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Comment les plantes génétiquement modifiées ont conquis le monde
Les organismes génétiquement modifiés (OGM) sont largement utilisés dans l'agriculture pour conférer aux plantes des caractéristiques bénéfiques telles que la résistance aux herbicides et aux pesticides, ainsi que des caractéristiques qualitatives qui optimisent la croissance et le contenu nutritionnel. Expérimentés pour la première fois dans les années 1980, les OGM sont aujourd'hui largement répandus, avec plus de 185 millions d'hectares de cultures génétiquement modifiées plantées en 2016.
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OGM
Qu'est-ce qu'un OGM ?
Les organismes génétiquement modifiés ont subi des modifications de leur matériel génétique dans le cadre d'un processus connu sous le nom de génie génétique. Ces modifications permettent à l'organisme d'exprimer une ou plusieurs caractéristiques qui ne se produiraient pas naturellement chez lui. Les OGM existent actuellement dans les bactéries, les animaux et les plantes et sont utilisés dans un large éventail d'applications, notamment la recherche biologique et médicale, la production de produits pharmaceutiques et l'agriculture.
Pourquoi les OGM ?
L'une des utilisations les plus répandues des OGM concerne les cultures importantes pour l'agriculture. Dans ces plantes, les modifications du matériel génétique sont souvent réalisées en insérant dans l'organisme cible du matériel ADN provenant d'un organisme différent. Il en résulte que la plante (et toutes les graines récoltées à partir de la plante) exprime de nouvelles caractéristiques, telles que la résistance aux herbicides ou aux insectes, ou des caractéristiques de qualité telles que la tolérance à la sécheresse. Par exemple, des modifications génétiques ont été effectuées pour rendre les plantes résistantes à des herbicides tels que le glyphosate ou le glufosinate, ce qui permet de pulvériser un champ avec l'herbicide pour tuer les mauvaises herbes sans nuire à la culture. La modification génétique peut également impliquer le transfert d'un ou de plusieurs caractères permettant à la plante de produire des endotoxines provenant de la bactérie du sol Bacillus thuringiensis, connue sous le nom de "Bt". Cela confère une résistance aux insectes. Ces protéines endotoxines sont utilisées comme insecticides à pulvériser depuis les années 1920. Elles ciblent certaines espèces d'insectes et n'ont aucun effet sur les espèces non ciblées telles que l'homme, la faune et les insectes utiles. Lorsqu'elles sont ingérées, ces protéines forment des pores dans l'épithélium de l'intestin moyen des larves des espèces d'insectes sensibles (qui se nourrissent des cultures et causent des dégâts). Cela provoque une paralysie de l'intestin, et l'insecte affecté cesse de se nourrir et succombe à la famine. Les espèces non ciblées n'ont pas de récepteurs dans l'intestin pour la protéine, et celle-ci n'a donc aucun effet sur elles. En outre, les plantes OGM peuvent exprimer des traits de qualité qui leur permettent de tolérer des conditions environnementales telles que la sécheresse, ou d'améliorer leur contenu nutritionnel.
Conventions de dénomination des OGM
Les OGM peuvent être désignés de trois manières différentes. Tout d'abord, ils peuvent être identifiés par leur nom d'événement, qui est le nom de l'expérience unique de recombinaison de l'ADN qui s'est produite en laboratoire et au cours de laquelle une cellule végétale a incorporé avec succès un gène souhaité. Cette cellule est ensuite utilisée pour régénérer des plantes entières et constitue la "base" d'une souche d'OGM. Par exemple, un nom d'événement pour le maïs tolérant aux herbicides est NK603. Deuxièmement, les OGM peuvent également être identifiés par la protéine unique qu'ils expriment. Dans le cas de l'événement NK603, la protéine exprimée est CP4 EPSPS. Enfin, l'OGM peut être identifié par le nom commercial sous lequel il est vendu.
Les cultures génétiquement modifiées dans le monde - hier et aujourd'hui
La production actuelle d'OGM concerne principalement quatre cultures : le soja, le maïs, le coton et le colza/canola. Le commerce mondial de ces cultures et de leurs principaux dérivés est dominé par le matériel d'origine OGM. En outre, les plantations mondiales de ces quatre cultures comprennent un pourcentage très élevé de semences biotechnologiques (78 % du soja, 64 % des graines de coton, 33 % du maïs et 24 % du canola au niveau mondial ; ISAAA 2016). Parmi ces cultures, plusieurs protéines OGM sont actuellement importantes pour le commerce des céréales et des semences. La culture de plantes génétiquement modifiées augmente dans le monde entier, de même que l'utilisation de caractères empilés, c'est-à-dire de deux caractères nouveaux ou plus dans la même plante. Les premiers essais en plein champ de plantes génétiquement modifiées ont commencé aux États-Unis et en France en 1986, avec du tabac résistant aux herbicides. Le premier pays à autoriser la commercialisation de plantes génétiquement modifiées a été la Chine, qui a introduit un tabac résistant aux virus en 1992. La première culture génétiquement modifiée dont la vente a été autorisée aux États-Unis a été la tomate FlavrSavr en 1994. La même année, l'Union européenne a également autorisé la vente de sa première plante génétiquement modifiée, un tabac tolérant aux herbicides. La culture commerciale de plantes génétiquement modifiées telles que le maïs et le coton a débuté en 1996. En 2016, 11 types différents de cultures génétiquement modifiées ont été cultivés commercialement sur 457 millions d'acres (185 millions d'hectares) dans 26 pays différents à travers le monde.
