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Analyse d’échantillons alimentaires pour la présence d’organismes génétiquement modifiés Module 7 Caractéristiques du soja Roundup Ready®, du maïs MON810 et du maïs Bt-176 M. Querci, M. Mazzara WORLD HEALTH ORGANIZATION REGIONAL OFFICE FOR EUROPE WELTGESUNDHEITSORGANISATION REGIONALBÜRO FÜR EUROPA ORGANISATION MONDIALE DE LA SANTE BUREAU REGIONAL DE L’EUROPE ВСЕМИРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ ЕВРОПЕЙСКОЕ РЕГИОНАЛЬНОЕ БЮРО Caractéristiques du soja Roundup Ready®, du maïs MON810 et du maïs Bt-176 2 Table des matières Module 7 Caractéristiques du soja Roundup Ready®, du maïs MON810 et du maïs Bt-176 CARACTERISTIQUES DU SOJA ROUNDUP READY® 3 CARACTERISTIQUES DU MAÏS MON810 8 CARACTERISTIQUES DU MAÏS BT-176 12 REFERENCES 18 Analyse d’échantillons alimentaires pour la présence d’organismes génétiquement modifiés Module 7 Caractéristiques du soja Roundup Ready®, du maïs MON810 et du maïs Bt-176 3 Caractéristiques du soja Roundup Ready®1 Identification Désignation GTS 40-3-2 Demandeur Monsanto Canada Inc. Espèce végétale Glycine max L. (soja) Nouvelles Tolérance nouvelle au glyphosate, matière active caractéristiques de l’herbicide Roundup® Méthode d’introduction Accélération de particules (biolistique) des caractéristiques Utilisation proposée Production de soja pour l’alimentation animale (essentiellement de la farine déshuilée grillée et des flocons) et (essentiellement la de consommation l’huile, des humaine fractions protéiques et des fibres alimentaires). Contexte Monsanto Canada Inc. a mis au point la lignée de soja GTS 40-3-2 afin de permettre l’utilisation de glyphosate en tant que solution alternative pour le désherbage dans le cadre de la production de soja. La mise au point de la lignée GTS 40-3-2 repose sur la technique de l’ADN recombinant, le principe consistant à introduire dans la variété commerciale de soja « A5403 » (société Asgrow Seed) un gène EPSPS (5-énolpyruvyl-shikimate-3phosphate synthétase) tolérant au glyphosate, isolé de la souche CP4 d’Agrobacterium tumefaciens. 1 Source : Agence Canadienne d’Inspection des Aliments, Décision DD95-05. Analyse d’échantillons alimentaires pour la présence d’organismes génétiquement modifiés Module 7 Caractéristiques du soja Roundup Ready®, du maïs MON810 et du maïs Bt-176 4 Description des nouvelles caractéristiques Tolérance au glyphosate Le glyphosate, matière active du Roundup®, est un désherbant systémique de postlevée utilisé dans le monde entier en tant qu’herbicide total. Le glyphosate agit en tant qu’inhibiteur compétitif de la synthétase 5-énolpyruvyl-shikimate-3-phosphate synthétase (EPSPS), une enzyme essentielle de la voie métabolique du shikimate, qui joue un rôle dans la production des acides aminés aromatiques phénylalanine, tyrosine et tryptophane (Figure 1). Cette inhibition de l’EPSPS provoque un arrêt de la croissance ainsi que la mort de la plante. Phosphoénolpyruvate + Eritrose-4-phosphate Shikimate-3-phosphate Phosphoénolpyruvate Glyphosate (Roundup) N-(phosphonométhyl) glycine 5-énolpyruvyl-shikimate-3-phosphate Phénylalanine Tyrosine Figure 1 L’EPSPS catalyse la réaction du shikimate-3-phosphate et du phosphoénolpyruvate (PEP) pour former du 5-énolpyruvylshikimate-3-phosphate (EPSP) et du phosphate. L’EPSP est un élément intermédiaire dans le cadre de la synthèse des acides aminés aromatiques. Suite à l’inhibition de cette voie métabolique, la synthèse des protéines est interrompue, provoquant la mort de la plante. L’EPSPS est la seule cible physiologique du glyphosate dans les plantes, et aucune autre enzyme utilisant du PEP n’est inhibée par le glyphosate. Tryptophane Le gène inséré conférant la tolérance au glyphosate code une version bactérienne (dérivée de la souche CP4 de l’Agrobacterium tumefaciens) de cette enzyme essentielle, omniprésente chez les végétaux, les champignons