C’est un problème sérieux pour les 500 millions de personnes qui dépendent du manioc comme principale source de calories, parmi lesquelles les agriculteurs de subsistance en Afrique subsaharienne, a déclaré Richard Sayre, professeur de biologie végétale à l’Université d’État de l’Ohio. Lui et son collègue Dimuth Siritunga, chercheur postdoctoral en biologie végétale à l’université, ont créé des plantes de manioc sans cyanogène. Un cyanogène est une substance qui induit la production de cyanure.
Leur étude est parue dans un récent numéro de la revue Planta.
Le manioc est une plante robuste – il peut rester dans le sol jusqu’à deux ans et a besoin de relativement peu d’eau pour survivre. C’est la principale source de glucides pour les agriculteurs de subsistance en Afrique. Mais une plante de manioc non transformée contient des niveaux potentiellement toxiques d’un cyanogène appelé linamarine.
Le traitement approprié du manioc – séchage, trempage dans l’eau, rinçage ou cuisson – réduit efficacement la teneur en linamarine du manioc. Mais, a déclaré Sayre, les techniques de traitement de raccourci, qui sont fréquemment utilisées pendant les famines, peuvent produire des produits alimentaires toxiques.
« Si nous pouvions éliminer les cyanogènes du manioc, la plante n’aurait pas besoin d’être transformée avant d’être mangée », a-t-il déclaré. « En Afrique, le manioc mal transformé est un problème majeur. Il est associé à un certain nombre de troubles de santé liés au cyanure, en particulier chez les personnes déjà mal nourries. »
Une exposition chronique au cyanure de faible intensité est associée au développement du goitre et à une neuropathie ataxique tropicale, un trouble nuisible aux nerfs qui rend une personne instable et non coordonnée. Une intoxication grave au cyanure, en particulier pendant les famines, est associée à des épidémies d’un trouble paralytique débilitant et irréversible appelé Konzo et, dans certains cas, à la mort. L’incidence du Konzo et de la neuropathie ataxique tropicale peut atteindre 3% dans certaines régions.
Les personnes qui consomment peu ou pas de protéines dans leur alimentation sont particulièrement sensibles à l’empoisonnement au cyanure, car elles n’ont pas les acides aminés appropriés nécessaires pour aider à détoxifier le poison.
Sayre et Siritunga ont conçu des plantes de manioc dans lesquelles l’expression des gènes responsables de la synthèse de la linamarine était bloquée. Ils ont ensuite analysé la teneur en linamarine dans les feuilles et les racines de ces plantes, constatant une réduction significative du cyanogène dans les feuilles (de 60 à 94%) et dans les racines (de 99%) par rapport aux plantes de manioc normales.
Les feuilles de manioc contiennent plus de linamarine que les racines de la plante, a déclaré Sayre. Les biologistes des plantes pensent que la linamarine est transportée des feuilles aux racines au début de la vie d’une plante. La désactivation des gènes induisant la linamarine dans les feuilles de manioc pourrait réduire les niveaux de linamarine dans les racines de la plante.
« Lorsque la linamarine des feuilles a été réduite de 40%, les racines contenaient moins de 1% du cyanogène », a déclaré Sayre, ajoutant qu’il était essentiel que les feuilles d’une plante de manioc en croissance contiennent une petite quantité de linamarine.
« Linamarin protège le manioc contre la consommation d’insectes ou d’animaux », a-t-il déclaré. « Les plantes avec des niveaux modérés de linamarine dans leurs feuilles et qui ne contiennent presque pas de linamarine dans leurs racines sont à la fois protégées des herbivores et contiennent beaucoup moins de cyanogène dans leurs racines. »
Du cyanure se forme lors du traitement du manioc. Mais la toxine est volatile et est libérée dans l’air, plutôt que de rester dans les aliments. Des méthodes de traitement correctes garantissent que la teneur en cyanogène des plantes de manioc se situera dans une plage acceptable, a déclaré Sayre. (L’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture a établi les teneurs maximales recommandées en cyanure pour les aliments.
« Dans les pays africains, ce sont surtout les femmes et les enfants qui sont sensibles à l’empoisonnement au cyanure », a déclaré Sayre. « Les femmes sont généralement chargées de la transformation de l’usine, ce qui les rend sensibles à l’inhalation de gaz cyanuré. Le cyanure peut empoisonner une personne par inhalation ou ingestion. »
La durée de conservation d’une racine de manioc est très courte une fois retirée de la tige, il est donc urgent de mettre la nourriture sur le marché.
« Les racines peuvent se transformer en bouillie en moins d’une semaine », a déclaré Sayre. « Le temps de commercialisation du manioc est très réduit, il doit donc être transformé immédiatement. »
Et c’est là que les consommateurs peuvent rencontrer des problèmes — la ruée vers le manioc sur le marché peut empêcher certains lots de manioc d’être traités correctement. Même si la plante est traitée correctement, l’exposition au cyanure volatil peut causer des problèmes de santé chez les personnes chargées de traiter les racines et les feuilles.
Alors que les racines de manioc contiennent moins de 10% du taux de linamarine présent dans les feuilles de manioc, c’est l’exposition à long terme au cyanure qui constitue une menace pour l’homme.
« La linamarine est convertie en cyanure lorsqu’elle est consommée », a déclaré Sayre. « L’exposition répétée de faibles doses de cyanure au fil du temps peut entraîner des problèmes de santé.
« Mais ces plantes sans cyanogène représentent un produit alimentaire plus sûr et plus commercialisable ainsi qu’un outil pour déterminer le rôle des cyanogènes dans la protection contre les insectes nuisibles et la productivité des cultures. »
« Cependant, des études préliminaires indiquent que la linamarine peut être importante dans le transport de l’azote des feuilles de manioc vers ses racines chez les jeunes plantes », a-t-il poursuivi. « Les plantes produisant des niveaux variables de linamarine doivent être testées dans des essais sur le terrain pour déterminer si l’inhibition de la synthèse de linamarine affecte le rendement des plantes. »
Des subventions de la Fondation Rockefeller, du Consortium pour la recherche en Biotechnologie végétale, du Réseau de biotechnologie du Manioc et de l’Université d’État de l’Ohio ont soutenu cette recherche.