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Coton Bt : Des variétés résistantes aux insectes améliorent la durabilité de la production de coton au Burkina Faso
La culture de coton est un pilier de l'économie du Burkina Faso. Dans les régions rurales de ce pays ouest-africain, le coton représente 60% du revenu des ménages, et il est surtout cultivé par des petits paysans disposant de peu de terres. La majorité des récoltes est exportée et apporte au pays les devises nécessaires.
La perte des récoltes due aux insectes ravageurs est un des problèmes principaux du coton. Pour la culture conventionnelle, on recommande six applications d'insecticides. Cependant, une partie des agriculteurs seulement a les moyens d'acheter ces produits qui ne sont d'ailleurs que partiellement efficaces. Ainsi, environ 24% de la récolte sont perdus au Burkina Faso et même 70% dans certaines régions.
Etant donné l'inefficacité des méthodes conventionnelles, les scientifiques ont commencé en 2001 à évaluer pour ce pays les avantages du coton Bt résistant aux insectes, une sorte qui s'est avérée efficace dans d'autres pays. Les essais en plein champ effectués depuis 2003 ont été prometteurs, et le coton Bt a été autorisé pour la culture en 2008. En peu de temps, les variétés transgéniques se sont imposées parmi les agriculteurs. En 2010, les nouvelles variétés ont été cultivées sur 260'000 ha, et ont atteint une part de 65%. Environ 80'000 paysans ont recours aujourd'hui à cette technologie et ont acquis de l'expérience.
Un groupe de chercheurs des Etats-Unis et du Burkina Faso ont analysé les effets de la culture du coton Bt des dernières années au Burkina Faso. Ils en concluent que cette variété a nettement contribué à améliorer la durabilité.
Comme la résistance du coton Bt aux ravageurs agit sur certaines espèces de papillons et de chenilles, il n'est pas possible de renoncer totalement à l'emploi de produits phytosanitaires. Cependant, le nombre de traitements a pu être réduit de six à deux, tout en améliorant considérablement l'efficacité du combat contre les insectes nuisibles. Cela permet aux agriculteurs de réduire leur temps de travail de même que leurs frais. Toutefois, les coûts de production par hectare étaient similaires pour les variétés OGM et non OGM, car le prix des semences Bt est plus élevé que celui des semences conventionnelles.
Néanmoins, les chercheurs ont constaté une différence économique significative lorsqu'ils ont comparé le rendement par unité de surface: une croissance de rendement de 21.3 % en moyenne a été réalisée grâce au coton Bt, soit une augmentation du revenu des agriculteurs de 61,88$ par hectare. Le revenu moyen d'une famille typique de petits-paysans s'est donc accru de 20% - une contribution importante au combat contre la pauvreté.
Sources: Jeffrey Vitale et al. 2011, "Enhancing Sustainability of Cotton Production Systems in West Africa: A Summary of Empirical Evidence from Burkina Faso", Sustainability 2011, 3:1136-1169; Jeffrey Vitale et al. 2010, "The Commercial Application of GMO Crops in Africa: Burkina Faso's Decade of Experience with Bt Cotton", AgBioForum 13: 320-332; "Biotech Facts & Trends: Burkina Faso", www.isaaa.org
Pharming : Riz à la place de plasma sanguin comme source de sérumalbumine
La sérumalbumine est une protéine sanguine importante. Elle est utilisée à des fins thérapeutiques, par exemple en cas de brûlures étendues ou d'états de chocs, ainsi que pour traiter de graves maladies du foie. En outre, on l'utilise pour la production de vaccins et de substances pharmaceutiques. La demande mondiale correspond à 500 tonnes environ.
La sérumalbumine humaine est obtenue en grande partie de dons de sang, une source limitée. En outre, il y a possibilité de contamination par des virus, comme l'hépatite ou le VIH. C'est pourquoi les scientifiques cherchent depuis un certain temps une méthode de production alternative, par exemple à l'aide de microorganismes ou d'animaux génétiquement modifiés. Cependant, les méthodes connues nécessitent beaucoup de temps et d'argent mais ne pourraient pas générer de grandes quantités de sérumalbumine à un prix raisonnable.