et les micro- Analyse d’échantillons alimentaires pour la présence d’organismes génétiquement modifiés Module 7 Caractéristiques du soja Roundup Ready®, du maïs MON810 et du maïs Bt-176 5 organismes, et est extrêmement insensible au glyphosate, répondant ainsi aux besoins métaboliques de la plante en matière d’acides aminés aromatiques. Le gène EPSPS est sous le contrôle d’un puissant promoteur constitutif du virus de la mosaïque du chou-fleur (P- CaMV E35S) et se termine par le terminateur du gène de la nopaline synthase (T-nos) d’Agrobacterium tumefaciens (Figure 2). Une séquence d’ADN d’origine végétale codant un peptide de transport vers les chloroplastes (CTP4 de Petunia hibrida) a été clonée au 5’ du gène de tolérance au glyphosate. Ce peptide signal, associé au gène EPSPS, facilite l’importation de l’enzyme nouvellement traduite dans les chloroplastes, où sont situés à la fois la voie métabolique du shikimate et les sites d’activité du glyphosate. Après son importation, le peptide de transport est éliminé et rapidement dégradé par une protéase spécifique. L’EPSP synthétase est omniprésente dans la nature et ne devrait pas avoir d’effet toxique ou allergène. Dans le cadre d’analyses comparatives avec des bases de données sur les séquences de polypeptides toxiques ou allergènes, la séquence d’acides aminés de l’enzyme ne présentait d’homologie majeure avec aucune toxine ni aucun allergène connus. P-E35S CTP4 CP4 EPSPS T-nos Figure 2. Représentation schématique de la cassette génique du soja Roundup Ready® (modifié par Padgette et al., 1995). Méthode de développement La variété commerciale de soja A5403 (société Asgrow Seed) a été transformée par le biais d’un processus de bombardement de particules d’or, à l’aide du vecteur plasmidique PV-GMGT04 recueilli sur Escherichia coli (cf. Figure 3). Le plasmide PVGMGT04 contenait le gène EPSPS CP4 codant la tolérance au glyphosate, le gène gus pour la production de ß-glucuronidase en tant que marqueur de sélection, et le gène nptII pour l’antibiorésistance (kanamycine). Le transformant original sélectionné présentait deux sites d’intégration, l’un avec le marqueur de sélection gus et l’autre avec le gène de la tolérance au glyphosate. Il y a eu ségrégation indépendante de Analyse d’échantillons alimentaires pour la présence d’organismes génétiquement modifiés Module 7 Caractéristiques du soja Roundup Ready®, du maïs MON810 et du maïs Bt-176 6 ces deux sites à la génération sexuée suivante et une analyse a montré que la lignée GTS 40-3-2 ne présentait qu’un seul site d’insertion dans lequel est uniquement intégré le gène de la tolérance au glyphosate. Figure 3. Carte plasmidique comprenant les éléments génétiques du vecteur PVGMGT04 mis en œuvre dans le cadre de la transformation de la lignée 40-3-2 du soja RR (source : Monsanto, 2000) Stabilité de l’insertion des nouvelles caractéristiques Les données initiales (Padgette et al., 1995, 1996) indiquaient que la lignée GTS 403-2 contenait une cassette génique fonctionnelle EPSPS CP4 unique, comprenant le promoteur E35S du virus de la mosaïque du chou-fleur (CaMV), un peptide de transport vers les chloroplastes, la séquence codante de l’EPSPS CP4 et le signal de polyadénylation nos. Aucune intégration d'une région codante de l’extérieur du gène de fusion par le vecteur plasmidique original n’a été observée. Les générations suivantes n’ont révélé aucune ségrégation supplémentaire du gène de fusion décrit ci-dessus, indiquant que la lignée GTS 40-3-2 était homozygote pour ce dernier. Des analyses d’ADN sur six générations ont démontré que l’intégration était stable. Des études de caractérisation plus récentes ont montré que lors de l’introduction de l’ADN, plusieurs réaménagements sont survenus, et qu’outre l’insert fonctionnel primaire, la lignée 40-3-2 du soja Roundup Ready® contient deux petits segments Analyse d’échantillons