REPUBLIQUE DU SENEGAL DELEGATION GENERALE A...
REPUBLIQUE DU SENEGAL
DELEGATION GENERALE
A LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
PRIMATURE
ET TECHNIQUE
. .
.
LA CONSERVATION DES RESSOURCES GENETIQUES
P,ar
Aboubakry SARR
.,
Mars 1978
Centre national ds Recherches agronomiques
de Bambey
INSTITUT SENEGALAIS DE RECHERCHES
AGRICOLES
(1. S.
R. A.)
.LA CONSERVATION DES RESSOURCES GENETIQUES
INTRODUCTION
L e d é f i c i t c é r é a l i e r d a n s les pays dits e n v o i e d e deve-
l o p p e m e n t p e u t @tre e s t i m e à e n v i r o n 1 0 0 m i l l i o n s d e t o n n e s v e r s
l e s a n n é e s 1 9 8 5 . A u t a u x a c t u e l d e c r o i s s a n c e d e l a p r o d u c t i o n
cdréalière,
2 p o u r c e n t , c e d é f i c i t n e p o u r r a q u e s ’ a c c e n t u e r . Il
s e m b l e q u ’ i l f a i l l e a t t e i n d r e u n t a u x d e c r o i s s a n c e a n n u e l d e 4 YS
F>our a r r i v e r à c o m b l e r c e d é f i c i t . C e q u i p o s e d’emblee l a n é c e s -
s i t é d ’ a p p l i q u e r i n t e n s i v e m e n t l ’ a r s e n a l d e m é t h o d o l o g i e s e t d e
t e c h n i q u e s s o p h i s t i q u e e s q u e l ’ h o m m e a p r o g r e s s i v e m e n t développeos
d e p u i s l e s premières d o m e s t i c a t i o n s d e s p l a n t e s p a r l e s f e m m e s d u
néolothique.
D a n s les premiers %ges, l e s p r e s s i o n s d e s é l e c t i o n
a p p l i q u e e s p a r l ’ h o m m e o n t p r o g r e s s i v e m e n t a v e c l e t e m p s c o n d u i t
à d e s formes é v o l u t i v e s q u i s e r e t r o u v e n t d a n s n o s societés a g r i -
c o l e s a c t u e l l e s
; c e p e n d a n t l a n a t u r e d e s b e s o i n s é t a n t diffdronto,
l e m o n d e m o d e r n e s ’ e s t d e p l u s e n p l u s a s s i m i l é s o n environnem,;nt
e n l e m o d i f i a n t à l ’ i m a g e d e s e s b e s o i n s . A i n s i c h e z b e a u c o u p d o
p l a n t e s c o m m e l e ble, l e r i z , l ’ a p p l i c a t i o n d e s c h é m a s d e s é l e c t i o n
s o p h i s t i q u e s , accompagnee d’une m o d e r n i s a t i o n d e s p r a t i q u e s cultu-
raies ( m é c a n i s a t i o n , e n g r a i s , f o n g i c i d e , i n s e c t i c i d e . . . ) a p e r m i s
d'obtenir des variétés 3 trCs haute potentialite.
P a r a i l l e u r s , i l e s t c l a i r e m e n t a p p a r u q u e c e t y p e d e
m a t é r i e l p r é s e n t a i t u n e extreme v u l n é r a b i l i t é f a c e a u x v a r i a t i o n s
n a t u r e l l e s
d e s p o p u l a t i o n s d ’ i n s e c t e s o u d e c h a m p i g n o n s nui-
sibles,en r a i s o n j u s t e m c n t d e l’etroitesse d e l a b a s e g é n é t i q u e .
A i n s i l e phenomène c o n n u s o u s l e n o m d e revolution v e r t e e s t basec
sur l a d é c o u v e r t e fortuite d ’ o n s y s t è m e monogénique r é c e s s i f d o
semiananisme d o n t 1 f u t i l i s a t i o n a a u g m e n t é c o n s i d é r a b l e m e n t l a p r o -
d u c t i o n d e s r i z t r o p i c a u x e t s u b - t r o p i c a u x .
