Plantes transgéniques : faits et enjeux
A. Gallais et A. Ricroch
Quae
Avant-propos1
Notions de génétique et d'amélioration des plantes5
1. Les OGM sont déjà dans notre vie9
Importance des plantes transgéniques dans le monde9
Surfaces totales et pays concernés9
Répartition par pays10
Répartition par espèce12
Le soja12
Le maïs13
Le cotonnier13
Le colza de printemps ou canola14
Répartition par caractère14
Répartition par obtenteur16
Les plantes transgéniques autorisées en France17
Les produits issus de plantes transgéniques déjà dans notre alimentation20
Produits issus de la transformation industrielle des plantes transgéniques20
Produits issus d'animaux ayant consommé des plantes transgéniques : la viande, les oeufs et le lait20
Produits faisant appel à des enzymes issues de micro-organismes génétiquement modifiés20
Les médicaments issus de micro-organismes génétiquement modifiés23
Conclusion24
2. L'amélioration des plantes est du génie génétique25
De la domestication à l'amélioration actuelle des plantes25
Bases génétiques de la domestication25
L'évolution des populations cultivées26
Les ressources génétiques31
L'évolution des caractères agronomiques32
Bases génétiques des progrès réalisés34
Les outils de la sélection « phénotypique »35
La sélection généalogique35
Le rétrocroisement (ou backcross)37
La sélection récurrente40
L'apport des biotechnologies au niveau cellulaire43
La maîtrise de la reproduction à l'identique43
La « manipulation » des niveaux de ploïdie44
Le doublement chromosomique et les croisements interspécifiques44
L'haplodiploïdisation45
La maîtrise de la recombinaison et l'utilisation de la variation interspécifique46
La ré-association des organites cytoplasmiques47
L'apport des biotechnologies au niveau des gènes et de la recombinaison49
La mutagénèse49
Les marqueurs moléculaires49
Définitions49
Cartographie génétique et détection de gènes ou de QTL50
La sélection assistée par marqueurs50
L'apport de la génomique53
Conclusion54
3. Un nouvel outil : la transgénèse55
Le contexte moléculaire55
Gènes et génome55
L'universalité du code génétique57
Des espèces éloignées ont beaucoup de gènes communs58
Des gènes fragmentés et de l'ADN non codant59
Taille des génomes60
La régulation du fonctionnement des gènes62
La transgénèse63
Retour sur la définition63
Pourquoi la transgénèse ?64
Construction du transgène65
Les outils et méthodes à la disposition du généticien66
Les principaux outils de manipulation de l'ADN66
Action sur l'expression d'un gène67
Les méthodes d'isolement d'un gène67
La multiplication du transgène68
Les méthodes de transformation68
La transformation par Agrobacterium tumefaciens69
Le transfert direct72
L'insertion et l'expression du gène73
Le processus d'intégration73
Les risques d'une insertion non maîtrisée73
La notion d'événement de transformation74
Génétique du transgène75
L'élimination des gènes marqueurs75
La transgénèse au niveau du chloroplaste (transplastomique)78
Conclusion79
La transgénèse comme outil pour la connaissance79
Analyse de la fonction d'un gène79
Analyse de l'expression d'un gène79
Analyse de l'adressage des protéines80
Génétique inverse80
La transgénèse pour la construction de génotypes80
4. Ce qu'apporte ou peut apporter la transgénèse83
Des variétés transgéniques pour protéger et régulariser la production agricole83
Contexte agronomique et économique83
Importance des pertes de récolte83
La difficulté d'une analyse économique de l'apport des variétés transgéniques résistantes aux insectes et aux herbicides85
La résistance aux insectes86
Éléments généraux86
Le maïs Bt88
Le cotonnier Bt93
La résistance aux herbicides95
Éléments généraux95
Le soja résistant aux herbicides97
Autres espèces100
Bilan des avantages des variétés transgéniques résistantes aux herbicides103
Quelques autres travaux en développement103
L'adaptation au milieu103
La résistance aux maladies110
Les plantes transgéniques, un espoir pour une agriculture durable114
Variétés transgéniques pour le consommateur115
Variétés transgéniques pour la qualité nutritionnelle115
Qualité des apports glucidiques115
Équilibre des acides aminés115
Qualité des acides gras (des huiles de soja, colza, tournesol...)117
Teneur en anti-oxydants des légumes ou des fruits119
Variétés transgéniques pour des fruits de plus longue conservation120
Autres exemples120
Variétés transgéniques pour les qualités culinaires120
Variétés transgéniques pour des fruits sans pépins120
Variétés transgéniques pour des qualités esthétiques120
Variétés transgéniques pour la santé121
Des aliments plus sains121
Des plantes plus riches en vitamines : exemple du riz doré121
Des céréales moins allergéniques123
Moins de mycotoxines123
Les plantes pharmaceutiques123
Les plantes productrices de protéines pharmaceutiques123
Accumulation dans la feuille ou dans la graine ?124
Les plantes productrices de vaccins126
Les alicaments126
Variétés transgéniques pour l'alimentation animale127
L'amélioration de la qualité protéique pour les animaux monogastriques127
L'amélioration de la digestibilité de la plante entière127
La digestibilité du phosphore des graines par les monogastriques128
Variétés transgéniques pour l'industrie129
La qualité des amidons pour usage alimentaire ou industriel129
Des huiles particulières en jouant sur la longueur de la chaîne de synthèse des acides gras129
Industrie du papier à partir du bois130
Les biocarburants131
La fabrication de biomatériaux131
Variétés transgéniques pour le type de variétés et pour éviter les flux de pollen : la stérilité mâle131
L'apport possible des variétés transgéniques pour les PVD135