alimentaires pour la présence d’organismes génétiquement modifiés Module 7 Caractéristiques du soja Roundup Ready®, du maïs MON810 et du maïs Bt-176 7 non fonctionnels d’ADN inséré, respectivement de 250 bp et 72 bp (Monsanto, 2000 ; Windels et al., 2001). Décision réglementaire Le soja Roundup Ready® (RR) est actuellement la seule lignée de soja transgénique homologuée pouvant être commercialisée dans l’UE. Après avoir été autorisée aux Etats-Unis en 1994, l’importation dans l’Union Européenne a également été accordée suite à la Décision 96/281/CE de la Commission du 3 avril 1996. Cette décision prévoit l’importation de graines dans l’UE en vue de leur transformation en produits non viables, englobant exclusivement l’alimentation animale, les produits alimentaires et tout autre produit contenant des fractions de soja. Analyse d’échantillons alimentaires pour la présence d’organismes génétiquement modifiés Module 7 Caractéristiques du soja Roundup Ready®, du maïs MON810 et du maïs Bt-176 8 Caractéristiques du maïs MON8102 Identification Désignation Maïs MON810 (appellation commerciale YieldGard®) Demandeur Monsanto Canada Inc. Espèce végétale Zea mays L. (maïs) Nouvelles Résistance à la pyrale du maïs (Ostrinia nubilalis) caractéristiques Méthode d’introduction Accélération de particules (biolistique) des caractéristiques Utilisation proposée Production de Z. mays destiné à la consommation humaine (mouture sèche ou humide ou huile de graines), la production de farine et l’ensilage pour l’alimentation animale. Contexte La société Monsanto Canada Inc. a créé une lignée de maïs MON810 (YieldGard®) résistant spécifiquement à la pyrale du maïs (Ostrinia nubilalis), permettant ainsi de réduire les pertes de rendement dues aux dégâts causés par la chenille de pyrale, sans avoir à recourir aux pesticides classiques. La lignée MON810 a été mise au point par la technique de l’ADN recombinant et en bombardant les cellules végétales de microprojectiles, ce qui permet d’y introduire un gène codant la production d’une protéine insecticide naturelle (dérivée du Bacillus thuringiensis ssp. kurstaki). Cette protéine lutte activement contre certaines espèces de lépidoptères (ordre d’insectes comprenant les papillons et les mites), dont la pyrale du maïs. Plus précisément, la protéine de la lignée MON810 est une forme tronquée de la protéine insecticide δ-endotoxine CRYIA(b), qui protège les plants de maïs contre les dégâts dus à l’alimentation de la chenille de la pyrale au niveau des feuilles et des tiges. 2 Source : Agence Canadienne d’Inspection des Aliments, Décision 97-19. Analyse d’échantillons alimentaires pour la présence d’organismes génétiquement modifiés Module 7 Caractéristiques du soja Roundup Ready®, du maïs MON810 et du maïs Bt-176 9 Description des nouvelles caractéristiques Résistance à la pyrale du maïs Le Bacillus thuringiensis ssp. kurstaki est une bactérie terricole à Gram positif qui produit des endospores. Au stade de la sporulation, il produit (outre les endospores) plusieurs cristaux de protéines insecticides, dont la protéine δ-endotoxine CRYIA(b), qui lutte activement contre certains insectes lépidoptères comme la pyrale du maïs, la tordeuse des bourgeons de l’épinette, la livrée, le bombyx disparate (connu également sous le nom de spongieuse), la fausse teigne des crucifères, l’arpenteuse du chou, la noctuelle verdoyante et la piéride du chou. Il a été démontré à maintes reprises que cette protéine n’est pas toxique pour les humains, les autres vertébrés et les insectes utiles (Lee et al., 1995). La lignée MON810 a été transformée avec une copie du gène cryIA(b) sous le contrôle du puissant promoteur constitutif 35S amélioré du virus de la mosaïque du chou-fleur, et la séquence de tête de l’intron HSP70 du maïs (Figure 4). La séquence codante cryIA(b) de la souche HD-1 du Bacillus thuringiensis ssp. kurstaki a été modifiée