Des chercheurs chinois ont récemment développé un processus permettant de produire de la sérumalbumine humaine dans des grains de riz. Ils ont introduit dans des plantes de riz un gène artificiel qui optimise la lecture des gènes et qui les incite à produire dans leurs grains une protéine identique à la sérumalbumine humaine. Un kilo de riz a permis d'obtenir 2,75 grammes d'albumine grâce à un simple processus d'extraction - une quantité largement rentable. Plusieurs méthodes d'analyse ont démontré que la sérumalbumine issue du riz correspond effectivement à la protéine humaine. D'autres tests fonctionnels en éprouvette, sur cultures cellulaires ou à l'aide de cobayes, ont démontré que les protéines étaient identiques.
Les chercheurs chinois se montrent confiants: à l'aide de leur méthode de production, la sérumalbumine humaine pourra être produite en grandes quantités et à des prix raisonnables. Une transmission involontaire des propriétés génétiques à des variétés de riz destinées à l'alimentation peut être évitée facilement, car le riz est une plante principalement autogame. Même entre plantes voisines, le flux de gènes déclenché par du pollen venant d'une autre plante est largement en dessous de 1%; à une distance modérée, il pourrait être réduit quasiment à zéro.
Sources Yang He et al. 2011, "Large-scale production of functional human serum albumin from transgenic rice seeds", Proc. Natl. Acad. Sci. USA, online 31. 10. 2011, DOI: 10.1073/pnas.1109736108; "Albumin aus Reis als Alternative zu Blutplasma", schweizerbauer.ch, 1. 11. 2011
Mildiou de la pomme de terre : BASF dépose une demande d'autorisation pour la variété «Fortuna» en Europe
La prévention et le combat contre le mildiou de la pomme de terre et son agent Phytophthora infestans sont chers et exigent beaucoup de travail. En moyenne, huit traitements fongicides par an sont nécessaires en Suisse; dans certains pays européens nettement plus. En agriculture biologique on applique des produits à base de cuivre.
La culture de variétés classiques résistantes au phytophthora nécessite beaucoup de temps et n'a pas été efficace, car les agents pathogènes se sont vite adaptés. Des gènes résistant de manière permanente, comme on les trouve dans la variété sauvage d'Amérique du Sud Solanum bulbocastanum, sont difficilement transmissibles par des méthodes classiques, étant donné que les variétés sauvages ne peuvent pas être croisées directement avec nos pommes de terre de culture. Avec le génie génétique il est possible de transmettre des gènes de résistance dans l'espace d'une génération, même entre différentes espèces. On peut utiliser des espèces cibles bien caractérisées et optimales au point de vue agronomique. A part les nouvelles résistances, les propriétés de la plante cible restent inchangées. Plusieurs groupes de chercheurs ont démontré que les pommes de terre transgéniques dotées d'un gène de résistance issu de variétés sauvages étaient effectivement plus résistantes contre le mildiou.
En 2003, l'entreprise BASF Plant Science s'est lancée dans le développement de pommes de terre résistantes au Phytophthora. Les chercheurs ont introduit dans la variété Agria, une sorte bien établie et cultivée en Suisse, deux gènes de résistance indépendants issus de la pomme de terre sauvage sud-américaine. Les plantes transgéniques qui en ont résulté (nommées «Fortuna») se sont avérées totalement résistantes contre toutes les souches de phytophthora analysées; leurs qualités agronomiques sont testées avec succès depuis 2006 lors d'essais en plein champ dans plusieurs pays européens. L'introduction de deux gènes a comme objectif de rendre encore plus efficace la résistance de ces plantes.