L e remède à c e g e n r e d e s i t u a t i o n d u e à l a “ m o n o t o n i e , ’
genetique e s t l ’ u s a g e d a n s l e s schémas.de s é l e c t i o n d e structures
d’entree à g r a n d e variabilite g é n é t i q u e . S u r l e s d a n g e r s d e l ’ u n i -
formité genstique,
l e s p r e u v e s n e s o n t p l u s à f a i r e ; o n p e u t cit3r
q u e l q u e s e x e m p l e s d e v e n u s c l a s s i q u e s :
L ’ e x p l o s i o n d e l a r o u i l l e c o u r o n n é e ( P u c c i n i a corronatg)
sur l ’ a v o i n e a u x U S A a é t é j u g u l é e p a r l a d e c o u v e r t e d ’ u n géno oe
resistance ( P C - 2 ) . C e s y s t è m e d e résistance f u t i n c o r p o r é d a n s lti
p l u p a r t d e s v a r i é t é s c u l t i v é e s d o n t l e p a y s , m a l e n c o n t r e u s e m e n t
i l s ’ e s t a v é r é q u e l e g è n e P C - 2 e s t l i e a u g ù n e H V r e s p o n s a b l e de
la sensib.iiit6 à .Hclmintosporium victoriae. En conséquence, toutes
l e s variétes d u t y p e v i c t o r i a resistantes à l a r o u i l l e couronneo
f u r e n t d é c i m é e s p a r u n e épidemie d’H&mintosporium
v i c t o r i a e .
D a n s l e s memes c i r c o n s t a n c e s , l ’ e x t e n s i o n d e s m a ï s h y b r i -
d e s u t i l i s a n t le c y t o p l a s m e m!Ue s t é r i l e T e x a s ( T ) f u t u n e c a t a s -
t r o p h e à c a u s e d e l ’ a p p a r i t i o n d ’ u n e r a c e v i r u l e n t e ( T )
d f Helmintosporium
maydis.
Le nécessite d'avoir des variétes
plastiques est devanuz
21 l'heure actuelle impérieuse eu égard aux dangers économiques mais
aussi d'erosion génétiques que presontent certaines
voies choisiss
pour la creation
de varietés
à haut8 potentialité.
Où trouver la variabilité
génétique necessaire ?
L8s Ilan-
tes sont organisées en pools (selon HARLAN). Ces pools gén6tiqucs
aeus l'action de pression
de sélection naturelle
uniquement consti-
tuent des sources
de variabilité gbnutique.
Il a par ailleurs Bté montré
(HARLAN 1976) que les tcch-
niques culturales traditionnelles ont engendré
un assortiment d8
plantes à grande variabilité
génétique. Par contre
la modernisation
des cultures a Eliminé progressivement des formes
sauvages apparon-
,t&s (618mentsdu m&me pool primaire ou d'un
pool secondaire)
qui
assuraient
un brassage
génétique permanent et par
consdquent ongsn-
draient la variabilité
génétique. Ainsi chez le riz,
l’application
de pressions
de selection drastiques,
en plus des techniques cultu-
sales a cont,ribué à éliminer presque totalement la variabilité
géndtique chez Oryza qlaberrima.
Il apparait donc que les efforts à moderniser l'agricul-
ture pour faire face à la pression demographique
sont antagonistes
du maintion de la variabilité
génétique dans les conditions natu-
relles,
or cette variabilité
génétique est le garant
de la sécurit3
et
de la régularite de production végétale. Sa disparition sera
aussi catastrophique sur l'Économie des
pays que l'assechement
d’un
puits de pétrole
ou l'épuisement d'uns mine de métal précieux. Il
s'agit par
conséquent d'une ressource
économique qu'il faut sauv8-
garder alors
qu'il est encore
temps.
Comme il ne s'agit pas de freiner
le développement ou de
prôner.18 retour
aux pratiques culturales traditionnelles, il
con-
vient de mener
une action organisée autre que naturelle pour
conser-
ver les ressources
gén8tiques.
La FAO s'est penche8 sur le problème et les conférences
de 1961, 1967 et 1973 furent
l'occasion de discuter
les donnees
scientifiques permettant d’assurer la conservation des ,ressourcGs
génétiques,
c'est ainsi qu'est ne 1'IBPGR. Les principales Otapas de
la conservation
des ressources
génetiques sont les suivantes.
