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Consignes et réalisation : à l'attention des enseignants

Où en est la recherche en France ?

Les principaux travaux menés à ce jour

La transformation génétique des plantes est apparue plus tard que celles des micro-organismes et des animaux car la communauté scientifique ne disposait pas d’un vecteur permettant de transférer des gènes à l’intérieur d’une plante. La connaissance du mode d’action d’une bactérie pathogène des plantes, Agrobacterium tumefasciens, a permis cette avancée. Cette bactérie contient un plasmide qu’elle est capable d’introduire dans le génome des cellules qu’elle attaque. Au début des années 80 des chercheurs européens ont eu l’idée d’éliminer les gènes responsables de la maladie portés par ce plasmide et de les remplacer par un gène d’intérêt susceptible de conférer une propriété nouvelle à une plante. La France a tenu une place importante dans la compréhension du mode d’action de cette bactérie et d’une bactérie apparentée, Agrobacterium rhizogenes. Cette bactérie, confère à la plante infectée, par transformation, des caractéristiques racinaires particulières. Parallèlement à ces travaux, d’autres équipes progressaient dans la maîtrise de la régénération de plantes entières à partir d’organes et de cellules végétales.

L’association de la transformation cellulaire et de la régénération a permis d’obtenir des plantes, (chou, radis, pomme de terre, tabac, etc. …), porteuses de nouveaux caractères et aboutit, en 1983, à l’obtention de la première plante de tabac tolérante à un herbicide par Jeff SCHELL et Marc Van MONTAGU.

Cette "première" suscita d’une part, de nouveaux axes en recherche fondamentale, comme la transformation génétique d’Arabidopsis pour l’étude exhaustive du génome de cette plante-modèle (seulement 26.000 gènes), et d’autre part, à l’apparition des premiers colzas, pommes de terre, tomates, peupliers transgéniques. Par contre, il fallut attendre les années 1989/1990 pour que l’on réussisse à transformer les premières monocotylédones dont le maïs. Ces expériences ont d’abord été réalisées par biolistique (canon à particules chargées de billes de tungstène recouvertes d’ADN). La technique utilisant Agrobacterium tumefaciens n’a été mise au point pour les monocotylédones que plus tard en s’appuyant sur les progrès techniques et les modifications in vitro du plasmide pour surmonter cette difficulté. L’INRA participa à cet élan, notamment pour le colza, le peuplier et le chou pour lesquels des lignées transformées sont apparues dès le milieu des années 1980.

L’action de la toxine insecticide du Bacillus thuriengensis est étudiée par l’INRA et l’Institut Pasteur depuis les années 1960. L’introduction du gène codant pour cette toxine, a conduit à construire des plantes transgéniques dont la culture ne nécessite plus d’apport d’insecticide chimique. La plante résiste "d’elle-même". C’est le cas des maïs Bt résistants à la pyrale dont la larve se développe à l’intérieur des tiges. Ces plantes transgéniques ont été construites pour améliorer les conditions de leur culture.

D’autres constructions de plantes transgéniques ont été développées pour leur utilisation agronomique ou industrielle. Elles visent à :

• modifier le taux de lignine dans les peupliers destinés à l’industrie papetière (INRA, association AFOCEL à la fin de la décennie 80).
• modifier la maturation des fruits pour obtenir, à qualité égale, une meilleure conservation.
• diversifier les variétés horticoles, avec une meilleure tenue des fleurs coupées

Des essais ont également étés faits pour que des plantes synthétisent des molécules d’intérêt thérapeutique.

Tous les organismes publics de recherche sont concernés par la transformation génétique in vitro, qui est devenue un outil de base pour les recherches en Sciences de la Vie. L’INRA dont la vocation est d’allier recherche fondamentale et recherche appliquée en agronomie est le pus impliqué dans l’utilisation de ces techniques.

Dans le domaine des OGM l’INRA conduit des travaux de recherche sur des thèmes diversifiés qui portent sur :

• La construction et amélioration des organismes génétiquement modifiés.
• L’évaluation des risques, pour la santé (allergies, les méthodes d’analyse de la composition des produits…), pour l’écologie (environnement des champs, ressources génétiques…).
• Les conditions d’acceptabilité des produits nouveaux par le public.

