Dispersion des gènes

Canola GM

Le risque de dispersion des gènes est élevé chez le canola, et ce, pour plusieurs raisons.

  1. Le canola s’apparente à de nombreuses espèces sauvages que l’on trouve dans les zones agricoles1. Une variété GM cultivée pourrait donc féconder des plants de canola dans des champs voisins ou des espèces de mauvaises herbes sexuellement apparentées2 3 4.
  2. Les gènes peuvent être dispersés, soit par les graines de canola perdues avant ou pendant la moisson, soit par le pollen transporté par le vent ou par les insectes5 6 7 8.
  3. Le pollen peut se déplacer sur une distance d’au moins 4 kilomètres.
  4. Le pollen reste viable longtemps et peut polliniser les fleurs d’espèces sexuellement apparentées.
  5. Les plants issus d’une pollinisation entre une variété GM et une variété non GM peuvent survivre pendant une dizaine d’années à l’état sauvage et se reproduire.
Canola Canola

Le flux de gènes chez le canola GM a été étudié abondamment. La plupart des chercheurs se sont penchés sur des variétés tolérantes aux herbicides, car il est relativement facile d’analyser cette caractéristique à l’échelle des populations. Par ailleurs, la dispersion possible de gènes de tolérance à un herbicide peut entraîner un changement du mode de gestion des herbicides.

Accumulation de gènes : un cas vécu

En 1997, un producteur albertain a semé, dans un premier champ, du canola tolérant au glyphosate et, dans un deuxième champ situé à 20 mètres du premier, des variétés de canola tolérant au glufosinate d’ammonium ou aux imidazolinones9 10.

En 1998, le deuxième champ n'a pu être semé en raison d’une sécheresse. Le producteur a alors décidé de pulvériser ce champ au glyphosate pour enlever les mauvaises herbes, mais certaines repousses de canola ont survécu. Il a appliqué du glyphosate à deux nouvelles reprises, sans succès. Il a donc communiqué avec le ministère de l'Agriculture de l’Alberta, lequel a fait plusieurs tests en serre.

Des semences provenant de 34 repousses ont été cultivées et pulvérisées avec les trois herbicides. Deux plantules sur 924 (0,22 %) étaient résistantes aux trois herbicides. La première provenait d'une repousse prélevée du côté du champ pulvérisé au glufosinate, alors que la seconde provenait du côté du champ traité aux imidazolinones. L’un de ces plants a été localisé à plus de 550 mètres de la source de pollen présumée, 17 mois après le semis10.

Il s’agit du premier cas rapporté de résistance multiple aux herbicides dus à l'accumulation de gènes, en anglais Gene stacking. En 1999, le champ a été cultivé en orge et aucune repousse de canola n'a été détectée, sauf à un endroit qui n'avait pas été traité avec de l’herbicide9.

Présence d’espèces sauvages

Le transfert de gènes entre le canola GM et des espèces sauvages peut se produire au champ, et ce, principalement avec les espèces les plus apparentées au canola, soit la moutarde des oiseaux (Brassica rapa L.) et la moutarde brune ou moutarde de l’Inde (Brassica. uncea L.)11.

Plusieurs chercheurs ont étudié le flux de gènes entre des variétés de canola GM et la moutarde des oiseaux, une plante présente à l’état sauvage au Québec et qui peut parfois être considérée comme une mauvaise herbe12 13. Ils ont notamment observé que les plantes issues du croisement entre du canola GM et de la moutarde des oiseaux pouvaient porter le gène GM13 14. Ainsi, on peut supposer que les gènes de tolérance à un herbicide pourraient s’intégrer facilement dans la moutarde des oiseaux. Il pourrait en être de même pour les gènes de résistance aux insectes, tels que la protéine Bt. Une équipe de scientifiques a d’ailleurs produit une génération de plants de moutarde des oiseaux qui exprime la protéine Bt à un degré similaire à celui de la lignée parentale de canola correspondante. Des bioessais ont confirmé que la protéine nouvellement produite chez la moutarde des oiseaux avait effectivement un effet insecticide15.

Le flux de gènes entre le canola GM et des espèces sauvages mérite une attention particulière puisqu’il peut engendrer des effets indésirables potentiels. Par exemple, les plants de moutarde des oiseaux ayant acquis un gène de résistance pourraient se croiser de nouveau avec d’autres plantes de la même famille. Par ailleurs, les plants issus du croisement entre du canola GM et de la moutarde des oiseaux peuvent produire des semences de la même grosseur que celles du canola. Ces semences risquent de ne pas être éliminées lors du nettoyage du grain et d’être éventuellement ressemées13.