afin d’optimiser l’expression de la protéine δ-endotoxine CRYIA(b) des plantes. La protéine devient toxique pour les chenilles de lépidoptères suite à une scission en plusieurs fragments, dont le noyau bioactif qui résiste à la trypsine. On pense que l’activité insecticide résulte du fait que le fragment actif se fixe à des récepteurs spécifiques situés au niveau des cellules épithéliales de l’intestin moyen des insectes sensibles, ce qui provoque la formation de pores, déséquilibre l’équilibre osmotique et finit par entraîner la lyse des cellules. Les lépidoptères ravageurs du maïs spécifiquement sensibles à la protéine sont la pyrale du maïs et le ver de l’épi de maïs. La séquence d’acides animés de la toxine exprimée dans le maïs modifié s’est révélée être identique à la séquence naturelle, et équivalente à la protéine produite en tant que biopesticide répandu dans l’industrie des aliments biologiques. Analyse d’échantillons alimentaires pour la présence d’organismes génétiquement modifiés Module 7 Caractéristiques du soja Roundup Ready®, du maïs MON810 et du maïs Bt-176 P-E35S hsp70 cryIA(b) 10 T-nos Figure 4. Représentation schématique du gène chimère cryIA(b) du plasmide PVZMBK07 utilisé dans le cadre de la transformation de la lignée MON810, y compris le promoteur 35S amélioré du virus de la mosaïque du chou-fleur, l’intron 1 hsp70 du maïs et le gène synthétique δ-endotoxine cryIA(b) suivi du terminateur nos (modifié par le BATS, 2003). Méthode de développement La lignée MON810 résulte du génotype Hi-II du maïs à la suite d’une transformation biolistique avec un mélange d’ADN plasmidiques : le plasmide PV-ZMBK07 porteur du gène cryIA(b) (Figure 5) et le plasmide PV-ZMGT10 porteur des gènes EPSPS CP4 et gox. Les deux plasmides étaient également porteurs du gène nptII (pour la sélection bactérienne) sous le contrôle d’un promoteur bactérien, et une origine de réplication d’un plasmide pUC (ori-pUC) nécessaire pour la réplication des plasmides dans E. coli. Les deux vecteurs ont été introduits dans des cellules végétales cultivées par bombardement de microprojectiles. Les cellules ayant ainsi acquis une tolérance au glyphosate ont été sélectionnées puis cultivées dans un milieu de culture tissulaire en vue de la régénération du végétal (Armstrong et al., 1991). Des analyses moléculaires fournies par les auteurs indiquent que seuls les éléments du gène chimère PV-ZMBK07 ont été intégrés dans le génome de la lignée MON810 en tant qu’insert unique, comprenant le promoteur 35S amélioré du virus de la mosaïque du chou-fleur, la séquence de tête de la hsp70 et le gène tronqué cryIA(b). Le signal de terminaison nos 3’, présent dans le plasmide PV-ZMBK07, s’est perdu suite à une troncature 3’ de la cassette génique et n’a donc pas été intégré dans le génome hôte (BATS, 2003). Stabilité de l’insertion des nouvelles caractéristiques Les données fournies par les auteurs montrent que la ségrégation et la stabilité correspondaient avec un site d’insertion unique du gène cryIA(b) dans le génome Analyse d’échantillons alimentaires pour la présence d’organismes génétiquement modifiés Module 7 Caractéristiques du soja Roundup Ready®, du maïs MON810 et du maïs Bt-176 11 MON810. La stabilité de l’insertion a été confirmée par de nombreuses générations de croisement. CryIA(b) Figure 5. Représentation schématique du plasmide PV-ZMBK07 utilisé pour la modification de la lignée MON810 (source : base de données Agbios sur la biosécurité essentielle) La lignée de maïs a été croisée avec divers génotypes de maïs pendant 4 générations et a conservé ses propriétés de résistance contre la pyrale du maïs. La lignée MON810 est issue de la troisième génération de rétrocroisement. La stabilité de l’intégration de l’insert unique a été démontrée dans les trois générations par analyse Southern Blot. Décision réglementaire Les plantations de maïs (lignée MON810) ont