Plantes Génétiquement Modifiées

1. Plantes Génétiquement Modifiées Hier, Aujourd’hui, Demain

2. L’amélioration des Plantes • Un objectif pour fournir à chaque humain nourriture, fibres et autres matières premières • Des besoins quantitatifs (nourrir 9Md d’Hommes en 2050) et qualitatifs (suppression de toxines rendant la plante non consommable,…).

3. L’amélioration des Plantes • Sélection empirique (choix des plantes les plus adaptées dans un site donné) • Amélioration génétique (mutations spontanées, hybridation et sélection) • Biotechnologies (maîtrise du caractère retenu)

4. Sélection empirique Il s’agit d’une sélection non maîtrisée consistant à garder les plantes qui se développent bien dans une aire donnée et qui produisent un maximum de ressources. Passage de l’âge de la cueillette aux premiers pas vers une agriculture Développement de la notion de cultures

9. Amélioration génétique • Amélioration qui résulte des progrès des connaissances de la génétique des plantes. 1865 lois de Mendel • Sélection de caractères d’intérêt (Hybridation, mutations…) Gregor Mendel

10. Biotechnologies Végétales • Fait appel au génie génétique qui résulte de l’apparition d’outils enzymatiques permettant d’intervenir au niveau du gène et de ses séquences de nucléotides. (techniques « copier » « coller » « couper » et « écrire ») Résulte des connaissances acquises en génomique (science des gènes)

11. Définition d’un PGM Plantes ayant subi une modification (ajout, remplacement ou suppression)de son matériel génétique, par intervention de l’Homme (le plus souvent, consiste à ajouter un ou plusieurs gènes pour répondre à des objectifs traduisant un avantage) (cas particulier des OGM)

12. Cellules, chromosomes et ADN

13. Définition d’un Gène Tout segment d’ADN ou d’ARN qui constitue une unité d’information transmissible héréditairement Les gènes sont des molécules (succession linéaire de quatre nucléotides) de structure définie Le gène contient l’information utilisable pour la synthése des protéines

14. Réalisation d’un OGM • Choix de l’organisme à transformer • Choix du gène à transférer • Isolation du gène et réalisation du vecteur • Inoculation du gène dans l’organisme hôte • Sélection des organismes portant le nouveau gène (antibiotiques, protéines fluorescentes,…). • Multiplication de l’organisme transformé

15. Transgénèse Végétale • Manipulation du gène d’intérêt -Construction du transgène -Transfert du transgène • Sélection des cellules transformées • Génération de la plante transformée

16. Quels caractères d’intérêt? Génes apportant un caractère nouveau Plantes résistantes à un insecte Plantes tolérantes à un herbicide Plantes apportant un apport nutritionnel Plantes résistantes à des maladies ( pathogènes, virus…) Plantes résistantes à la sécheresse Plantes à traire (substances d’intérêt médical,…) Plantes apportant un avantage industriel …..

17. Quels gènes (propriété,Origine) • Gène appartenant à une plante de la même espèce • Gène appartenant à des espèces distinctes • Géne appartenant à des règnes différents (végétal/animal)

18. Comment introduire un gène (1) Transformation via la bactérie Agrobacterium tumefaciens construction du transgène (plasmide T) par substitution de la séquence oncogène par le gène d’intérêt. Contamination des cellules végétales.

19. Comment introduire un gène(2) • Biolistique Introduction par biolistique: l’ADN est adsorbé sur des particules d’or ou de tungstène lesquelles serviront à bombarder les cellules à transformer • Criblage

20. Comment sélectionner les cellules transformées • Passe par l’introduction en même temps que celle du gène d’intérêt, d’un gène « marqueur » -gène de résistance à un antibiotique -gène codant pour une protéine fluorescente (GFP) détectable in vivo • Elimination du marqueur

21. Principales cultures PGM % Nbr variétés

22. Maïs Bt Monsanto 810 Maïs résistants à la Pyrale et à la Sésamie par introduction d’un gène Cry, codant pour une toxine produite par la bactérie Bacillus thuringiensis. La toxine détruit les cellules du tube digestif entraînant une sorte de « septicémie » Prévient les dégâts sur plantes et épis Toxine spécifique des Lépidoptères Limite contaminations dues aux phytotoxines Pas de risques démontrés sur environnement et santé En 2010: 51Mha contre 108Mha en variétés conventionnelle

23. Soja résistant à un Herbicide Plantes et micro-organismes synthétisent acides aminés aromatiques via EPSPS (5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase) Glyphosate inhibe EPSPS(p) chez les plantes: effet herbicide Glyphosate n’inhibe pas EPSPS(m) des micro-organismes Transfert du gène EPSPS(m) dans plante rend la plante résistante Surfaces PGM: 80 Mha Surfaces non-PGM: 25 Mha

24. D’autres PGM • Apports nutritionnels • Résistants à la sécheresse • Utilisant l’azote de l’air • Facilitent les processus industriels • Répulsifs pour ravageurs

25. Risques et Bénéfices (1) • Les Risques et Bénéfices sanitaires -allergie/hypoallergie -Toxicité: -production d’une protéine toxique -Interférence métabolique -mycotoxines -résistance à des antibiotiques • Les Risques et Bénéfices environnementaux -pollution environnement -organismes résistants -dissémination des gènes

26. Risques et Bénéfices (2) Risques socio-économiques -coexistence cultures PGM/non PGM -dépendance du monde agricole -brevetage des transgènes -perte de diversité

27. Vers une AMM Les PGM font l’objet d’établissement d’un dossier d’évaluation d’impact sanitaire et environnemental

29. Merci pour votre attention