Dispersion des gènes

Du pollen et des gènes

Comme tous les êtres vivants, les végétaux doivent se reproduire pour assurer leur descendance. Par exemple, les plantes à fleurs libèrent du pollen : la semence mâle qui renferme le matériel génétique de la plante. Emporté par le vent ou par les insectes, le pollen peut rencontrer éventuellement le stigmate – partie femelle – d’une fleur d’une variété sexuellement compatible et ainsi féconder l’ovule pour produire une graine. Par cet événement, appelé pollinisation croisée, les gènes d’une plante peuvent se retrouver dans une plante d’une autre espèce apparentée. Ce transfert d’information génétique, aussi appelé flux de gènes, s’observe chez de nombreuses plantes à fleurs, particulièrement entre les variétés d’une même espèce comme le canola et la moutarde sauvage.

C’est ce transfert potentiel d’information génétique qui soulève des questions par rapport à la coexistence des cultures traditionnelles, biologiques et génétiquement modifiées1 2 3 4.

Du pollen et des gènes d’OGM

Le pollen des plantes GM voyage lui aussi. Ces plantes peuvent donc échanger leurs gènes avec des espèces domestiquées ou avec des espèces sauvages sexuellement apparentées.

La nouvelle génération de plantes, issue de la pollinisation, peut alors présenter certains caractères non désirés, comme la résistance à un herbicide.

Le flux de gènes présente donc un risque potentiel associé aux grandes cultures d’OGM. Mais la « pollution génétique » n’a pas systématiquement lieu parce qu’une plante GM produit du pollen. Certaines conditions sont nécessaires :

  • le pollen de la plante GM doit être transporté par le vent ou par les insectes;
  • le pollen doit se déplacer sur une certaine distance;
  • des champs de culture non GM doivent côtoyer des champs de culture GM;
  • le pollen doit rester viable assez longtemps;
  • des espèces cultivées ou des espèces sauvages sexuellement apparentées doivent se trouver à proximité des plants GM.

Ainsi, le flux de gènes varie en importance selon le type de culture GM5. Le maïs GM semble peu contribuer au phénomène de pollution génétique au Québec. Tout comme au Québec, il n’y a pas d’espèces de maïs sauvage aux États-Unis ou au Canada apparenté au maïs GM5.

On ne trouve pas non plus de soja sauvage au Québec ni au Canada. En outre, la plupart du temps, les plants de soja s’autofécondent, c’est-à-dire qu’une plante se reproduit par elle-même. Dans ce cas, il n’y a pas de transfert de gènes vers une autre plante. Le flux de gènes dans les champs de soja GM reste tout de même probable, mais peu élevé.

Champ Plant de feuilles

Par ailleurs, le canola est apparenté à de nombreuses espèces sauvages. Ainsi, non seulement un flux de gènes est possible dans les champs de canola GM, mais il est plus important que dans les autres cultures.

Dans le cas de la pomme de terre GM, le flux génique ne semble pas problématique, puisque la production de semences d’origine est peu importante.

Mains qui tiennent de la terre Champ

Toutes les plantes ne posent donc pas un problème au regard de la pollution génétique.

De plus, tous les caractères nouveaux ne présentent pas un risque potentiel pour l’environnement. Par exemple, un gène conférant un plus haut taux de vitamines ne procure aucun avantage à la plante. Si une population de plantes devait acquérir ce gène, elle ne risquerait pas de devenir nuisible.

Par contre, un gène procurant une tolérance à un insecticide ou à un herbicide pourrait causer un impact environnemental négatif6. Les plantes qui acquerraient ce gène de tolérance auraient de meilleures chances de survie dans un champ traité avec ce pesticide. Elles pourraient alors devenir envahissantes.

Des études sont en cours afin de mieux cerner l’impact écologique du flux de gènes selon les cultures GM et de mieux planifier la gestion du risque 7.

Mesures de prévention

Différentes méthodes actuellement à l’étude permettraient de limiter ou de minimiser le flux de gènes entre les cultures non GM et les cultures GM. Ainsi, la coexistence entre les différentes cultures serait facilitée.

Mesures physiques

  • Alterner des zones cultivées avec des zones non cultivées;
  • Maintenir une distance suffisante entre les cultures GM et les espèces sexuellement apparentées avoisinantes;
  • Respecter un espacement minimal de 80 cm entre les rangs lors de l’ensemencement des parcelles8.

Selon différents chercheurs9 10 11, la présence de zones tampons aux abords des champs d’OGM semble constituer la méthode la plus efficace. Ces zones cultivées peuvent être semées, soit avec une espèce non attrayante pour les pollinisateurs, soit avec la contrepartie non GM de la culture. La meilleure stratégie semble être la deuxième12. Néanmoins, le pollen peut voyager sur une distance de plusieurs kilomètres selon les cultures, ce qui complique ce type de méthode13.