1 C.ollecte
L'optique de cette opération est
de rassembler pour
une
espèce donnée des specimen de ses pools génétiques. Les strateq+.ias
de collecte doivent &tre
établies en fonction du taux d’érosion’
genétique connu dans l'espèce et des besoins immédiats des program-
mes de sélection pour tel ou tel caractore.
Cependant de plus 8n
plus il convient de concevoir les opérations de collecte
comme des
actions de sauvetage de matériel en péril, ce qui permettra dl; r6cu-
pérer toute la variabilite
géneti ue existante, utilisable présen-
tement ou
non par les programmes ! ‘I amélioration.
Actuellement,
sous l’égide
de la FAO, beaucoup d’esptcas
sont prospcct@ ou en voie de lletre (riz, mil et sorghos, caféiers. )
En fonction du
type de matériel concerné, la
stratégie de
collecte varient,
voir CHANG (1975), HAWKES (1977), JAIN (1975),
I\\lARCHALL et BROWN (1975), BRADSHAW (1975)
Par
dela les actions internationales, l’intér@t
de la
rhzupération
des ressources
génétiques doit être
avant tout une
priorité.
nationale traduisant le
souci de s6curisation des popu-
lations présentes et à venir sur le
plan national. En outre, les
ressources
génétiques constituent un patrimoine
dont la disparition
ou le leg 21 l’extdrieur
ne peuvent qu’engendrer des situations de
dependance (scientifique et économique).
II
- Conservation
P o u r l e s esp&ces à p r o p a g a t i o n vdggtative, l a conserwa-
tion
pose de sérieux probl&mes,
de mcjlme que pour les graines
dites
“rebelles” telles
q u e l a C o l a ,
le C a c a o , l e C a f é , l e s C i t r u s , Ci0n.t
le
pouvoir
erminatif se détériore
immédiatement sous stockage.
Cependant, a es methodes telles que la culture de meristème (Florel,
'1975) donnent actuellement des résultats assez intdressant pour
cette catégorie
de plantes.
Cette méthode a en outre
l'avantage de permettre l’dlic;i-
nation
de certaines
maladies virales.
La seconde forme de conservation est la conservation dans
des conditions semi-naturelles de certaines
especes sauvages, CC-)
par
une classification des vég6tationsnaturelles
et la préservation
de certaines
phyto-unites de l'action devastatrice
de llhomme
(déforestation... ). Mais cette methode a un intérat trés
1imitG
eu égard
aux contraintes qu’elle impose.
El:le reste
cependant vsla-
ble pour
beaucoup d'espéces dites medicinales, pour les arbres ;:
l a t e x e t l e s arbres f r u i t i e r s .
Pour
toutes les autres catégories
de plantes à graines,
cGr6ales
notamment, le stockage sous conditions contrôlées constitue
la meilleure
méthode de conservation, d’autant
plus que,nous llavonz
VU?
18s exigences de l’agriculture moderne
sont incompatibles avYc
le maintien dans les condEtions naturelles de la variabilit6 g4;lGt.i.-
que.
Les principaux
objectifs d I
un programme
de conservation
sont :
- maintenir les
stocks génétiques
- effectuer
des notations, tenir
un catalogue des
cultivars
- classer et évaluer
les stocks génétiques.
.
D a n s les stratégies de conservation, il est fondamentaia
de s’assurer
que des pressions
de selection particuli&res ne peuvent
pas s’exercer sur certains caracthres o u c e r t a i n s
l i n k a t s ,
Conditions techniques de stockaae,
Il faut distinguer deux types de collection :
- collection de base,
- c o l l e c t i o n a c t i v e
Ces deux formes de collection sont indépendantes dos
petites collection de travail du sélectionneur
qui cependant dei.+;
y acc6der mais aprhs
évaluation,
Le stockage à
basse température est la technique la plus
usitée.
Le stockage peut se faire soit à l'air libre dans des
chambres froides ou dans des containers etanches à l'humidité
B très
basse température,
On utilise également des containers
remplis de gaz liquide (azote ou gaz carbonique).
Les conditions thermiques et la teneur
en eau au moment
du stockage sont déterminantes ; Roberts,
en 1972 a établi la ro-
lation suivante :
i Log ~50 = KV - Clm . C,t i
a v e c p50 =
période de demi-vie (baisse de variabilité
de 50 .j
.
des graines)
m
= teneur en eau
des semences
t
= t e m p e r a t u r e (OC) ’
KV, Cl, C2 sont des constantes variables selon les ospoces,
pour le riz par
exemple
KV = 6,531
Cl = 0,159 C2 = 0,069
Il ressort
d e cette formule l’importance de, la siccitC
des graines. P o u r l e s c é r é a l e s , on preconise
8 à 10 ;?'J obtenus par
un passage à l'étuve, a 50° pendant 24 heures.
