Plantes transgeniques
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Table des matières Avant-propos ......................................................................................................... 1 Notions de génétique et d’amélioration des plantes .......................................... 5 1. Les OGM sont déjà dans notre vie .................................................................. 9 Importance des plantes transgéniques dans le monde ............................... Surfaces totales et pays concernés ......................................................... Répartition par pays ................................................................................ Répartition par espèce ............................................................................ Le soja ................................................................................................ Le maïs ............................................................................................... Le cotonnier ...................................................................................... Le colza de printemps ou canola ..................................................... Répartition par caractère ........................................................................ Répartition par obtenteur ...................................................................... Les plantes transgéniques autorisées en France ......................................... Les produits issus d’OGM déjà dans notre alimentation ........................... Produits issus de la transformation industrielle des plantes transgéniques ........................................................................................... Produits issus d’animaux ayant consommé des plantes transgéniques : la viande, les œufs et le lait .......................................... Produits faisant appel à des enzymes issues de micro-organismes génétiquement modifiés ..................................... Les médicaments issus de micro-organismes génétiquement modifiés .................................................................................................... Conclusion ...................................................................................................... 9 9 10 12 12 13 13 14 14 16 17 20 23 24 2. L’amélioration des plantes est du génie génétique ........................................ 25 De la domestication à l’amélioration actuelle des plantes ......................... Bases génétiques de la domestication .................................................... L’évolution des populations cultivées .................................................... Les ressources génétiques ....................................................................... L’évolution des caractères agronomiques ............................................. Bases génétiques des progrès réalisés .................................................... 25 25 26 31 32 34 20 20 20 IX Plantes transgéniques : faits et enjeux Les outils de la sélection « phénotypique »................................................... La sélection généalogique ....................................................................... Le rétrocroisement (ou backcross) ........................................................ La sélection récurrente ............................................................................ L’apport des biotechnologies au niveau cellulaire ...................................... La maîtrise de la reproduction à l’identique ......................................... La « manipulation » des niveaux de ploïdie .......................................... Le doublement chromosomique et les croisements interspécifiques .................................................................................. L’haplodiploïdisation ........................................................................ La maîtrise de la recombinaison et l’utilisation de la variation interspécifique .......................................................................................... La ré-association des organites cytoplasmiques .................................... L’apport des biotechnologies au niveau des gènes et de la recombinaison ................................................................................... La mutagénèse ......................................................................................... Les marqueurs moléculaires ................................................................... Définitions ......................................................................................... Cartographie génétique et détection de gènes ou de QTL ........... La sélection assistée par marqueurs ................................................ L’apport de la génomique .............................................................................. Conclusion ....................................................................................................... 49 49 49 49 50 50 53 54 3. Un nouvel outil : la transgénèse ...................................................................... 55 Le contexte moléculaire ................................................................................. Gènes et génome ..................................................................................... L’universalité du code génétique ..................................................... Des espèces éloignées ont beaucoup de gènes communs ............. Des gènes fragmentés et de l’ADN non codant ............................. Taille des génomes ............................................................................ La régulation du fonctionnement des gènes ................................... La transgénèse .......................................................................................... Retour sur la définition .................................................................... Pourquoi la transgénèse ? ................................................................ Construction du transgène ...................................................................... Les outils et méthodes à la disposition du généticien .......................... Les principaux outils de manipulation de l’ADN .......................... Action sur l’expression d’un gène .................................................... Les méthodes d’isolement d’un gène .............................................. La multiplication du transgène ............................................................... Les méthodes de transformation ................................................................... La transformation par Agrobacterium tumefaciens ............................... Le transfert direct .................................................................................... L’insertion et l’expression du gène ................................................................ Le processus d’intégration ...................................................................... Les risques d’une insertion non maîtrisée ............................................. 55 55 57 58 59 60 62 63 63 64 65 66 66 67 67 68 68 69 72 73 73 73 X 35 35 37 40 43 43 44 44 45 46 47 Table des matières La notion d’événement de transformation ............................................ Génétique du transgène .......................................................................... L’élimination des gènes marqueurs .............................................................. La transgénèse au niveau du chloroplaste (transplastomique) .................. Conclusion ...................................................................................................... La transgénèse comme outil pour la connaissance .............................. Analyse de la fonction d’un gène .................................................... Analyse de l’expression d’un gène ................................................... Analyse de l’adressage des protéines .............................................. Génétique inverse ............................................................................. La transgénèse pour la construction de génotypes ............................... 74 75 75 78 79 79 79 79 80 80 80 4. Ce qu’apporte ou peut apporter la transgénèse ............................................ 