été approuvées aux Etats-Unis en juillet 1996 par l’Agence pour la protection de l’environnement. La commercialisation de cette lignée de maïs dans l’Union Européenne a été autorisée suite à la Décision 98/294/CE de la Commission du 22 avril 1998. L’Agence Canadienne d’Inspection des Aliments a émis la Décision 97-19 en vue de son homologation en tant qu’aliment et fourrage. La lignée MON810 est également homologuée en Argentine, en Australie, au Japon, en Afrique du Sud et en Suisse. Cette lignée de maïs est destinée à la consommation humaine (mouture humide ou sèche ou huile de graines), la production de farine et l’ensilage pour l’alimentation animale. Analyse d’échantillons alimentaires pour la présence d’organismes génétiquement modifiés Module 7 Caractéristiques du soja Roundup Ready®, du maïs MON810 et du maïs Bt-176 12 Caractéristiques du maïs Bt-1763 Identification Désignation Maïs Bt-176 Demandeur Ciba Seeds, filiale de Ciba-Geigy et Mycogen Corporation Espèce végétale Zea mays L. (maïs) Nouvelles Résistance à la pyrale du maïs (Ostrinia nubilalis) ; caractéristiques tolérance à l’herbicide glufosinate-ammonium Méthode d’introduction Bombardement des caractéristiques accélération de particules (biolistique) Utilisation proposée Culture à titre de maïs-grain hybride d’embryons immatures par Contexte Ciba Seeds et Mycogen Corporation ont mis au point conjointement une lignée de maïs résistant à la pyrale du maïs. Cette lignée, baptisée Bt-176, a été transformée par la technique de l’ADN recombinant et par bombardement d’embryons au moyen de microprojectiles, afin qu’elle produise une protéine insecticide issue de Bacillus thuringiensis ssp. kurstaki, active contre certaines espèces de lépidoptères (ordre d’insectes comprenant les papillons et les mites), dont la pyrale du maïs. Cette protéine, forme tronquée de la δ-endotoxine CRYIA(b), protège spécifiquement les plants de maïs contre les dégâts dus à l’alimentation des chenilles de pyrale. De plus, cette lignée de maïs a été co-transformée par l’ajout d’un gène conférant une tolérance à l’herbicide glufosinate-ammonium, utilisé pour sélectionner les plantes transformées à un stade très précoce de leur développement. Description des nouvelles caractéristiques Résistance à la pyrale du maïs Bacillus thuringiensis ssp. kurstaki est une bactérie terricole à Gram positif qui produit des endospores. Au stade de la sporulation, il produit (outre les endospores) plusieurs cristaux de protéines insecticides, dont la protéine δ-endotoxine CRYIA(b), 3 Source : Agence Canadienne d’Inspection des Aliments, Décision DD96-09. Analyse d’échantillons alimentaires pour la présence d’organismes génétiquement modifiés Module 7 Caractéristiques du soja Roundup Ready®, du maïs MON810 et du maïs Bt-176 13 active contre certains insectes lépidoptères comme la pyrale du maïs, la tordeuse des bourgeons de l’épinette, la livrée, le bombyx disparate (connu également sous le nom de spongieuse), la fausse teigne des crucifères, l’arpenteuse du chou, la noctuelle verdoyante et la piéride du chou. Il a été démontré à maintes reprises que cette protéine n’est pas toxique pour les humains, les autres vertébrés et les insectes utiles (Lee et al., 1995). Un gène synthétique cryIA(b) a été élaboré à partir de la souche HD-1 de Bacillus thuringiensis ssp. kurstaki, codant une forme tronquée de la δ-endotoxine CRYIA(b), et modifié de manière à mieux s’exprimer chez le maïs. Ce gène synthétique présente une homologie d’environ 65% au niveau des nucléotides avec le gène naturel (Koziel et al., 1993). La protéine CRYIA(b) tronquée conserve la région insecticide de la CRYIA(b) naturelle. On pense que l’activité insecticide résulte du fait que le fragment actif se fixe à des récepteurs spécifiques situés au niveau des cellules épithéliales de l’intestin moyen des insectes sensibles, ce qui provoque la formation