Contrôle du pollen

Comme tous les êtres vivants, les végétaux doivent se reproduire pour assurer leur descendance. Les fleurs, qui contiennent les organes sexuels, libèrent du pollen, la semence mâle qui renferme le matériel génétique de la plante. Emporté par le vent ou par les insectes, le pollen rencontre éventuellement le stigmate – partie femelle – d’une autre fleur et, si les deux plantes sont sexuellement compatibles, féconde alors l’ovule pour produire une graine.

Afin de produire une importante quantité de semences destinées à la vente à grande échelle, les producteurs mettent à profit le mode de reproduction des plantes pour produire des hybrides. Un hybride est le résultat d’un croisement entre deux variétés d’une même espèce de plante (ex. : deux variétés de maïs). Le plant hybride est souvent plus grand, produit davantage de feuilles et de graines (donc un rendement meilleur) et il est généralement plus vigoureux que les plants « parents ». Les producteurs favorisent donc ces croisements à grande échelle.

Les défis de la production d’hybrides

Dans plusieurs plantes, les parties mâles et femelles se trouvent toutes deux dans une même fleur et les plantes peuvent ainsi s’autoféconder. Autrement dit, une plante peut se reproduire avec elle-même. Comme la production d’hybrides implique le croisement entre deux variétés de plantes, le producteur doit empêcher les plantes de s’autoféconder.

Plusieurs techniques traditionnelles existent pour limiter la production de pollen, par exemple, enlever mécaniquement les parties mâles d’une fleur. Seulement, ces techniques s’appliquent difficilement à grande échelle et nécessitent un important travail de laboratoire. La transgénèse permet de produire des plants mâles stériles GM avec un système de deux gènes provenant de la bactérie du sol Bacillus amyloliquefaciens. Dans la nature, cette bactérie sécrète une protéine de défense appelée barnase qui dégrade l’ARN d’ennemis potentiels. La bactérie se protège elle-même contre cette protéine en synthétisant une autre protéine, appelée barstar, qui se lie à la protéine barnase pour la rendre inactive.

Par la transgénèse, il est possible de modifier une plante pour qu’elle devienne un plant mâle stérile par la synthèse de la protéine barnase dans ses tissus. La protéine bloquera la synthèse du pollen et la plante deviendra un plant mâle stérile. Parallèlement, une deuxième variété de plante est modifiée pour produire la protéine barstar. Lorsqu’un producteur utilise le pollen de la variété barstar pour fertiliser le plant mâle stérile barnase (lequel ne peut pas s’autoféconder), il produit un hybride totalement fertile qui possède les deux gènes. De plus, le croisement entre des plantes mâles stériles et une souche fertile produit des plantes hybrides qui donnent des rendements plus élevés que les variétés traditionnelles.

Le maïs et le canola sont les seules plantes transgéniques possédant actuellement ce caractère.