83 Des variétés transgéniques pour protéger et régulariser la production agricole ............................................................................................................ Contexte agronomique et économique ................................................. Importance des pertes de récolte .................................................... La difficulté d’une analyse économique de l’apport des variétés transgéniques résistantes aux insectes et aux herbicides ............... La résistance aux insectes ....................................................................... Éléments généraux ........................................................................... Le maïs Bt .......................................................................................... Le cotonnier Bt ................................................................................. La résistance aux herbicides ................................................................... Éléments généraux ........................................................................... Le soja résistant aux herbicides ....................................................... Autres espèces ................................................................................... Bilan des avantages des variétés transgéniques résistantes aux herbicides .................................................................................... Quelques autres travaux en développement ......................................... L’adaptation au milieu ..................................................................... La résistance aux maladies ............................................................... Les plantes transgéniques, un espoir pour une agriculture durable ...................................................................................................... Variétés transgéniques pour le consommateur ........................................... Variétés transgéniques pour la qualité nutritionnelle ......................... Qualité des apports glucidiques ...................................................... Équilibre des acides aminés ............................................................. Qualité des acides gras (des huiles de soja, colza, tournesol…) ...................................................................................... Teneur en anti-oxydants des légumes ou des fruits ....................... Variétés transgéniques pour des fruits de plus longue conservation ............................................................................................. Autres exemples ...................................................................................... Variétés transgéniques pour les qualités culinaires ....................... Variétés transgéniques pour des fruits sans pépins ....................... Variétés transgéniques pour des qualités esthétiques ................... 83 83 83 85 86 86 88 93 95 95 97 100 103 103 103 110 114 115 115 115 115 117 119 120 120 120 120 120 XI Plantes transgéniques : faits et enjeux Variétés transgéniques pour la santé ............................................................ Des aliments plus sains ............................................................................ Des plantes plus riches en vitamines : exemple du riz doré .......... Des céréales moins allergéniques .................................................... Moins de mycotoxines ...................................................................... Les plantes pharmaceutiques .................................................................. Les plantes productrices de protéines pharmaceutiques .............. Accumulation dans la feuille ou dans la graine ? ........................... Les plantes productrices de vaccins ................................................. Les alicaments ................................................................................... Variétés transgéniques pour l’alimentation animale ................................... L’amélioration de la qualité protéique pour les animaux monogastriques ........................................................................................ L’amélioration de la digestibilité de la plante entière .......................... La digestibilité du phosphore des graines par les monogastriques ..... Variétés transgéniques pour l’industrie ........................................................ La qualité des amidons pour usage alimentaire ou industriel ............. Des huiles particulières en jouant sur la longueur de la chaîne de synthèse des acides gras ..................................................................... Industrie du papier à partir du bois ....................................................... Les biocarburants ..................................................................................... La fabrication de biomatériaux .............................................................. Variétés transgéniques pour le type de variétés et pour éviter les flux de pollen : la stérilité mâle ............................................................................. L’apport possible des variétés transgéniques pour les PVD ....................... Évolution de la population mondiale ..................................................... Évolution de la production ..................................................................... Le rôle de l’amélioration conventionnelle des plantes et des variétés transgéniques .................................................................. Bilan sur les apports des variétés transgéniques .......................................... Intérêt pour l’agriculteur ......................................................................... Intérêt pour le consommateur et pour l’environnement ..................... Intérêt pour la production de substances particulières ........................ Conclusion ................................................................................................ 137 139 139 140 141 141 5. Quels sont les risques associés aux plantes transgéniques ? ....................... 143 Les risques pour l’environnement ................................................................. La dispersion des transgènes et la probabilité de leur intégration dans le génome des plantes sauvages...................................................... La dispersion du pollen et des graines ............................................ La probabilité d’intégration du transgène dans le génome des espèces voisines .......................................................................... Bilan selon les espèces et les variétés .............................................. Les risques pour la flore sauvage et les cultures non transgéniques............................................................................................. La notion de valeur sélective ........................................................... Le risque d’invasivité d’une variété transgénique .......................... 144 XII 121 121 121 123 123 123 123 124 126 126 127 127 127 128 129 129 129 130 131 131 131 135 135 135 145 145 151 153 156 156 157 Table des matières Les risques pour la flore sauvage .................................................... Les risques avec les variétés transgéniques résistantes aux herbicides .................................................................................... Les risques pour les cultures non transgéniques de la même espèce ................................................................................................. Les risques par rapport aux populations de parasites .......................... Les risques avec les variétés transgéniques résistantes aux maladies ...................................................................................... Les risques avec les variétés transgéniques résistantes aux insectes ........................................................................................ Les risques d’échanges d’ADN entre variétés transgéniques et bactéries (transfert horizontal) .......................................................... Toxicité pour l’environnement ............................................................... Risque de pollution du sol ............................................................... Risque de pollution des nappes phréatiques, cas des variétés résistantes aux herbicides ................................................................. Risques pour la biodiversité ................................................................... L’effet des variétés transgéniques sur les populations bactériennes de la rhizosphère ........................................................ L’effet de la culture de variétés transgéniques résistantes aux herbicides sur la faune du champ cultivé ................................. Conclusion ................................................................................................ Les risques pour la santé ............................................................................... Le risque allergénique ............................................................................. Le soja transformé avec un gène de la noix du Brésil ................... Le maïs StarLink® ............................................................................. Le risque de toxicité ................................................................................ Les métabolites secondaires de la résistance aux herbicides ........ L’affaire Pusztai et l’effet toxique des plantes transgéniques ....... La valeur alimentaire des plantes Bt ............................................... Le cas des variétés transgéniques pharmaceutiques ..................... Cas de la production de L-tryptophane .......................................... Risque de développement d’une résistance à certains antibiotiques ............................................................................................. Conclusion ................................................................................................ Les risques socio-économiques ..................................................................... La dépendance de l’agriculteur .............................................................. Conséquence pour les PVD .................................................................... La diminution des prix agricoles ............................................................ Le brevetage des transgènes et la concentration des entreprises ....... Justification d’une protection .......................................................... Conséquence du brevet sur les transgènes et les variétés ............. Conclusion ...................................................................................................... 158 159 161 162 162 163 169 171 171 172 172 173 173 175 175 175 176 176 177 177 178 179 179 180 181 181 181 181 182 183 183 183 185 187 6. Comment le développement des plantes transgéniques est encadré .......... 189 Le principe de précaution .............................................................................. 189 XIII Plantes transgéniques : faits et enjeux Aspects réglementaires relatifs à l’expérimentation et à la mise sur le marché de plantes transgéniques ........................................................ Le cadre européen de la réglementation ............................................... Les commissions chargées des études .................................................... Les études en milieu confiné : la Commission de génie génétique (CGG) .............................................................................. Dissémination volontaire et mise sur le marché : la Commission de Génie biomoléculaire (CGB) ........................... Pourquoi une réglementation spécifique ? ............................................ L’évaluation des risques liés à la dissémination volontaire des variétés transgéniques .................................................................................................. L’évaluation des risques pour la santé ................................................... L’évaluation du risque allergénique ................................................ L’évaluation du risque toxique ......................................................... L’évaluation des risques pour l’environnement .................................... Les mesures de protection ............................................................................. La biovigilance ......................................................................................... L’information du consommateur ............................................................ L’étiquetage ....................................................................................... La traçabilité ...................................................................................... La séparation des filières OGM/non-OGM .......................................... Coûts et problèmes liés à la coexistence des deux filières OGM/non-OGM ............................................................................... Conclusion ......................................................................................... 208 214 7. Sur les raisons du refus des plantes transgéniques et ses conséquences ............................................................................................... 215 Les raisons de la non-acceptation des plantes transgéniques ..................... Peu ou pas d’intérêt des variétés transgéniques actuellement commercialisées ....................................................................................... Les risques et le principe de précaution ................................................ La perception de la notion de risque .............................................. Les risques pour la santé .................................................................. Les risques pour l’environnement ................................................... La méconnaissance de la balance bénéfices/risques et le refus de tout risque ..................................................................................... Le risque et les innovations .............................................................. La non séparation des filières .......................................................... La gestion sociale de l’innovation .......................................................... Le déficit d’information et de communication ............................... Influence des associations opposées aux OGM ............................. La gestion politique et le manque de confiance dans les institutions ........................................................................... La mauvaise communication sur certains faits ............................... Les erreurs de communication des entreprises .............................. La méfiance à l’égard de l’innovation « OGM » ................................... L’effet nouveauté .............................................................................. XIV 191 192 192 193 193 198 199 199 199 201 202 202 202 204 204 205 207 217 218 220 220 220 221 221 222 222 223 223 223 224 225 226 226 226 Table des matières La peur que l’on touche au vivant, au naturel ............................... Il ne faut pas toucher à la nourriture .............................................. Le manque de confiance envers certains acteurs ........................... Les raisons politiques, idéologiques voire éthiques ............................. La concentration du pouvoir sur le vivant ...................................... Un attrait pour le naturel, un choix de vie ..................................... Risques pour les PVD ...................................................................... Conclusion ................................................................................................ Conséquences et conclusions à tirer du refus des plantes transgéniques .................................................................................................. Conséquences du blocage du développement des variétés transgéniques ........................................................................................... La destruction des essais au champ ................................................ Conséquences pour les recherches en biologie et biotechnologie végétales .............................................................. Conséquences pour les entreprises de sélection végétale ............. Conséquences au niveau européen pour l’agriculture, l’agro-alimentaire et la bio-industrie .............................................. Quelles conclusions à tirer de l’opposition aux plantes transgéniques d’une grande partie de la société ................................... La nécessité d’une nouvelle relation entre science, société et politique ......................................................................................... Des pistes de recherche d’un nouveau type de relation entre science-société-politique ........................................................ Conclusion ......................................................................................... 226 227 227 228 228 229 230 232 Conclusion générale .............................................................................................. 245 Références bibliographiques ................................................................................ 249 Glossaire ................................................................................................................ 269 Abréviations ........................................................................................................... 279 Index ....................................................................................................................... 281 232 232 232 234 235 235 236 236 237 242 XV