de pores, déséquilibre l’équilibre osmotique, entraîne la lyse des cellules, interrompt l’alimentation de l’insecte et finit par le tuer. Le maïs Bt-176 a été transformé par l’ajout de deux gènes chimères cryIA(b) synthétiques. L’un est lié au promoteur de transcription de la phosphoénolpyruvate carboxylase du maïs (P-PEPC), assurant son expression dans les tissus verts. Le second est lié au promoteur d’une protéine kinase du maïs dépendante du calcium (P-CDPK), assurant son expression dans le pollen. Ces deux chimères se terminent par un terminateur du virus de la mosaïque du chou-fleur (T-CaMV 35S) et comprennent également un intron 9 du gène phosphoénolpyruvate carboxylase du maïs (cf. Figure 6 et Figure 7). P-CDPK cryIA(b) T-35S Intr. PEPC N° 9 Figure 6. Représentation schématique du gène synthétique cryIA(b) sous le contrôle du promoteur CDPK (source : Matsuoka et al., 2000). L’expression de la protéine CRYIA(b) dans les tissus verts vise à rendre la plante résistante contre les chenilles de la pyrale de la première génération, qui se Analyse d’échantillons alimentaires pour la présence d’organismes génétiquement modifiés Module 7 Caractéristiques du soja Roundup Ready®, du maïs MON810 et du maïs Bt-176 14 nourrissent de feuilles. Son expression dans le pollen vise les chenilles de la pyrale de la seconde génération, qui consomment du pollen. La protéine CRYIA(b) produite par les feuilles de maïs Bt-176 a été soumise à des essais de digestibilité in vitro en présence de substances simulant les sucs gastriques des mammifères. On a constaté que cette protéine est digérée de la même manière que les protéines normalement présentes dans le régime alimentaire. Intr. PEPC N° 9 T-35S cryIA(b) P-PEPC Figure 7. Représentation schématique du gène synthétique cryIA(b) sous le contrôle du promoteur PEPC (source : Matsuoka et al., 2000). Tolérance à l’herbicide glufosinate-ammonium Le gène bar, conférant une tolérance au glufosinate-ammonium, provient d’une bactérie terricole commune : Streptomyces hygroscopicus. Ce gène code la phosphinotricine acétyltransférase (PAT) sous le contrôle de transcription du promoteur constitutif 35S du virus de la mosaïque du chou-fleur, actif dans tous les tissus de la plante, à l’exception du pollen. La phosphinotricine, un inhibiteur de la glutamine synthétase, est la partie active du glufosinate-ammonium. L’activité herbicide de la phosphinotricine se caractérise par une inhibition de la glutamine synthétase, ce qui provoque une accumulation létale d’ammoniaque dans la plante. La PAT catalyse l’acétylation de la phosphinotricine, éliminant ainsi l’activité herbicide de cette dernière. L’isomère L de la phosphinotricine (L-PPT) est couramment utilisé en tant qu’herbicide total. Le L-PPT est la matière active de l’herbicide glufosinateammonium mis au point par Hoechst et est connu sous le nom de BASTA. Cet isomère est un analogue structural du glutamate, le substrat de la glutamine synthétase (cf. la comparaison entre le L-PPT et le glutamate à la Figure 8). Analyse d’échantillons alimentaires pour la présence d’organismes génétiquement modifiés Module 7 Caractéristiques du soja Roundup Ready®, du maïs MON810 et du maïs Bt-176 O CH3 — H H P — CH2 — CH2 — C — COOH OH 15 HOOC — CH2— CH2 — C— COOH NH2 NH2 Figure 8. L’isomère L de la phosphinotricine (à gauche) comparé au glutamate (à droite) Le L-PPT était initialement isolé de Streptomyces viridochromogenes, qui synthétise uniquement l’isomère L de la phosphinotricine. Le glufosinate-ammonium synthétique est un mélange racémique équimolaire des isomères D et L du PPT (le D-PPT ne présente aucune activité herbicide). On a démontré que la PAT agit spécifiquement sur la phosphinotricine, aucune autre activité n’ayant été observée pour les autres substrats ordinaires d’acétyltransférase, dont le pyruvate, la choline ou la sérine. La PAT produite par E. coli a