Selon les types de collection, les températures sont
variables de m@me que l'humidité relative.
D’après Roberts
(1975), les grainesde la plupart
des
espèces peuvent Btre conservées pour
une très
lon ue duree (50 2
1 0 0 a n s ) , 21 - 20°C et 5 ;‘c:
d'humidite relative
(HR 7 + Pour des conszr-
vations à durée
moyenne de l’ordre de
10 ans, on préconise les son-
ditions de 5OC, 50 à 60 7: d'HR. Pou'r l a c o n s e r v a t i o n à c o u r t e dursu
3
ans : lB°C HR 40 à 50 $.
Le pouvoir germinatif des graines
stockées peut Evoluer
considérablement au cours du stockage,
aussi si la baisse atteint
90 $, il faut procéder à des multiplications, La Îréquence des
multiplications est cependant à Qviter dans la mesure où au cours
de cette opération,
des pressions
de selection nouvelles peuvent
s’appliquer sur le matériel et induire
des modifications quant ii
la structure genétique
de départ.
Facteurs
affectant la viabilité des graines stockees
De nombreux facteurs
influent sur
la viabilité des graines;
il s'agit de facteurs liés aux conditions de récoltes ou
de post-
r é c o l t e
(N. TAKAHASHI, Y. SUZUKI 1972). L’environnement de la plante
meae semble jouer
un r61e dgterminant
dans le pouvoir germinatif des
graines récoltées (DEXTER 1955, GOSH 1960, YASUE
et HURUTA 1971 ).
D’après
VON ABRAHMS et HAND (1956), il existe une tr;!s
bonne corrélation entre
le pouvoir germinatif et la tempdrature
moyenne journalicre
pendant les trente jours
qui précèdent la ré-
colte,
La photopériode
a également un r6le déterminant sur l’in-
duction de la dormante,
OTA (1964), TAKAHASHI (1962). Les jours
longs
induisent davantage la dormante
que les jours courts. De meme les
g$col,$es ,FIJ atmosphère trbs
humide sont plus propices à la dornance
q u e des rdooltes e n atmosptière seohe;
..I i i
La longevité et la viabilité des graines sont fortement in-
fluencées par les conditions de stockage, temperatures et
humidita
notamment, néanmoins, les conditions physiologiques de maturation
jouent un rBle
non moins déterminant.
Ainsi, on a constaté que dos
stress
au moment de la fécondation et
de la formation
des graines
peuvent se répercuter sur la viabilite
des semences alors qu'aucun
signe d'anomalie extérieure
n'est visible.
Le degré de maturité est aussi
un facteur déterminant dans
la
viabilité des grains stockés.
Le dcgre de siccité est
souvent
considdré
comme un indice de maturite p cependant, chez certainas
espÊces9
il y a un décalage entre la
mâturité commerciale et la mâtu-
rite
physiologique, en relation
avec la
dormante. Il semble d'ailleurs
que la dormancc soit dans
beaucoup de cas sous contrale
genétiqu:::
avec néanmoins une forte
influence des effets d'environnement.
Tous ces facteurs
sont donc à tenir en considération
au
moment du stockage et des contr8lejperîodiques de viabilité effectués.
Il est également indispensable de stocker des graines
saines,
d'où la necessite de traitements
fongicides et însecticidos
avant le stockage.
L'un des objectifs essentiels de la conservation des
ressources
génétiques est
de pouvoir rendre
disponible au fur et il
mesure
des besoins, la variabîlîte génétique, Aussi l'équilibre
vntre l'envoi des graines
et le maintien des stocks génétiques doit
etre un
souci permanent. Divers procédds existent à titre
d*excmplo
on peut citer, la
méthode de stockage à deux niveaux (collection 23
base et collection active) (voir schema ci-contre).
La collection active est destinée a répondre aux demandes
des genéticîens,
selectionneurs,physîologîstes
et a l'évaluation.
