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Apporter des solutions aux enjeux bioalimentaires et environnementaux grâce à la génomique

11 juin 2024

Mise à jour : 11 juin 2024

Trois équipes de l’INRS reçoivent un appui financier de Génome Québec et du FRQ pour la préservation d’une planète en santé.

La professeure Isabelle Lavoie ainsi que les professeurs Philippe Constant, Yves St-Pierre et Frédéric Veyrier de l’Institut national de la recherche scientifique (INRS) figurent parmi les quinze équipes de recherche qui obtiennent un financement de Génome Québec et du Fonds de recherche du Québec – secteur Nature et technologies (FRQ – secteur NT), totalisant près de 3,6 millions de dollars. Les résultats viennent d’être dévoilés dans le cadre du troisième cycle du Programme d’intégration de la génomique – agriculture et bioalimentaire, foresterie et environnement.

Ces projets de recherche mettront de l’avant l’utilisation de la génomique pour aider l’industrie et les organismes publics à faire face à différents enjeux en matière de biodiversité, de santé animale, de qualité de l’eau et de santé des écosystèmes. Il sera aussi question de se pencher sur la détection de pathogènes, des ravageurs et des espèces envahissantes.

Les trois projets pilotés par l’INRS totalisent un financement de 900 000 dollars.

Évaluer la qualité des cours d’eau grâce à l’ADN des algues

Le projet « Les diatomées pour le suivi de l’intégrité biologique des cours d’eau : preuve de concept pour une migration de l’approche traditionnelle par microscopie vers une approche de metabarcoding » est mené par Isabelle Lavoie (Centre Eau Terre Environnement de l’INRS) et Stéphane Campeau (Université du Québec à Trois-Rivières), en partenariat avec le ministère de l’Environnement, de la Lutte contre les changements climatiques, de la Faune et des Parcs. 

Biofilm se développant à la surface des cailloux en milieux aquatiques.
Biofilm se développant à la surface des cailloux en milieux aquatiques. 

Des algues microscopiques appelées diatomées sont couramment utilisées comme bio-indicateurs afin d’évaluer la qualité des cours d’eau. On les récolte en grattant la pellicule de couleur brune ou verte que forment les biofilms (consortium de divers microorganismes, dont les diatomées) à la surface des cailloux. Le nombre de sites suivis à l’aide de l’Indice Diatomées de l’Est du Canada (IDEC) ne cesse d’augmenter. Toutefois, les coûts d’analyse (par microscopie) et les délais pour obtenir les résultats freinent le déploiement de cette approche pour un suivi de routine à l’échelle du Québec.

Ce projet vise donc à déterminer la pertinence et la faisabilité d’utiliser l’ADN de diatomées comme alternative ou complément aux analyses en microscopie afin de réduire les coûts associés, les délais d’analyses et les besoins en expertise taxonomique. Cela permettrait d’améliorer le biosuivi de routine et de rendre l’outil IDEC accessible à un plus grand nombre d’organismes et demeurer ainsi un chef de file en biosurveillance au Canada.

Développer des biosolutions innovantes en agriculture

Le projet « Établir un modèle IA de prédiction de biocompatibilité bactérie-consortium bactérien basé sur les profils génomiques en conditions de biocontrôle dans le pathosystème Radis – Streptomyces scabies » est mené par Philippe Constant (Centre Armand-Frappier Santé Biotechnologie de l’INRS) en collaboration avec l’entreprise Ulysse Biotech.

Développer des biosolutions innovantes en agriculture
L’utilisation des biosolutions offre des avenues prometteuses pour développer une agriculture durable.

L’utilisation des biosolutions – biofertilisants, biocontrôle, biostimulants, adjuvants – offre des avenues prometteuses pour développer une agriculture durable, compétitive et résiliente face aux changements climatiques. Contrairement aux larges spectres d’application des pesticides conventionnels, ces biotechnologies s’avèrent plus spécifiques au contexte d’utilisation : elles s’adaptent à la nature de la plante hôte, le microbiote du sol ou encore le type de pathogènes. Le grand défi de cette technologie est donc d’identifier les spécificités de chacune des biosolutions formulées afin d’assurer les meilleurs résultats pour les différents types de culture.

Ce projet vise à identifier les caractéristiques génomiques qui permettront de prévoir une biocompatibilité entre bactéries, et donc de développer des formulations d’agents biologiques et des recommandations d’applications (p. ex. doses et fréquences) plus efficaces en vue d’une agriculture de précision.

Surveiller la santé des écosystèmes marins… grâce aux moules

Intitulé « MYTILUS: A multi-omics platform for monitoring the health of coastal marine ecosystems » le projet de recherche des professeurs Yves St-Pierre et Frédéric Veyrier (Centre Armand-Frappier Santé Biotechnologie de l’INRS) sera mené en collaboration avec Parcs Canada.

Surveiller la santé des écosystèmes marins… grâce aux moules
Récolter de précieuses données sur la santé des écosystèmes marins grâce à l’analyse de l’ADN des moules.

Le concept de la biopsie liquide, développé dans le domaine biomédical, est basé sur l’analyse génétique de l’ADN qui circule dans le sang. En collectant ainsi l’ADN qui s’accumule dans la moule  – un mollusque filtrant des dizaines de litres d’eau quotidiennement – et en analysant les informations génétiques contenues dans ces échantillons, les chercheurs espèrent obtenir des données précieuses sur la santé des écosystèmes marins.

L’équipe sera aussi en mesure de détecter la présence de pathogènes et d’évaluer la biodiversité de l’écosystème et l’état de stress de la moule face aux éléments de l’environnement. Cette approche non invasive offre un moyen efficace de surveiller les changements environnementaux, d’identifier les impacts humains et de prendre des mesures pour préserver et restaurer ces précieux habitats marins.

À propos du Programme d’intégration de la génomique – volet agriculture et bioalimentaire, foresterie et environnement

Ce programme sert à financer des projets allant de 100 000 $ à 300 000 $, couvrant la moitié du financement de partenariats entre des chercheurs et chercheuses académiques et des partenaires utilisateurs pouvant implanter et commercialiser les résultats des recherches.

Les fonds doivent servir à établir une preuve de concept pour le développement et l’application d’un outil, un produit ou un procédé issu de la génomique ou qui en permet l’application, ainsi qu’à favoriser le transfert des résultats issus du projet vers l’implantation ou la commercialisation par l’utilisateur, ou de favoriser l’obtention de financement subséquent.