été soumise à des essais de digestibilité in vitro en présence de substances simulant les sucs gastriques des mammifères. On a constaté que cette protéine est digérée de la même manière que les protéines normalement présentes dans le régime alimentaire. Le gène de tolérance au glufosinate-ammonium a été co-introduit en tant que marqueur de sélection afin que les embryons transformés puissent être identifiés en milieu sélectif et que les gènes introduits puissent être suivis durant la sélection des plantes. Selon un rapport de l’organisme Food Standards Australia New Zealand (FSANZ, 2000), les données moléculaires ont révélé que la lignée Bt-176 contient une copie du gène bar, sous le contrôle de transcription du promoteur 35S et du terminateur 35S du virus de la mosaïque du chou-fleur (respectivement P-CaMV 35S et T-CaMV 35S) (Figure 9). P-35S bar T-35S Figure 9. Représentation schématique du gène bar (source : Matsuoka et al., 2000) Analyse d’échantillons alimentaires pour la présence d’organismes génétiquement modifiés Module 7 Caractéristiques du soja Roundup Ready®, du maïs MON810 et du maïs Bt-176 16 Méthode de développement Le maïs Bt-176 résulte de la transformation biolistique de la lignée de maïs consanguine CG00526 (Zea mays L.) avec deux plasmides. Les deux gènes chimères synthétiques cryIA(b) ont été insérés par clonage dans un même vecteur plasmidique (pCIB4431). Un second vecteur plasmidique (pCIB3064) renfermait le gène bar conférant la tolérance à l’herbicide, isolé de la bactérie terricole Streptomyces hygroscopicus. Ces deux vecteurs ont ensuite été introduits dans la lignée de maïs CG00526 par bombardement d’embryons immatures au moyen de microprojectiles. Des analyses moléculaires de la plante transformée ont révélé qu’au moins deux copies de chaque construction plasmidique ont pu s’insérer dans le génome de la lignée de maïs. Des essais ainsi que des analyses Northern Blot ont révélé que le gène conférant la résistance à l’ampicilline (gène bla), sous le contrôle d’un promoteur bactérien (utilisé pour la sélection des vecteurs dans les milieux bactériens) ne s’est exprimé ni dans les feuilles, ni dans le pollen de la plante. Deux lignées de maïs transgénique indépendantes ont été sélectionnées en vue d’améliorer le croisement et la caractérisation : 171 et 176 (Koziel, et al., 1993). Des études de caractérisation supplémentaires ont confirmé la présence dans le maïs Bt-176 des gènes cryIA(b) (Koziel et al 1993), bar et bla (Privalle, 1994). Les données communiquées par Food Standards Australia New Zealand (FSANZ, 2000) ont également révélé qu’il peut y avoir jusqu’à six copies des gènes cryIA(b) et bla présents dans le Bt-176, et au moins deux copies du gène bar (avec le promoteur 35S), comme démontré par l’analyse de transfert d’ADN de type Southern contre l’ADN du maïs Bt-176 (Privalle, 1994). Stabilité de l’insertion des nouvelles caractéristiques Selon Food Standards Australia New Zealand (FSANZ, 2000), la production de protéines CRYIA(b) et PAT dans les feuilles et le pollen des plantes de serre a été jugée stable sur quatre générations de rétrocroisement successives. Des analyses de ségrégation ont révélé une co-ségrégation mendélienne des caractéristiques de résistance à la pyrale du maïs et de tolérance à l’herbicide. Une étude de 3240 plantes a révélé que seules cinq d’entre elles (0,15%) ont été identifiées comme étant tolérantes au glufosinate-ammonium mais susceptibles de subir des dégâts causés par la chenille de la pyrale du maïs. Analyse d’échantillons alimentaires pour la présence d’organismes génétiquement modifiés Module 7 Caractéristiques du soja Roundup Ready®, du maïs MON810 et du maïs Bt-176 17 Décision réglementaire En août 1995, l’Agence pour la protection de l’environnement aux Etats-Unis a approuvé à certaines conditions la commercialisation du maïs dérivé de la lignée 176, jusqu’à l’an 