Si le stock de la collection active est en passe de s'riqui-
ser,
un Qchantillon de la collection de base est donne en multipli-
cation à un généticien,
ce qui permet de réalimenter la collection
active
; quand la collection de base pour unilnuméro donné s'epuis;:,
ou lorsque le pouvoir germinatif chute 5 30 ,Jp un échantillon de
cotte collection est multiplie et sert 21 reconstituer la génération
n
+ 1 de la collection de base et 21 réalimenter la collection acti'jo.
Par ce procéde,.la fréquence
des multiplications pour la
collection de base est limitee,
ce qui est necessaire pour éviter
20s sélections particulibres sur la structure
initiale de la popula-
tion.
D'ailleurs
dans le m&me ordre d'idées, il est important
do
stocker un échantillon suffisamment representatif de la varîabîlitC
génétique de la population de depart.
.
Le polymorphisme
de la population de départ peut Btrn alter6
si un échantillon insuffisant est conservé, si les
procédes de nul-
tîplication favorisent des phenornenes comme la dérive génetique ou la
consanguinité dans les populations allogames.
D'apres
OKA (1767), il
est possible de prévoir le nombre
de populationset de plantcs necessaires A la préservation de la
variabilité
génétique. On a la relation
.
F
= 1 - r(l - P) + P (1 - p);TN
avec P = fr'action de la variation genétique totale d'une os~;::ce
représentée
par
une population
N = nombre de populations
P = fraction de la variation
génétique d'une population
représentée par
un individu
n = nombre de plantes
echantillonngas par population
F = fraction
de la variation
genetique représentée Par
N x n échantillons.
l-es valeurs
de P et p.peuvcnt @tre
estimées à partir de
v a r i a n c o i n t r a e t i n t e r p o p u l a t i o n .
Ainsi pour des variétés comr,~~r-
cialisées
qu'on peut considérer
comme genétiquement pures,
on peut
estimer P(O,Ol et p = 0,95. Aussi la conservation de 300 variGt6s
choisies au hasard
dans une ecologic peut representer 91 ;% de la
variabilité
génetique existante.
III - Evaluation
L'utilisation Eventuelle des ressources
génétiques consor-
vées est subordonnée à leur évaluation
de maniere à disposer
de tous
10s éléments permettant de caractériser
chaque entrée.
Les objectifs de l'evaluation sont multiples :
a) Etablir
une description
la plus compl4te possible du ma-tU+.i.:~~
stocké.
Ce point implique le releve de tous les caracteres agrono-
miques, botaniques,
morpho-physiologiques des populations. Cet aspect
est souvent confie a des botanistes.
b) Etudier la structure
génêtique des populations.
P o u r c e f a i r e , les caract8res
mesurés sont analyses selon
les différentes méthodes de taxonomie numérique.
Ex D analysa de correspondance,
analyse des corrélations
canoniques,
correlation
multiple, régression
multiple, analyse en
composante principale, analyse descrimante,. ,
Dans ce volet s’inscrit
l'etude des relations phylogSnr5ti-
ques e n t r e les diffgrentcs esphccs et populations.
Eu
égard 21 la liste impressicnnante des caracthres ü
Stu-
dier ‘(voir
CHANG 1976) selon les csp5ccs e t l e n o m b r e élev6
d e j.~la~~t~a
ü o b s e r v e r , cette activité
ne peut pas se concevoir
sans l'utilis.a-
tion de l'informatique. Specialement p o u r l a d e s c r i p t i o n e t l a clos-
sification des cultivars
dans le cadre
de la conservation des r;:ssourc:I!';
gengtiques, des programmes
ont été écrits
en FORTRAN IV ; on peut citer
le programme
TAXIR et la nouvelle version
EXIR qui existe à l’univar-
sité
du Colorado.
c) Testsphysiologiques
Etude de dormante
et de viabilité des semences ; comporte-
ment vis-à-vis des facteurs
du milieu : temperature,
drificit hydriqcs,
roaction à la fertilité, longueur
d u jour...
E t u d e s b i o c h i m i q u e s s;.!r
1::s effets du stockage..,
d) Screening pour certains
gonies particuliers en relation
avec les programmes d'amolioration
des plantes, notamment la resis-
tance aux maladies et aux insectes, certains
ggnes marqueurs, lss
complexes génétiques influençant le rendement...