Les principaux cultivateurs d'OGM
Le tableau 1 présente les cultures d'OGM dans le monde en 2016. Le taux d'adoption des cultures génétiquement modifiées est souvent élevé dans les pays où elles sont plantées. Les données de l'enquête de l'USDA de 2016 montrent que le soja tolérant aux herbicides représentait 94 % des surfaces plantées aux États-Unis, le coton tolérant aux herbicides 93 % des surfaces plantées et le maïs tolérant aux herbicides 92 % des surfaces plantées. Les plantations de maïs comprenaient 3 % de variétés résistantes aux insectes, 13 % de variétés tolérantes aux herbicides et 76 % de variétés combinées résistantes aux insectes et tolérantes aux herbicides. Les plantations de graines de coton comprenaient 4 % de variétés résistantes aux insectes, 9 % de variétés tolérantes aux herbicides et 80 % de variétés combinées résistantes aux insectes et tolérantes aux herbicides. Les États-Unis ont également planté du soja biotechnologique (tolérant aux herbicides), du canola, de la betterave sucrière, de la luzerne et d'autres variétés. Au Brésil, environ 96,5 % de la superficie consacrée au soja était biotechnologique. 36,7 % de ces surfaces étaient tolérantes aux herbicides, et 59,8 % étaient résistantes aux insectes et tolérantes aux herbicides. Environ 88,4 % du maïs brésilien est biotechnologique, la majorité contenant des caractères combinés. Environ 79 % des graines de coton cultivées dans ce pays sont biotechnologiques. Au Canada, environ 93 % des surfaces de colza et de canola sont tolérantes aux herbicides. 94 % du soja, 92 % du maïs et près de 100 % de la betterave sucrière sont biotechnologiques. En Inde, environ 96 % du coton planté est Bt. En Chine, le coton biotechnologique représentait 95 % des surfaces cultivées en 2016. Au Paraguay, le maïs résistant aux biotechnologies a été commercialisé pour la première fois en 2013, et le taux d'adoption était déjà de 44 % en 2016. Au Pakistan, 97 % des surfaces cultivées en coton étaient biotechnologiques.
Protéines OGM importantes pour l'industrie des céréales et des semences
CP4 EPSPS
L'expression de la protéine transgénique CP4 EPSPS dans les plantes entraîne une tolérance à l'herbicide glyphosate. Cette protéine est exprimée dans des variétés commerciales d'agrostide stolonifère, de betterave sucrière, de colza/canola, de soja, de coton, de luzerne, de pomme de terre, de blé et de maïs.
Bt-Cry1F
L'expression de la protéine transgénique Bt-Cry1F entraîne une résistance aux insectes. Cette protéine est efficace contre les larves de lépidoptères ravageurs tels que la tordeuse du tabac, la chenille légionnaire de la betterave, l'arpenteuse du soja, le ver de la capsule du coton/le ver de l'épi de maïs, la pyrale du maïs, la pyrale du sud-ouest, le légionnaire d'automne et le ver-gris noir. Cette protéine est exprimée dans les variétés commerciales de maïs et de coton.
Bt-Cry34Ab1
L'expression de la protéine transgénique Bt-Cry34Ab1 dans les plantes entraîne une résistance aux insectes. Cette protéine est efficace contre les larves de coléoptères nuisibles tels que la chrysomèle des racines du maïs. Cette protéine est exprimée dans les variétés commerciales de maïs.
Bt-Cry1Ab, 1Ac, & 1A.105
L'expression des protéines transgéniques Bt-Cry1Ab, Cry1Ac et/ou 1A.105 entraîne une résistance aux insectes. Ces protéines sont efficaces contre les larves de lépidoptères ravageurs tels que la pyrale du maïs, la tordeuse du tabac, le ver de la capsule du coton/le ver de l'épi du maïs, le ver rose de la capsule, la chenille légionnaire de la betterave et l'arpenteuse du soja. Ces protéines sont exprimées dans des variétés commerciales de maïs, de coton et de tomate.
