IV. Que sont les organismes dits génétiquement modifiés ou ...
Plantes Génétiquement Modifiées
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Hier, Aujourd’hui, Demain
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,…).
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)
Sélection empiriqueIl 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
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
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)
Définition d’un PGM
Plantes ayant subi unemodification (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)
Cellules, chromosomes et ADN
Définition d’un GèneTout 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
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
Transgénèse Végétale
• Manipulation du gène d’intérêt-Construction du transgène-Transfert du transgène
• Sélection des cellules transformées• Génération de la plante transformée
Quels caractères d’intérêt?
Génes apportant un caractère nouveau
Plantes résistantes à un insectePlantes tolérantes à un herbicidePlantes apportant un apport nutritionnelPlantes résistantes à des maladies ( pathogènes,
virus…)Plantes résistantes à la sécheresse
Plantes à traire (substances d’intérêt médical,…)Plantes apportant un avantage industriel…..
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)
Comment introduire un gène (1)
Transformation via la bactérie Agrobacterium tumefaciensconstruction du transgène (plasmide T) par substitution de la
séquence oncogène par le gène d’intérêt. Contamination des cellules végétales.
Comment introduire un gène(2)
• BiolistiqueIntroduction par biolistique: l’ADN est adsorbé sur des particules d’or ou de tungstène lesquelles serviront à bombarder les cellules à transformer
• Criblage
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
Principales cultures PGM
0
10
20
30
40
50
60
Maïs Coton Soja Colza Pommede terre
betterave
%
Nbr variétés
Maïs Bt Monsanto 810
Maïs résistants à la Pyrale et à la Sésamiepar 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 LépidoptèresLimite contaminations dues aux phytotoxines
Pas de risques démontrés sur environnement et santé
En 2010: 51Mha contre 108Mha en variétésconventionnelle
Soja résistant à un HerbicidePlantes 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
D’autres PGM
• Apports nutritionnels • Résistants à la sécheresse• Utilisant l’azote de l’air• Facilitent les processus industriels• Répulsifs pour ravageurs•
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
Risques et Bénéfices (2)
Risques socio-économiques
-coexistence cultures PGM/non PGM
-dépendance du monde agricole
-brevetage des transgènes
-perte de diversité
Vers une AMM
Les PGM font l’objet d’établissement d’un dossier d’évaluation d’impact
sanitaire et environnemental
Merci pour votre attention