS)• Prédisposition à la maladie• Optimisation des thérapies• Diagnostic• Mécanismes des maladies• Nutrigénomique

Projets en matière d’agriculture et de pêches

Recherche sur les cultures

Stress abiotique du blé et du canola 19,5 M$Développement des graines de canola 7,5 M$Génomique fonctionnelle de l’Arabidopsis 1,6 M$Génomique de la pomme de terre 3,9 M$Génomique du raisin – Genoma Espana/Génome Canada 6,2 M$Conception d’oléagineux 6,8 M$Amélioration des cultures de climat tempéré – graines 4,1 M$Recherche totale sur les cultures 49,6 M$

Recherche connexeMicroorganismes des sols

5,9 M$

Projets en matière d’agriculture et de pêches

Recherche animaleMaladies infectieuses (Babiuk et Hancock)

26,9 M$Séquençage du génome bovin (initiative internationale)

*58,6 M$ Total de la recherche animale

85,5 M$

Recherche en aquaculturePleurogène – Genoma Espana/Génome Canada (Douglas) 4,1 M$Génomique de la morue (Symonds) 12,9 M$Recherche en génomique sur le saumon de l’Atlantique (projet GRASP)

(Davidson et Koop) 6,2 M$Consortium de recherche en génomique sur tous les salmonidés (cGRASP) 15 M$

Total de la recherche en aquaculture 38,2 M$

* Afin de faciliter l’addition des montants, le budget total de l’initiative de séquençage du génome du bovin (53 millions $US) a été converti en dollars canadiens. La contribution financière de Génome Canada à l’initiative s’élevait à 5 millions $US.

Stress abiotique des plantes : Exemple de collaboration internationale

RUSSIA

ASIA

EUR

OPE

MIDDLEEAST

AFRICA

USA

SOUTH

AMERICA

AUSTRALIA

CANADA

ANTARCTICA

GREENLAND���������

���

�����

�������

��������

�������������������

Projets en cours

Utilisation d’outils de génomique à des fins d’amélioration des cultures de climat

tempéréM. Brian Fowler, Université de la Saskatchewan

Résumé du projet• Ciblage de trois cultures importantes : blé, orge et seigle• Le projet devrait entraîner des cultures robustes plus résistantes

aux températures peu élevées, une utilisation réduite d’herbicides et d’énergie dans la production de cultures plus résistantes au froid et une utilisation plus efficace de l’humidité des cultures.

Financement du projet• Financement total de 8,1 M$; 4,1 M$ de Génome Canada; 3 M$

de Génome Prairies

Conception d’oléagineux pour les marchés de l’avenir

Randall Weselake, Université de l’AlbertaWilf Keller, Institut de biotechnologie des plantes

Résumé du projet• Utilisation de technologies de génomique dans le cadre du

développement de colza canola dont le tégument aura les caractéristiques recherchées

• Réduction du niveau de facteurs non nutritifs• Amélioration de l’utilité du colza/canola, ce qui mènera à une meilleure

farine ����������������������������������������������������������������������������������������������

Financement du projet• Financement total de 14,8 M$; 6,8 M$ de Génome Canada; 0,6 M$ de

Genome Prairies

Applications futures de la génomique

La génomique contribue de plusieurs façons au maintien et à la croissance de l’industrie agricole du Canada.

• Amélioration de la production• Sécurité de la production• Appui de l’amélioration des plantes• Fonction et régulation générique• Ingénierie des voies métaboliques

Amélioration du rendement

Les méthodes suivantes permettent d’améliorer le rendement :

• Augmentation des types d’huiles• Augmentation de la teneur en

huile

Sécurité du rendement

La génomique peut contribuer au traitement des aspects suivants :

• stress abiotique (gel, chaleur, sécheresse et salinité)

• stress biotique (les stratégies englobent la détermination de facteurs qui accroissent la résistance des plantes aux agents pathogènes)

Fonction et régulation

La génomique peut jouer un rôle dans la recherche touchant la fonction et la réglementation, par exemple :

• Détermination de gènes candidats qui participent à la biosynthèse des lipides ou d’acides adipeux

• Détermination des facteurs transactivateurs qui régulent les voies métaboliques

On pourrait ainsi atteindre le niveau suivant de teneur en huile des oléagineux, c.-à-d. une teneur supérieure à 50 %

Génie métabolique

• La génomique peut contribuer largement à la détermination du congestionnement des voies métaboliques

• Des produits industriels, notamment les acides gras hydroxylés et époxydes, ont été exprimés dans les plantes selon un pourcentage d’environ 15 %

• Afin d’atteindre un pourcentage commercialement viable de 50 %, il faudra éliminer le congestionnement à l’aide d’une approche génomique

Soutien de l’amélioration des plantes

• La détermination des marqueurs génétiques peut accélérer l’amélioration des plantes et réduire le délai de développement

Activités liées aux priorités thématiques du projet EPOBIO

Le Canada mène des activités parallèles aux thèmes phares du projet EPOBIO

• Oléagineux• Polymères• Parois cellulaires

HUILES – Cultures de plateforme

Brassica carinata

• Maturation plus tardive que celle du canola; tolérance à la chaleur et à la sécheresse et semences de taille importante.