Une équipe de chercheurs de l’Université Laval a effectué une méta-analyse sur le flux de gènes du maïs GM, du canola GM et du soja GM. L’objet de cette étude était de dresser un portrait détaillé de la littérature scientifique sur la question des flux de gènes en provenance des lignées végétales GM cultivées au Québec. Une revue systématique de la littérature relative aux flux géniques a d’abord été réalisée pour le maïs, le soja et le canola afin de résumer, d’une part, l’état des connaissances sur la question et d’identifier, d’autre part, les études utiles pour la méta-analyse, et les questions pertinentes en pratique pour la mise en place de stratégies de déploiement des cultures GM facilitant la coexistence des systèmes agricoles transgéniques et conventionnels. 743 publications scientifiques ont été répertoriées sur ce sujet.

Les analyses confirment dans l’ensemble les conclusions tirées d’études antérieures sur la question des flux géniques et l’efficacité des modes de confinement souvent considérés pour en minimiser l’incidence. Elles confirment aussi la pertinence des indicateurs développés depuis quelques années pour la définition des stratégies de confinement des transgènes et le suivi de leur efficacité en milieu ouvert.

Ils mettent aussi en lumière des aspects de la question peu traités jusqu’ici, et soulignent l’importance d’études standardisées, dans les années à venir, pour une prise en compte plus formelle de questions spécifiques adaptées au secteur agroalimentaire québécois21.

Mesures biologiques

  • Développer des plantes qui ne libèrent pas de pollen (stérilité mâle)14.

    Par exemple, le flux de gènes du maïs GM peut être limité en développant des plants GM qui ne produisent pas de pollen. Du maïs conventionnel peut être semé aux abords du champ d’OGM afin de servir de donneur de pollen pour le maïs GM et assurer la production des graines de ces plants. Efficace et peu dispendieuse, cette méthode servant à enrayer le flux de gènes serait facile à implanter dans un système de cultures.

  • Produire des plantes dont les fruits et les graines sont non GM.

    Les gènes introduits dans les plantes GM se retrouvent, comme c’est le cas pour tous les végétaux, dans les différentes parties de la plante et sont exprimés dans tous les tissus. Or, il suffirait que la protéine procurant une résistance à une maladie racinaire, par exemple, ne s’exprime que dans les racines15. En plus d’empêcher la dispersion des gènes, cette méthode viendrait alléger les inquiétudes relatives à l’impact négatif potentiel de la consommation éventuelle de cultures GM ou de leurs dérivés sur la santé.

  • Compromettre la survie des plantes ayant acquis le nouveau gène.

    Des chercheurs travaillent à développer des OGM qui produiraient une descendance stérile. La reproduction entre une telle plante GM et une plante non GM engendrerait donc un spécimen dont les graines seraient stériles. Ainsi, le nouveau gène ne pourrait pas se retrouver dans la population des plantes apparentées à l’OGM16.

  • Limiter l’expression du nouveau gène aux chloroplastes.

    Théoriquement, il est possible d’introduire un gène GM dans le génome des chloroplastes, plutôt que dans le noyau de la cellule, afin qu’il ne s’exprime pas dans le pollen17. Mais en pratique, les chercheurs ne peuvent pas garantir l’absence complète du nouveau gène dans le pollen de toutes les plantes18. Et même si cette méthode était efficace pour limiter le flux de gènes, elle pourrait entraîner d’autres conséquences. En effet, puisque les chloroplastes contiennent un nombre élevé de copies de gènes, le nouveau gène se retrouverait en plus grande quantité dans la plante. Cette situation pourrait augmenter la probabilité de transfert du gène aux micro-organismes du sol lors de la décomposition de la plante17. Cette méthode est toujours à l’étude.

Gènes d’OGM et persistance dans le sol

Des travaux de l'université de Guelph en Ontario ont démontré que la quantité d'ADN transgénique de soja et de maïs tolérant au glyphosate ne persistait que très peu dans le sol, rendant ainsi nécessaire le développement de nouvelles méthodes de détection très sensibles19.

Des chercheurs québécois ont étudié le devenir des transgènes et de la protéine Bt dans l'ensilage, les grains traités et le contenu ruminal. Le devenir de la protéine Cry1Ab et des fragments de transgènes (CaMV35S, cry1A(b), bar et bla) a été étudié dans l'ensilage et le grain traité de deux hybrides commerciaux de maïs Bt11 et un hybride de maïs Bt176. Dépendamment de la méthode d'entreposage en silo utilisée, les fragments d'ADN d'OGM n'étaient plus nécessairement détectables par les méthodes standards de PCR. La concentration en protéine Bt diminuait avec le temps d'entreposage dans les silos. Les traitements appliqués aux grains (ex. micronisation, extrusion et floconnage avaient pour effet de faire diminuer la concentration en protéine Bt dans les grains traités. Ceci permet de conclure que l'intégrité des transgènes et leur habilité à encoder des protéines fonctionnelles est rapidement perdue pendant l'ensilage. Les conditions de mise en silos (ex. pH, température) affectent donc la persistance autant du transgène que de la protéine Bt. Après l'entreposage en silo et la transformation des grains, la protéine Bt ne peut avoir d'impact secondaire sur l'environnement20.