Après avoir optimisé cette variété et effectué des essais en plein champ pendant des années, BASF Plant Science a décidé en octobre 2011 de déposer une demande d'autorisation pour la culture dans l'UE. L'entreprise estime que l'introduction sur le marché pourrait avoir lieu en 2014/15 - cependant, on sait que les processus d'autorisation sont fortement influencés par la politique, et donc difficilement prévisibles. La variété Fortuna permettra de réduire considérablement le nombre de traitements phytosanitaires, et donc d'économiser du temps et de l'argent pour combattre les infections fongiques - un grand avantage pour les agriculteurs.
Sources: "BASF stellt europäischen Zulassungsantrag für krankheitsresistente Speisekartoffel Fortuna", BASF media release, 31. 10. 2011; "Kartoffeln schützen sich selbst" mit Video, Website Schaugarten Üplingen www.schaugarten-ueplingen.de
Biotechnologie des plantes : Investissements et coûts pour développer de nouvelles variétés
Plus de 15 millions d'agriculteurs profitent des avantages des plantes transgéniques. Les producteurs de semences fournissent énormément de travail pour développer de nouvelles variétés de plantes disposant de nouvelles propriétés; il s'agit de les découvrir et de les développer jusqu'à ce qu'elles soient prêtes pour le marché. Une étude actuelle se basant sur des données des six principaux producteurs de semences, en donne un aperçu.
De l'idée initiale à la phase de recherche et de développement, aux essais sous serres et aux essais en plein champ, puis aux obligations de sécurité et enfin à la préparation du dossier d'autorisation, une nouvelle propriété de plante OGM coûte environ 136 millions de dollars US. A peu près un quart revient à la phase de découverte, pour laquelle environ 6000 gènes candidats ou nouvelles propriétés sont analysés afin d'obtenir un seul produit prêt pour la commercialisation. Environ la moitié des coûts est consacrée au développement - c'est-à-dire la phase entre la découverte et le produit prêt à l'utilisation.
La période entre la découverte et le produit autorisé dure actuellement environ 13 ans. Cinq ans et demi sont nécessaires pour l'autorisation seulement, cette durée ayant d'ailleurs tendance à s'allonger. En revanche, la phase de recherche et de développement s'est plutôt accélérée ces dernières années, car l'expérience rend ces processus plus efficaces.
Sources: Phillips McDougall 2011, "The cost and time involved in the discovery, development and authorisation of a new plant biotechnology derived trait", Consultancy Study for Crop Life International; "Getting a Biotech Crop to Market", www.croplife.org, September 2011
PNR 59 : Blé OGM résistant aux champignons mis en concurrence
Dans la nature, les êtres vivants sont en concurrence non seulement avec d'autres espèces, mais aussi avec des individus identiques ou de la même espèce. Le succès de la reproduction dépend souvent de fines différences entre les individus. Sur plusieurs générations, des changements peuvent apparaître dans la composition de la population. Pour saisir de telles différences, des chercheurs de l'équipe du Prof. Bernhard Schmid de l'Université de Zurich ont effectué des essais sur des lignées de blé OGM résistant aux champignons; ces essais ont eu lieu dans le cadre du Programme National de Recherche PNR 59. Les scientifiques ont analysé des lignées de blé dotées de gènes de résistance spécifiques (Pm3b issu du blé) et non spécifiques (Chitinase, Glucanase), ainsi que des plantes de contrôle non modifiées.
L'approche particulière de ces travaux consistait à utiliser des plantes appelées phytomètres. Ces plantes de 15 différentes lignées de blé ont germé en laboratoire dans des conditions optimales et ont ensuite été transférées en plein champ dans de petites parcelles où se trouvaient des plantes des mêmes 15 lignées. Ainsi, chaque plante phytomètre a été combinée avec les 14 autres lignées, afin d'observer leur comportement en situation de concurrence.
En observant la contamination par l'oïdium des plantes phytomètres, les chercheurs ont pu confirmer ce qui avait été observé auparavant lors d'essais en plein champ: les plantes de blé transgénique Pm3b étaient, dans les meilleurs cas, cinq fois moins touchées par les champignons que les plantes de contrôle non modifiées. Pour les lignées disposant de gènes non spécifiques, on n'a pas constaté de réduction supplémentaire notable de la contamination, car les plantes d'origine étaient déjà fortement résistantes aux champignons.