Les programmes de recherche envisagés

La recherche publique sur les plantes transgéniques utilisables pour la production agricole est principalement réalisée à l’INRA, au CNRS, à l’IRD et au CIRAD (pour les espèces tropicales) et dans divers établissements d’enseignement supérieur. En 1999, une action incitatrice (ACI) de 10 MF a été lancée par le ministère de l’Éducation Nationale, de la Recherche et de la Technologie (MENRT) pour stimuler les travaux sur l’évaluation des impacts de ces OGM, au niveau à la fois agronomique, écologique, alimentaire et socio-économique.

Les études envisagées peuvent être regroupées autour de cinq grands thèmes :

1. Améliorer les méthodes de production des OGM

Les plantes transgéniques actuellement expérimentées sont issues de méthodes développées dans les années quatre-vingt. Leur efficacité est souvent faible (en terme de taux d’obtention de lignées performantes et stables) et elles confèrent parfois aux plantes des caractéristiques inutiles, voire indésirables (comme la présence de gènes de résistance aux antibiotiques).

2. Préciser l’importance de la dispersion des transgènes

Plusieurs études sont engagées pour évaluer les modalités de dispersion d’un transgène dans les différents compartiments des écosystèmes cultivés ou naturels, et les risques éventuels associés à ces modalités. La dispersion est étudiée à différents niveaux :

• entre des variétés différentes appartenant à la même espèce, au sein d’un territoire agricole ;
• entre la variété transgénique et des mauvaises herbes ou des espèces non cultivées apparentées avec lesquelles elle peut se croiser (cas de la ravenelle pour le colza, par exemple) ;
• entre des plantes et différents micro-organismes présents au sein de l’écosystème (bactéries du sol, virus phytopathogène).

3. Évaluer les impacts à long terme sur la faune

Outre les études de toxicité à court terme sur diverses espèces exigées pour l’homologation des plantes transgéniques, il apparaît nécessaire de disposer d’éléments sur l’évolution à plus long terme de la faune.

Des études sont engagées en particulier pour préciser l’impact des nouvelles variétés à action insecticide sur les populations d’insectes directement (insectes "cibles") ou indirectement (insectes "non-cibles") concernés par le spectre d’action de ces variétés.

4. Élaborer des modes de conduite et d’observation adaptés

Les premiers travaux réalisés ont clairement souligné le besoin d’accumuler des résultats à différentes échelles spatiales (depuis le champ jusqu’au bassin de production ou la région) et sur un certain nombre d’années. La mise au point d’un réseau d’observatoires identifiés et susceptibles de contribuer à l’activité de biovigilance et qui encadrerait les premières variétés transgéniques commercialisées doit encore faire l’objet de recherches.

Dans le cadre d’une diversification des productions agricoles il apparaît nécessaire de proposer des modes de conduite culturaux adaptés à une large diversité de production. Il est important de prendre en compte :

• les échanges polliniques et les pollutions génétiques ;
• la gestion des repousses sur plusieurs années ;
• les problèmes épidémiologiques susceptibles d’apparaître.

Des recherches plus intégrées visant à prendre en considération l’ensemble de ces questions sont aujourd’hui encouragées.

5. Cerner les conséquences socio-économiques de l’introduction des OGM

L’introduction éventuelle des OGM dans les filières alimentaires peut avoir de nombreuses conséquences socio-économiques, d’autant plus qu’elle s’accompagne d’autres modifications importantes en matière de protection de la propriété intellectuelle.

Préciser la nature et l’ampleur de ces modifications et étudier comment les citoyens les perçoivent apparaît indispensable pour permettre aux Pouvoirs publics de fonder leur politique sur une vision aussi large que possible des conséquences de cette innovation. Le Commissariat général du Plan a été chargé de réfléchir sur ces questions. Il a mis en place des réunions de concertation entre les Pouvoirs publics, des organismes de recherche et des représentants du milieu agricole et des consommateurs. La synthèse de ces travaux intitulée "OGM et agriculture : options pour l’action publique" est disponible depuis septembre 2001.

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F. Robardet - Etudiant à l'Université de Limoges (Deust 302). Mai 2002