Au Québec, en 2007, une équipe de chercheurs a documenté un croisement entre du canola tolérant à un herbicide et des mauvaises herbes apparentées situées en bordure du champ. Les chercheurs ont suivi la population des mauvaises herbes de 2002 à 200516. Durant ces années, les champs n’étaient pas cultivés avec du canola. Le gène de tolérance a été trouvé dans des mauvaises herbes toutes les années.

Selon l’étude, cette résistance ne serait pas problématique, car il est toujours possible d’enlever ces mauvaises herbes en appliquant un herbicide auquel elles ne sont pas tolérantes.

L’étude démontre également l’importance d’effectuer un suivi en conditions naturelles en particulier pour les OGM de nouvelle génération (ex. tolérance à la sécheresse ou au froid) qui ne sont pas encore utilisés. Ces traits ne sont pas encore bien compris et pourraient avoir plus d’impacts sur l’environnement.

Dispersion du pollen

Outre la présence d’espèces sauvages, la fréquence et la distance de dispersion du pollen influencent le flux de gènes. En Australie, des chercheurs ont analysé la possibilité de croisements entre des cultures de canola tolérant aux herbicides de la famille des imidazolinones et des variétés dites traditionnelles17. Ils ont constaté que :

  • très peu de graines de canola traditionnel avaient acquis la tolérance à l’herbicide;
  • les plants de canola traditionnel ayant reçu le gène de tolérance à l’herbicide se trouvaient dans un rayon d’au plus trois kilomètres des champs de canola tolérant;
  • le flux génique ne diminuait pas en fonction de l’augmentation de la distance entre les champs.

Par ailleurs, au Royaume-Uni, des chercheurs ont étudié le flux de gènes entre des variétés de canola tolérant au glyphosate ou au glufosinate d’ammonium et des variétés traditionnelles18. Ils ont observé que :

  • la proportion de croisements diminuait au fur et à mesure qu’augmentait la distance entre le canola tolérant aux herbicides et le canola traditionnel;
  • la proportion de plants ayant acquis la tolérance au glufosinate ou la tolérance au glyphosate était relativement faible dans tous les sites;
  • certains plants avaient acquis la tolérance aux deux herbicides.

Toujours au Royaume-Uni, d’autres chercheurs, subventionnés par le gouvernement, ont étudié au champ durant 3 ans le développement d’hybrides entre du canola tolérant à l’herbicide glufosinate d’ammonium et des espèces sauvages apparentées. Les chercheurs ont également évalué la persistance des repousses du canola tolérant19. Au total, 95 459 semences provenant d’espèces sauvages apparentées ont été récoltées. De ce nombre, seulement 2 plants de moutarde des oiseaux (Brassica rapa) contenaient le gène de tolérance à l’herbicide. L’année suivante, 1 seule mauvaise herbe (Sinapsis arvensis) ayant poussé près des champs avait le gène de résistance. Par ailleurs, peu de repousses de canola tolérant étaient présentes dans les champs l’année suivant sa culture. Selon les chercheurs, le transfert du gène de tolérance à un herbicide vers des mauvaises herbes ne semble pas conférer davantage à ces dernières en l’absence d’application de l’herbicide. Tandis que les repousses de canola tolérant à un herbicide peuvent poser un problème agronomique, surtout si des cultures tolérantes au même herbicide sont utilisées l’année suivante.

Les résultats différents obtenus dans ces études démontrent qu’il faut étudier les OGM au cas par cas et dans des conditions différentes (ex. vent, insectes pollinisateurs, etc.).

D’autres études ont également montré que la distance limite la dispersion du pollen de canola. Ainsi, la fréquence de dispersion des semences20 et la possibilité d’un croisement entre du canola GM et une autre plante apparentée sexuellement diminue lorsque les champs ou les cultures sont isolés. La fréquence de formation d’une nouvelle génération de plantes a été estimée à 0,156 % à 200 mètres et à 0,0038 % à 400 mètres21.

Prévoir la dispersion du pollen?

Plusieurs chercheurs tentent d’établir un modèle qui pourrait prévoir la dispersion du pollen de plantes GM7 22 23, selon le temps, la génétique et l’efficacité du gène GM. Notamment, une équipe de scientifiques24 25 a élaboré un modèle qui reproduit le flux de gènes entre des variétés de canola d'hiver tolérant aux herbicides et du canola traditionnel. Selon les auteurs, le modèle, appelé GeneSys, pourrait facilement être adapté aux variétés de canola de printemps tolérant à un herbicide, ainsi qu’à d’autres espèces26. De l’information supplémentaire sur ce modèle est disponible en ligne.