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