No. 107 septembre 2010

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Riz tolérant au sel: Espoir pour l'approvisionnement mondial en aliments

Le stress causé par le sel peut bloquer la production de graines de riz et mener à des épis stériles © Photo: IRRI / flickr.com

Le riz est un aliment de base important pour des milliards d'êtres humains; cependant, la plupart des variétés sont extrêmement sensibles au sel présent dans les sols et dans l'eau. Cela représente dans de nombreux pays un problème sérieux qui limite progressivement l'exploitation des surfaces agricoles. Dans les régions littorales, des inondations peuvent mettre en danger les récoltes de riz. Cette tendance est contraire au besoin grandissant de la population mondiale en aliments et aggrave le problème de la sécurité alimentaire.
La résistance au sel est par conséquent un objectif important dans la culture de nouvelles variétés de riz. Pour cela, les chercheurs utilisent parallèlement des approches classiques et de génie génétique. Les scientifiques de l' « Australian Centre for plant Functional Genomics » de l'université d'Adélaïde ont développé une variété de riz génétiquement modifié plus tolérant au sel; d'après eux, cette méthode serait applicable à de nombreuses autres plantes sensibles au sel.
De fortes concentrations de sodium, un composant du sel, sont nocives pour de nombreuses plantes. L'équipe de chercheurs autour du professeur Mark Tester a transmis à une variété de riz sensible au sel le gène responsable du transport de sodium, issu de l'arabette. Cependant, l'expression de ce gène dans la plante entière a perturbé l'équilibre des substances. Résultat: la croissance et la fécondité en ont souffert. La stratégie visant à activer la pompe à sodium uniquement dans les couches cellulaires extérieures des racines a eu plus de succès. Ces plantes ont poussé normalement et elles ont absorbé nettement moins de sodium quand elles ont été arrosées d'eau salée. Une grande partie du sodium a été retenu par les racines et n'a pas atteint les parties sensibles. Par conséquent, la masse végétale du riz transgénique a nettement dépassé celle des plantes non modifiées lorsqu'elles ont été exposées au sel.
Sources: Darren Plett et al. 2010, "Improved Salinity Tolerance of Rice Through Cell Type-Specific Expression of AtHKT1;1", PLoS ONE 5(9): e12571; "Salt-tolerant rice offers hope for global food supply", Australian Centre for Plant Functional Genomics ACPFG media release, 10.09.2010