Évolution de la population mondiale135
Évolution de la production135
Le rôle de l'amélioration conventionnelle des plantes et des variétés transgéniques137
Bilan sur les apports des variétés transgéniques139
Intérêt pour l'agriculteur139
Intérêt pour le consommateur et pour l'environnement140
Intérêt pour la production de substances particulières141
Conclusion141
5. Quels sont les risques associés aux plantes transgéniques ?143
Les risques pour l'environnement144
La dispersion des transgènes et la probabilité de leur intégration dans le génome des plantes sauvages145
La dispersion du pollen et des graines145
La probabilité d'intégration du transgène dans le génome des espèces voisines151
Bilan selon les espèces et les variétés153
Les risques pour la flore sauvage et les cultures non transgéniques156
La notion de valeur sélective156
Le risque d'invasivité d'une variété transgénique157
Les risques pour la flore sauvage158
Les risques avec les variétés transgéniques résistantes aux herbicides159
Les risques pour les cultures non transgéniques de la même espèce161
Les risques par rapport aux populations de parasites162
Les risques avec les variétés transgéniques résistantes aux maladies162
Les risques avec les variétés transgéniques résistantes aux insectes163
Les risques d'échanges d'ADN entre variétés transgéniques et bactéries (transfert horizontal)169
Toxicité pour l'environnement171
Risque de pollution du sol171
Risque de pollution des nappes phréatiques, cas des variétés résistantes aux herbicides172
Risques pour la biodiversité172
L'effet des variétés transgéniques sur les populations bactériennes de la rhizosphère173
L'effet de la culture de variétés transgéniques résistantes aux herbicides sur la faune du champ cultivé173
Conclusion175
Les risques pour la santé175
Le risque allergénique175
Le soja transformé avec un gène de la noix du Brésil176
Le maïs StarLink®176
Le risque de toxicité177
Les métabolites secondaires de la résistance aux herbicides177
L'affaire Pusztai et l'effet toxique des plantes transgéniques178
La valeur alimentaire des plantes Bt179
Le cas des variétés transgéniques pharmaceutiques179
Cas de la production de L-tryptophane180
Risque de développement d'une résistance à certains antibiotiques181
Conclusion181
Les risques socio-économiques181
La dépendance de l'agriculteur181
Conséquence pour les PVD182
La diminution des prix agricoles183
Le brevetage des transgènes et la concentration des entreprises183
Justification d'une protection183
Conséquence du brevet sur les transgènes et les variétés185
Conclusion187
6. Comment le développement des plantes transgéniques est encadré189
Le principe de précaution189
Aspects réglementaires relatifs à l'expérimentation et à la mise sur le marché de plantes transgéniques191
Le cadre européen de la réglementation192
Les commissions chargées des études192
Les études en milieu confiné : la Commission de génie génétique (CGG)193
Dissémination volontaire et mise sur le marché : la Commission de Génie biomoléculaire (CGB)193
Pourquoi une réglementation spécifique ?198
L'évaluation des risques liés à la dissémination volontaire des variétés transgéniques199
L'évaluation des risques pour la santé199
L'évaluation du risque allergénique199
L'évaluation du risque toxique201
L'évaluation des risques pour l'environnement202
Les mesures de protection202
La biovigilance202
L'information du consommateur204
L'étiquetage204
La traçabilité205
La séparation des filières OGM/non-OGM207
Coûts et problèmes liés à la coexistence des deux filières OGM/non-OGM208
Conclusion214
7. Sur les raisons du refus des plantes transgéniques et ses conséquences215
Les raisons de la non-acceptation des plantes transgéniques217
Peu ou pas d'intérêt des variétés transgéniques actuellement commercialisées218
Les risques et le principe de précaution220
La perception de la notion de risque220
Les risques pour la santé220
Les risques pour l'environnement221
La méconnaissance de la balance bénéfices/risques et le refus de tout risque221
Le risque et les innovations222
La non séparation des filières222
La gestion sociale de l'innovation223
Le déficit d'information et de communication223
Influence des associations opposées aux OGM223
La gestion politique et le manque de confiance dans les institutions224
La mauvaise communication sur certains faits225
Les erreurs de communication des entreprises226
La méfiance à l'égard de l'innovation « OGM »226
L'effet nouveauté226
La peur que l'on touche au vivant, au naturel226
Il ne faut pas toucher à la nourriture227
Le manque de confiance envers certains acteurs227
Les raisons politiques, idéologiques voire éthiques228
La concentration du pouvoir sur le vivant228
Un attrait pour le naturel, un choix de vie229
Risques pour les PVD230
Conclusion232
Conséquences et conclusions à tirer du refus des plantes transgéniques232
Conséquences du blocage du développement des variétés transgéniques232
La destruction des essais au champ232
Conséquences pour les recherches en biologie et biotechnologie végétales234
Conséquences pour les entreprises de sélection végétale235
Conséquences au niveau européen pour l'agriculture, l'agro-alimentaire et la bio-industrie235
Quelles conclusions à tirer de l'opposition aux plantes transgéniques d'une grande partie de la société236
La nécessité d'une nouvelle relation entre science, société et politique236
Des pistes de recherche d'un nouveau type de relation entre science-société-politique237
Conclusion242
Conclusion générale245
Références bibliographiques249
Glossaire269
Abréviations279
Index281