Cependant, la lecture permanente des gènes de résistance aux champignons Pm3b semble avoir aussi des désavantages pour les plantes: la condition de concurrence nuit à la santé des plantes. Ainsi, le rendement de la lignée la plus touchée a diminué de 50%, il en va de même pour le nombre de grains. La masse des plantes a diminué de 27% par rapport aux plantes de contrôle. Même lorsque les plantes transgéniques n'étaient pas en concurrence directe avec des plantes de contrôle, les paramètres de santé étaient défavorables.
Il ne faudrait donc pas s'attendre à ce que la culture en pleine nature favorise la croissance et mène à la propagation des plantes. En principe, la résistance du blé à l'oïdium pourrait être accrue en introduisant un gène de résistance - pour être utile agronomiquement, la lecture de ce gène devrait être optimisée de manière à ce que les propriétés de résistance soient intactes, mais que les coûts liés à la santé des plantes soient assez faibles pour ne pas limiter le rendement.
Source: Olena Kalinina et al. 2011, "Competitive Performance of Transgenic Wheat Resistant to Powdery Mildew", PLoS ONE 6(11): e28091. doi:10.1371/journal.pone.0028091
PNR 59 : Le maïs Bt a peu d'effet sur le sol
817'000'000 de tonnes de maïs ont été produites en 2009 - quantité énorme cultivée sur 160'000'000 d'ha. 29% de la surface ont été consacrés à des variétés de maïs génétiquement modifié, dont une grande partie à du maïs Bt résistant aux insectes. A cette échelle, tout effet indésirable, aussi petit soit-il, pourrait devenir un problème. C'est pourquoi les effets potentiels inattendus des plantes OGM sont analysés intensivement depuis des années. Les effets sur les organismes non-ciblés sont analysés de près, surtout sur les vertébrés, les insectes et d'autres arthropodes. D'éventuels effets sur le sol, un système très complexe, ont été analysés moins intensivement.
L'Institut de recherche de l'agriculture biologique FibL a contribué au PNR 59 avec trois projets. Les résultats de l'un d'eux, portant sur les effets du maïs Bt sur le sol, ont été publiés récemment.
Huit variétés de maïs Bt conventionnel et deux variétés de maïs Bt ont été semées deux fois de suite dans des seaux placés dans des chambres climatiques. La biomasse et les échantillons du sol ont été analysés et comparés minutieusement. Pour cela, les chercheurs se sont concentrés sur des mesures comme le rendement, la teneur en carbone et en fibres, la biomasse microbienne et la respiration du sol. Les variétés de maïs Bt étaient légèrement plus riches en biomasse et en composés de carbone solubles dans les feuilles. En effet, les sols analysés avaient été influencés par les plantes - mais qu'il s'agisse d'une plante OGM ou non OGM, cela n'a pas fait de différence.
Les auteurs en concluent que pour les paramètres analysés, les différences entre les variétés non Bt sont similaires à celles entre les variétés Bt et non Bt. On n'a pas observé de risques pour les microorganismes du sol, causés par les maïs Bt. Cependant, ces résultats ne doivent pas être interprétés comme preuve d'innocuité du maïs Bt pour le sol - il est scientifiquement impossible de fournir une telle preuve, car il existe toujours des conditions qui n'ont pas encore été examinées. Mais d'après les auteurs, les résultats de cette étude concorderaient avec d'anciennes études menées sur le même sujet: à savoir que d'éventuels effets peuvent être considérés comme temporaires et négligeables.
Source: Andreas Fließbach et al. 2011, "Effects of conventionally bred and Bacillus thuringiensis (Bt) maize varieties on soil microbial biomass and activity", Biology and Fertility of Soils, online 14. 10. 2011, DOI: 10.1007/s00374-011-0625-6