Bt-Cry3Bb1
L'expression de la protéine transgénique Bt-Cry3Bb1 entraîne une résistance aux insectes. La protéine est efficace contre les larves de coléoptères nuisibles tels que la chrysomèle des racines du maïs. Cette protéine est exprimée dans les variétés commerciales de maïs.
eCry3.1Ab
L'expression de la protéine transgénique eCry3.1Ab entraîne une résistance aux insectes. La protéine est efficace contre les insectes coléoptères et lépidoptères. Cette protéine est exprimée dans des variétés commerciales de maïs.
Bt-Cry2Ab
L'expression de la protéine transgénique Bt-Cry2Ab entraîne une résistance aux insectes. La protéine est efficace contre les larves de lépidoptères nuisibles tels que le ver de la capsule du coton, le ver de la capsule rose et la tordeuse des bourgeons du tabac. Cette protéine est exprimée dans les variétés commerciales de coton.
PAT
L'expression de la protéine transgénique PAT dans les plantes entraîne une tolérance aux herbicides à base de phosphinothricine (PPT), en particulier le glufosinate d'ammonium. Elle est également souvent utilisée comme marqueur de sélection pour la transformation génétique. Cette protéine est exprimée dans des variétés commerciales de maïs, de colza/canola, de coton, de chicorée, de betterave sucrière et de riz.
VIP3A
L'expression de la protéine transgénique VIP3A dans les plantes entraîne une résistance aux insectes. Cette protéine est efficace contre les larves de lépidoptères nuisibles tels que le ver de la capsule du coton, le ver de l'épi du maïs, la tordeuse du tabac, le ver de la capsule rose, la chenille légionnaire d'automne, la chenille légionnaire de la betterave, la fausse-arpenteuse du soja, la fausse-arpenteuse du chou, la perforatrice de la feuille de coton, le ver-gris noir et le ver-gris occidental du haricot. Cette protéine est exprimée dans les variétés commerciales de maïs et de coton.
PMI
La protéine PMI (phosphomannose isomérase) est exprimée par un gène dérivé d'E. coli. Cette protéine permet la croissance sur mannose et est souvent utilisée comme marqueur de sélection dans le maïs OGM.
NPTII
La protéine NPTII (néomycine phosphotransférase) est exprimée par un gène dérivé d'E. coli. Cette protéine permet la résistance aux antibiotiques aminoglycosides tels que la kanamycine, la néomycine, la paromomycine et la généticine (G418). Il s'agit d'un marqueur sélectif couramment utilisé.
cspB
La protéine cspB (cold shock protein B) est exprimée par un gène dérivé de Bacillus subtilis. Cette protéine permet d'améliorer les performances dans des conditions de stress hydrique.
DMO
L'expression de la protéine DMO (dicamba monooxygénase) entraîne une tolérance à l'herbicide dicamba. Cette protéine est exprimée dans les variétés commerciales de soja et de coton.
aad-12
L'expression de la protéine aad-12 (aryloxyalcanoate dioxygénase 12) entraîne une tolérance à l'herbicide 2,4-D. Cette protéine est exprimée dans des variétés commerciales de soja et de coton. Cette protéine est exprimée dans les variétés commerciales de coton et de soja.
De nombreuses autorisations
De nombreux autres pays ne cultivent pas de plantes génétiquement modifiées, mais ont approuvé leur importation en tant que denrées alimentaires et aliments pour animaux. En 2016, il y a eu 115 approbations de denrées alimentaires, 87 approbations d'aliments pour animaux et 49 approbations de cultures, soit un total de 251 approbations. Ces approbations sont réparties entre 87 événements issus de sept cultures. Les OGM les plus couramment approuvés sont ceux qui présentent des caractéristiques de tolérance aux herbicides. Depuis 2007, le nombre d'approbations d'événements empilés est supérieur à celui des événements uniques et, en 2016, 82,6 % des événements approuvés étaient empilés. La répartition des caractères des produits approuvés en 2016 était la suivante : 14 % de résistance aux insectes, 15 % de qualité des produits, 19 % de tolérance aux herbicides, 6 % de tolérance aux herbicides + contrôle de la pollinisation, 3 % de tolérance aux herbicides + qualité des produits, 3 % de résistance aux maladies, 3 % de résistance aux insectes + résistance aux maladies, 31 % de tolérance aux herbicides + résistance aux insectes, et 6 % d'autres caractéristiques. Les cultures biotechnologiques sont de plus en plus utilisées dans le monde. Ces technologies peuvent contribuer à fournir de nouvelles cultures avec des rendements plus élevés, une plus grande résistance aux maladies, une résistance aux conditions environnementales défavorables et une valeur nutritionnelle accrue. L'opinion mondiale sur la valeur des OGM est cependant divisée. Pourtant, il est indéniable que les cultures génétiquement modifiées sont devenues un élément de la stratégie de nombreux pays et entreprises qui cherchent à nourrir des populations en croissance rapide.