L'Cvaluation fait intervenir la notion
d'équipe pluridis-
ciplinaire permettant d'aborder les differentes notions sus indiquoos
qui ne sont pas exhaustives, ce
pour
une meilleure connaissance
des ressources
g6nétiques et partant leur utilité pour l'avenir.
De maniére générale,
lorsqu'a la lumibre
des investigations,
un cultivarsrévèle des caracteristiques intéressantes, on retournu
sur
les lieux de prospection pour faire un 4chantillonnage plus
exhaustif de ce cultivars et
des espbces apparentées.
Toutes les informations recueillies
sont consignées dans
des fiches dont les modelos varient selon les pays.
Pour
un souci d'efficacité de la collaboration
scientifi-
que internationale, il apparait de plus en plus nettement (collcjque
AAASA,
1978) la necessito de, standardiser
aussi bien les caracturss
descriptifs que les fiches de présentation.
IV -
Les sciences d-e la conservation
des ressources
génetiques
A la lumihre des activites sus
dnoncées, un laboratoiro
do ressources
gdnétiques devrait comprendre les spécialites des
disciplines suivantes :
- botanique
- physiologie
- génétique et amélioration des plantes
physiologie
- phytopathologie
- entomologie
- informatique
- techniques du froid et cngeneering.
En d'autres
termes, la conservation des ressources gontiti-
ques sst une activité scientifique synthétique. Son apparition r6c;:nt:+
explique la rarete
d'enseignements specifiques rassemblant les
diff6-
rents
domaines sus mentionnés. Cependant
en Grande Bretagne, &
l'université de Birmingham dans le departement
du Professeur HAWKES,
existe un enseignement spécifique conduisant à une maîtrise d'cnszi-
gnement supérieur.
Eu Egard à la nécessité pour les
pays africains
qui consti-
tuent encore
des réserves de beaucoup de ressources génétiques v6gO-
tales, de sauvegarder leur patrimoine,
un programme actif de formation
de cadres
nationaux pour la conservation
des ressources
génétiques
doit être entrepris,
Au colloque de 1'AAASA à Ibadan, il a été ro:om-
mand6 l'introduction,
dans les programmes
d'enseignement en maîtrise,
de points relatifs a la conservation
des ressources
génétiques ; des
bourses
sont disponibles au nivnau de divers
instituts (ex : IITA)
pour
une spécialisation dans.
ce domaine.
v -
La collaboration internationale en matière de
conservation desressources gfinétiques
Les organisations
internationaux FAO par le biais de 1'IBPGR'
l'ICRISAT, l'IITA, 1'ACCT et certains organismes
français comme
l'ORSTON, 1'IRA-T' se sont penches sur
le probleme et des collectes
ont 6t.é effectuées pour
beaucoup d'espaces cultivées (riz
sorgho,
mil, caféier . ..) et d’autres’espoces
sont en voie de collécte. Il
s'agit là d'un effort louable et salutaire
3 plus d'un titre
pour
1:
l'humanité,
et les pays prospectes
ne peuvent que se féliciter d'uno
.
aide aussi importante. Cependant quelle
soit l'importance de cat
effort
international, la prise
de conscience à l'échelon national
.
de la valeur
des ressources
génétiques, la mise en place d’efforts
et
de moyens pour les préserver doivent f3tre prépondérantes.
Un désintéressement
des institutions
nationales mattGrialis6
par
une participation
nulle à l’effort de sauvagarde
des ressources
genetiques ne peut qu’engendrer
la dependance, à tous les points de
vue, d e l ’ e x t é r i e u r p o u r l e s s o l u t i o n s f u t u r e s d e n o s p r o b l è m e s a g r i -
coles.
I l s ’ a g i t , en concret,
au niveau national et marne regi:Z-
na1 en Afrique, d e c o n s i d é r e r l ’ a c t i v i t é d e sauvegarde des ressources
genetiques comme une des priorités et de mettre
en oeuvre tous
les
moyens nécessaires à la collecte,
et ü lYédiEication de centres
regionaux de conservation
et d'évaluation en Afrique.
La conservation des ressources
génetiques africaines dans
les
pays européens doit être
concue comme une operation transitoire
et purement temporaire
qu'il serait anormale
de perenniser,
au risque
d’hypothéquer l’avenir.
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