2000. La commercialisation de cette lignée de maïs a été autorisée dans l’UE suite à la décision 97/98/CE de la Commission du 23 janvier 1997. Cette lignée de maïs est destinée à la culture, à la production de graines, à l’ensilage, à la production de fourrage pour l’alimentation animale et à la production de graines en vue d’un traitement industriel (Décision 97/98/CE de la Commission). Analyse d’échantillons alimentaires pour la présence d’organismes génétiquement modifiés Module 7 Caractéristiques du soja Roundup Ready®, du maïs MON810 et du maïs Bt-176 18 Références Agbios database on Essential Biosafety. Molecular Characterization of MON810 inserted DNA. http://www.agbios.com/main.php (Dernière connection Janvier '10) Armstrong, C. L., Green, C. E. and Phillips, R.L. (1991). Development and availability of germplasm with high type II culture formation response. Maize Genetics Cooperation NewsLetter 65, 92-93. BATS (2003). Genetically Modified (GM) Crops: molecular and regulatory details. http://www.bats.ch/gmo-watch/index.php (Dernière connection Janvier 2010) Canadian Food Inspection Agency, Plant Products Directorate, Plant Biosafety Office. Decision Document DD96-09: Determination of Environmental Safety of Event 176 Bt Corn (Zea mays L.) Developed by Ciba Seeds and Mycogen Corporation. http://www.inspection.gc.ca/english/plaveg/bio/dd/dd9609e.shtml (Dernière connection Janvier 2010) Canadian Food Inspection Agency, Plant Products Directorate, Plant Biosafety Office. Decision Document DD95-05: Determination of Environmental Safety of Monsanto Canada Inc.'s Glyphosate Tolerant Soybean (Glycine max L.) Line GTS 40-3-2. http://www.inspection.gc.ca/english/plaveg/bio/dd/dd9505e.shtml (Dernière connection Janvier 2010) Canadian Food Inspection Agency, Plant Products Directorate, Plant Biosafety Office. Decision Document 97-19: Determination of the Safety of Monsanto Canada Inc.'s YieldgardTM Insect Resistant Corn (Zea mays L.) Line MON810. (http://www.inspection.gc.ca/english/plaveg/bio/dd/dd9719e.shtml) (Dernière connection Janvier 2010) Décision 97/98/CE de la Commission du 23 janvier 1997 concernant la mise sur le marché de maïs génétiquement modifié (Zea mays L.) ayant subi la modification combinée lui assurant les propriétés insecticides conférées par le gène Btendotoxine et une meilleure tolérance à l’herbicide glufosinate-ammonium, en application de la directive 90/220/CEE du Conseil (JO L 31, 1.2.1997, p. 69). Analyse d’échantillons alimentaires pour la présence d’organismes génétiquement modifiés Module 7 Caractéristiques du soja Roundup Ready®, du maïs MON810 et du maïs Bt-176 19 Décision 96/281/CE de la Commission du 3 avril 1996 concernant la mise sur le marché de fèves de soja (Glycine max L.) génétiquement modifiées pour améliorer la résistance à l’herbicide glyphosate, présentée conformément à la directive 90/220/CEE du Conseil (JO L 107, 30.4.1996, p. 10). Décision 98/294/CE de la Commission du 22 avril 1998 concernant la mise sur le marché de semences de maïs génétiquement modifié (Zea mays L. lignée MON810) en application de la directive 90/220/CEE du Conseil (JO L 131, 5.5.1998, p. 33). Food Standards Australia New Zealand – FSANZ (formerly Australia New Zealand Food Authority - ANZFA) (2000). Draft risk analysis report. Food produced from insect-protected Bt-176 corn. Application 385. http://www.foodstandards.gov.au/_srcfiles/A385%20FA.pdf (Dernière connection Janvier 2010) Koziel, M.G. et al. (1993). Field performance of elite transgenic maize plants expressing an insecticidal protein derived from Bacillus thuringiensis. BIO/Technology 11, 194–200. Lee, T.C., Zeng, J., Bailey, M., Sims, S.R., Sanders, P.R. and Fuchs, R.L. (1995). Assessment of equivalence of insect protected corn- and E. coli-produced B.t.k. HD-1 protein. Plant Physiol. Suppl. 108, 151. 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