Biosécurité: Le maïs Bt ne représente aucun danger pour les larves de coccinelles
Au printemps 2010, la culture de MON810, une variété de maïs Bt résistante aux insectes, a été interdite au Luxembourg et en Allemagne. Cette mesure a été justifiée, entre autres, par les résultats d'une étude publiée par Angelika Hilbeck et ses collaborateurs de l'Institut de Biologie intégrative de l'EPF Zurich. Pour cette étude, des œufs de mites de la farine ont été aspergés de protéines Bt, une substance également présente dans le maïs MON810 (Cry1Ab); par la suite, les œufs ont servi de nourriture à des larves de coccinelles. On suppose que les protéines Bt agissent contre les hyménoptères comme la pyrale du maïs, et non pas contre les coléoptères. Cependant, les chercheurs ont observé une mortalité accrue parmi les coléoptères lors des essais. Ils en ont déduit que les protéines Bt avaient un effet toxique inattendu et ont commencé à douter de l'effet ciblé du Bt (Schmidt et al 2009). Toutefois, l'étude a été critiquée peu après sa publication en raison d'incohérences et de défauts méthodologiques (voir POINT 90 - Avril 2009), ainsi que dans d'autres articles (Ricroch et al 2010, Rauschen 2010). La question de savoir si l'étude de l'EPF représente de la « pseudo-science » a même été soulevée. En effet, de nombreux arguments ont remis en question la valeur des informations et la fiabilité de l'étude en tant que base pour d'importantes décisions politiques. Pourtant, une question reste ouverte: la protéine Bt est-elle nocive ou non pour les larves de coccinelles? Fernando Alvarez-Alfageme, Franz Bigler et Jörg Romeis de la Station de recherche Agroscope ART à Reckenholz ont tenté de répondre à cette question et ont récemment publié leurs résultats.
Ils ont laissé des araignées rouges sucer des plantes de maïs Bt MON810 en les laissant se gaver de protéines Bt. Ensuite, les araignées rouges ont servi de nourriture à des larves de coccinelles. Ces dernières ont ainsi absorbé de grandes quantités de protéines - sans effets néfastes sur la mortalité, le poids ou le développement. La consommation d'une solution de sucre contenant 10 fois plus de protéines Bt que les araignées rouges, n'a pas été nocive pour les larves de coccinelles. Les chercheurs ont clairement démontré que les protéines Bt du MON810 (Cry1Ab) ne représentent aucun danger pour les larves de coccinelles - les conclusions tirées par Schmidt et al. (2009) n'ont pas été confirmées. Les observations d'Alvarez-Alfageme et al. (2010) sur les habitudes nutritionnelles des larves de coccinelles soulèvent une autre
question. Quand les larves reçoivent des œufs d'araignées rouges - comme pour l'étude de l'EPF - elles aiment sucer les œufs, mais ne touchent pas à l'enveloppe. Pourquoi dans l'étude de Schmidt et al. les protéines Bt vaporisées sur les œufs ont-elles pu avoir un effet sur les larves? Ce n'est pas clair. En outre, un mystère demeure: pourquoi les auteurs n'ont-ils pas vérifié, par de simples observations, si les larves ont consommé les œufs et si elles ont par conséquent absorbé les protéines Bt. Une nouvelle étude d'Alvarez-Alfageme (2010) ne présente pas les travaux de Schmidt et al. (2009)sous un jour favorable. Les auteurs de la nouvelle étude supposent que l'effet toxique des protéines Bt est dû à un manque de soin lors de la conception et de la mise en œuvre de l'étude. Ils soulignent l'importance de critères de qualité rigoureux lors de la réalisation d'essais en laboratoire destinés à évaluer les risques liés aux plantes OGM. Les décideurs ne devraient donc pas simplement évaluer les résultats, mais aussi la qualité des études - du moins si des décisions fondées leur tiennent à cœur, et non seulement la confirmation d'avis préconçus.
Sources: Fernando Álvarez-Alfageme et al. 2010, "Laboratory toxicity studies demonstrate no adverse effects of Cry1Ab and Cry3Bb1 to larvae of Adalia bipunctata (Coleoptera: Coccinellidae): the importance of study design", Transgenic Research Online First Open Access publication, 26.08.2010 (DOI: 10.1007/s11248-010-9430-5); Jörg E. U. Schmidt et al. 2009, "Effects of Activated Bt Transgene Products (Cry1Ab, Cry3Bb) on Immature Stages of the Ladybird Adalia bipunctata in Laboratory Ecotoxicity Testing", Arch. Env. Contam. Toxicol. 56:221-228; Agnès Ricroch et al. 2010, "Is the German suspension of MON810 maize cultivation scientifically justified?", Transgenic Research 19:1-12; Stefan Rauschen 2010, "A case of pseudo science? A study claiming effects of the Cry1Ab protein on larvae of the two-spotted ladybird is reminiscent of the case of the green lacewing", Transgenic Research 19:13-16