• Teneur en protéine supérieure de 10 % et teneur en huiles supérieure de 10 % que celles du canola.

• Faible teneur en fibres (grosses semences jaunes).• Teneur élevée en glucosinate allylique et teneur en acide

érucique élevée/faible.• Potentiel important sur le plan du développement d’une

plateforme de biodiesel, de biopesticides ou d’esters cireux.

HUILES - suite

Brassica juncea

• Culture sous forme de moutarde et de canola.• Maturation plus précoce que celle du canola (B.

napus). • Tolérance à la chaleur et à la sécheresse; résistance

aux bris.• Gros semis jaunes – farine à faible teneur en fibres.• Excellent potentiel sous forme de :

• Biofumigant (teneur élevée en glucosinate allylique)• Biolubrifiant

HUILES

• Cultivées en Europe depuis des siècles• Exigent peu de matières premières• Se prêtent aux périodes de croissance courtes • Potentiel important à titre de plateforme d’agriculture

moléculaire ou de biodiésel

Camelina sativa (false flax or German sesame)

Autre recherche sur les huiles

• Accroissement de la teneur en huile de brassica – biodiesel plus rentable

• Génie moléculaire d’acides gras à valeur élevée en vue de leur utilisation relative à des produits comme les acides gras hydroxylés et époxydes et les esters cireux

PAROIS CELLULAIRES

• Triticale à titre de plateforme de culture• Croisement de blé et de seigle• Rendement agronomique (rendement plus

élevé, adaptabilité, stabilité de rendement et de l’approvisionnement, plateforme sur mesure)

• Utilisation limitée dans la chaîne d’alimentation humaine; possibilités plus importantes sur le plan de l’utilisation industrielle

PAROIS CELLULAIRES

�������������������������������������������������������������� � ��� ������������������

� D�veloppement de biocatalyseur sup�rieur en vue de la transformation de fibres v�g�tales

� D�veloppement d�un nouveau cocktail de rouissage enzymatique

• Développement de composites PP à base de fibre de lin présentant des propriétés mécaniques optimisées

POLYMÈRES

Triticale et blé d’amidon de grain cireux

• Approvisionnement industriel d’une bioraffinerie pour le grain qui produit de l’éthanol

• Glucides à titre de précurseurs de produits chimiques de plate-forme – p. ex. les polymères

• Solubles de distillerie à titre de source de protéines industrielles à valeur ajoutée

Autres initiatives et programmes canadiens qui

appuient la commercialisation et

l’application de la génomique

Réseau canadien d’innovation dans la biomasse (RCIB)

• Réseau de chercheurs fédéraux, de gestionnaires de programmes, de décideurs et de conseillers experts, ainsi que des partenaires de l’industrie, des universités et d’organismes provinciaux

• Financement de 7,8 millions $CAN (2005-2006)

• Programme pluriannuel (2006-2011) qui appuie des réseaux de recherche scientifique afin d’accélérer la commercialisation de bioproduits et de bioprocédés

• Ce programme de 145 millions $CAN finance des activités de réseaux et de regroupements, de la recherche et du développement, le transfert technologique et la commercialisation en mettant l’accent sur les aspects suivants:

• Amélioration des matières premières d’alimentation

• Amélioration de la transformation

• Diversification du rendement

Programme d’innovation pour les

bioproduits agricoles (PIBA)

Modification génétique

Améliorationde la fonctionnalité

Génie chimique

Peinture, vernis, revêtements, composites

Conception de produits

Modèle de prévision

Rendementbiocomposite

Optimisationde procédés

Composites biologiques à valeur ajoutée

DCX

Pulperie

Transforma-tion de fibres

Ford

Culture de sojaet de maïs

Fabrication de pièces

Initiative BioCar

Investissement de projet :18 M$

����������� ������������

���������������������������������������������

����������������������������� ������

��������������������������

!������������������������������

�����������

!���������������

"��

�

���������������

����������

#$��%&�

'���������(��&��

)*%���������+��)

�����������,��(�������������������

������������������

�����������

���������������%����

�������������������������������������

����������������� ��������� ���������

Alberta Bioplastics Network

• Élaboration de relations scientifiques fondamentales entre les matières de base :

• modification physico-chimique • conditions de transformation • hiérarchie structurale • fonctionnalité physique qui en découle

• Développement de technologies de mise à niveau pour les besoins de procédés à l’échelle laboratoire

• Études de marché, investissement et développement de l’entreprise

• Politique et réglementation environnementales et économiques

Programmes d’investissement dans des entreprises commerciales

• Sustainable Technologies Development Canada• Affectation de 500 millions $ CAN aux biocarburants

de deuxième génération

• Programme agri-débouchés• Affectation de 134 millions $CAN sur cinq ans

• Programme de commercialisation du bioraffinage et de développement de marchés de l’Alberta

• AgWest Bio – capitaux de démarrage• Programme de commercialisation de la recherche

et d’innovation de l’Ontario (plus de 200 M$)

ABIC 2007Du 23 au 26 septembre 2007

A conference with a program extending over two and a half days with plenary and

concurrent sessions

L’exposition AgBio permet aux participants de faire connaître leur entreprise et de mettre

leurs produits en valeur dans un cadre professionnel.

http://www.abic.ca/abic2007/