Génomique: Aperçu du patrimoine génétique du blé, des pommes, du cacao et du ricin
Cette liste de plantes pourrait constituer une recette pour un repas sain - suivie d'un laxatif redouté. Il s'agit en effet de quatre plantes de culture dont le génome a été décrit avec beaucoup de précision ces dernières semaines.
La génomique des plantes - le déchiffrage des millions de lettres qui décrivent les informations génétiques d'un organisme - poursuit différents buts. La connaissance exacte du patrimoine génétique offre un aperçu approfondi des processus biologiques et du métabolisme d'un être vivant. Grâce à des similarités, des parentés avec d'autres espèces peuvent être décrites avec plus de précision et des arbres généalogiques du développement peuvent être établis. Cependant, la recherche de base n'est pas la seule à en profiter; pour la culture de plantes améliorées par des méthodes classiques ou de génie génétique, ces informations peuvent être de grande valeur. Depuis le séquençage du premier génome végétal - celui de l'arabette des dames en l'an 2000 - des projets de plus en plus ambitieux ont été lancés avec des plantes dont le génome est nettement plus grand et techniquement plus difficile à déchiffrer.
Composé de 16 milliards de lettres, le génome du blé est cinq fois plus grand que celui des humains - un défi immense pour les appareils et le traitement des données. Les informations sur le séquençage publiées récemment par des chercheurs britanniques couvrent 95% du total des gènes de blé. Plusieurs médias ont qualifié cet événement de « plus grande percée des 10'000 dernières années dans la culture du blé » - malheureusement un peu précocement, comme l'a communiqué l'IWGSC (International Wheat Genome Sequence Consortium), un groupe de chercheurs internationaux qui travaillent depuis des années sur le séquençage du génome du blé. Le travail le plus important, et également le plus pénible, reste encore à faire: attribuer aux séquences automatiquement identifiées leur place sur le chromosome du blé. Sans ce travail, les informations sur les séquences n'ont aucune valeur pour les programmes de culture. Plusieurs années de travail attendent les scientifiques.
Une analyse importante vient d'être publiée sur le génome de la pomme. Ce dernier est composé de 57'000 gènes (le plus grand nombre décrit pour une plante) auxquels les chercheurs ont pu attribuer des fonctions telles que la résistance aux maladies, l'arôme et des qualités agronomiques. Cela facilitera et accélérera considérablement la culture des pommes dans le futur. Les travaux sur le génome du cacaoyer ont également comme objectif d'être mis en pratique. Les résultats sont disponibles au public dans une banque de données et ont été financés en grande partie par MARS, le producteur américain de chocolat et de sucreries. On espère acquérir des connaissances permettant de faciliter la culture de cacao, ainsi que d'améliorer le goût et la qualité des produits. Le ricin, plante dont l'information génétique brute a également été publiée ces dernières semaines, est connu vraisemblablement depuis le moyen-âge pour son huile aux effets laxatifs puissants. Grâce à ses propriétés chimiques particulières, cette huile joue un rôle important dans la production de lubrifiants, de produits chimiques fins, de plastique, de produits cosmétiques et de médicaments. Dans ce cas aussi, l'objectif des résultats scientifiques est l'élargissement des connaissances de base ainsi que l'application pratique et économique.
Sources: "UK researchers release draft sequence coverage of wheat genome", University of Bristol press release, 27.08.2010; Wheat Genome Database: www.cerealsdb.uk.net; "Significant Work Still Needed to Really Crack Wheat's Genetic Code", International Wheat Genome Sequence Consortium (IWGSC - www.wheatgenome.org) media release, 30.08.2010; "Cacao genome 'may help produce tastier chocolate'", BBC News, 17.09.2010; Cacao Genome Database: www.cacaogenomedb.org; Riccardo Velasco et al. 2010, "The genome of the domesticated apple (Malus × domestica Borkh.)", Nature Genetics online, 29.08.2010 (doi:10.1038/ng.654); Agnes P. Chan et al. 2010, "Draft genome sequence of the oilseed species Ricinus communis", Nature Biotechnology 28:951-956

PNR 59 Newsletter No. 4: Qu'est-ce que le risque - et dans quelle mesure est-il acceptable?
D'après la loi, les plantes génétiquement modifiées n'ont le droit d'être nuisibles ni pour les humains, ni pour l'environnement. Oui, mais: en quoi consiste un dommage? Comment comparer d'éventuels effets des cultures OGM à d'autres activités humaines ayant également un effet sur l'environnement? Il est difficile de répondre à ces questions et les opinions à ce sujet peuvent diverger considérablement. Par exemple: un agriculteur qui tond un pré fleuri lorsque les abeilles sont actives (ce qui arrive régulièrement) peut facilement tuer 10'000 individus - sans que cela ne préoccupe la population. En revanche, si la culture de plantes OGM entraînait la mort de 10'000 abeilles, la population serait sans doute révoltée et réclamerait l'interdiction immédiate de ces plantes dangereuses. Ainsi, le même effet - la mort des abeilles - est jugé différemment selon les cas. Cela complique particulièrement la législation et l'exécution des lois, car des termes comme « indésirables » et  « nuisibles » sont difficilement applicables à des actions concrètes visant à trouver des solutions pour traiter et autoriser les plantes OGM.
Deux projets du programme national de recherche PNR59, achevés récemment, ont été consacrés aux questions de savoir comment mesurer et évaluer les risques. On trouve dans l'édition actuelle de la newsletter du PNR59 des articles abordant sous différents angles les travaux des deux équipes de chercheurs. L'objectif est de créer des critères permettant de baser sur des faits le processus d'autorisation d'OGM. La newsletter peut être lue et téléchargée sur le site www.pnr59.ch. Vous avez également la possibilité de la recevoir régulièrement par courrier ou par e-mail.
Source: Newsletter PNR 59, Edition 4 "Evaluation du risque", Fonds national suisse de la recherche scientifique, septembre 2010

Texte: Jan Lucht
Traduction: J-Ph. Rüegg