Cours Stage - La plante domestiquée

Exercice - Avantages et risques de la transgénèse : cas du maïs Bt

L'énoncé

« Les maïs Bt sont des variétés de maïs qui ont été modifiées génétiquement par l'ajout du gène leur conférant une résistance aux principaux insectes nuisibles au maïs, entre autre une pyrale : la pyrale du maïs Ostrinia nubilalis. Le terme Bt fait référence au Bacillus thuringiensis, une bactérie dont on a extrait le gène codant la toxine Cry1Ab. En 2003, la surface de maïs transgénique Bt plus tolérante à un herbicide, occupe 12,3 millions d'hectares, correspondant à 18 % de la surface d'OGM totale cultivés dans le monde (d'après ISAAA, données 2003). »

Extrait d’un article de :
Guy Riba, Directeur Scientifique, Plantes et Produits du Végétal, INRA Paris
Josette Chaufaux, Unité de recherches de Lutte Biologique, INRA Versailles
http://www.inra.fr/internet/Directions/DIC/ACTUALITES/DOSSIERS/OGM/riba.htm

 

 

À l’aide du document proposé, identifier les avantages (pour l’agriculteur, pour l’environnement, pour le consommateur) et les risques du maïs Bt. La réponse sera présentée sous forme d’un tableau.

 

Des variétés de maïs ont été transformées par des firmes privées pour produire dans leurs tissus la toxine Cry1Ab de Bacillus thuringiensis (Bt), active contre la pyrale du maïs.

A. Cette stratégie de lutte offre plusieurs avantages :

- La toxine Cry1Ab n'est active que sur les insectes, aucune toxicité n'a été mise en évidence, ni pour les animaux domestiques, ni pour l'Homme
- La toxine est produite principalement dans les parties vertes de la plante, qui ne sont jamais consommées par l'Homme
- Les premiers essais ont montré une remarquable efficacité de ces maïs reportée dans le tableau ci-dessous :

- Les larves vivent à l'intérieur de la plante, dès leurs éclosions, elles sont éliminées avant d'avoir pu provoquer des dégâts 
- La toxine insecticide produite dans la plante est protégée des conditions climatiques, pluie ou rayonnements ultraviolets

En 1995, la culture du maïs transgénique a été autorisée aux États-Unis, en 1996 au Canada et en novembre 1997 en France. En 1997, elle a représenté 10 % des surfaces cultivées en maïs aux États-Unis.

B. Certaines questions se sont posées avant la mise sur le marché :

Les risques de contournement
Suite à l’apparition de pyrales résistantes à la toxine de Bt, les chenilles ne seraient plus détruites et les agriculteurs devraient revenir à l’utilisation d’insecticides chimiques.
Pas de risque majeur pour les autres cultures, l’infestation des haricots ou des framboisiers par la pyrale est moins massive, elle est contrôlable par plusieurs molécules chimiques.
Les risques de sélection de populations de pyrale résistantes à Bt sont en principe plus élevés que dans le cas des insecticides chimiques, car tous les insectes qui ont consommé du maïs transgénique ont été en contact avec la toxine. […]

Les effets non intentionnels
On ne connait pas d'effets non intentionnels néfastes prévisibles sur les prédateurs naturels de la pyrale. Au contraire, on peut penser que l'utilisation de maïs Bt permettra le développement d'auxiliaires autrement dit les prédateurs, jusque-là tués par les traitements chimiques. Peu à peu ils contribueront mieux à la régulation des populations de ravageurs.


Question 1

Qu'est-ce que la transgénèse ?

La transgénèse consiste à introduire un gène d'intérêt (ici le gène codant la toxine Cry1Ab), via un vecteur (plasmide de la bactérie Bacillus thuringiensis) contenant le gène d'intérêt, dans une cellule hôte, d'une espèce agronomique (ici le maïs). Cette cellule hôte recevant le plasmide avec le gène d'intérêt va alors se multiplier et donner un nouvel individu, dont toutes les cellules possèderont le gène Cry1Ab. Ce nouvel individu est transgénique, c'est un Organisme Génétiquement Modifié (OGM).

Il s'agit d'un procédé de modification.
Cette modification s'opère sur un organisme vivant.
Cette modification s'opère grâce à l'introduction d'un ou plusieurs gènes.

Question 2

Quel est le prédateur du maïs ?

La pyrale est l'insecte principal prédateur du maïs. La pyrale appartient à la famille des Lépidoptères (papillons), et c'est son stade larvaire qui est le plus ravageur. En effet, c'est la larve qui se nourrit du maïs.

Facile, son nom est cité plusieurs fois dans le sujet.
Il s'agit d'un insecte de l'ordre des lépidoptères.

Question 3

Que fait le maïs Bt sur la larve de pyrale ?

Le maïs Bt produit une toxine qui tue la larve de pyrale dès qu'elle consomme le maïs.

Il se défend en tuant la larve, mais par quel procédé ?
Il produit une substance toxique pour la larve.

Question 4

Peut-on lutter contre la pyrale sans cultiver de maïs Bt ?

Oui, il existe des produits chimiques (les insecticides) permettant d'éliminer les larves de pyrale.

Tous les plans de maïs ne sont pas transgéniques.

Question 5

Quel moyen de lutte est le plus efficace pour lutter contre la pyrale du maïs ?

D'après le tableau, la voie transgénique (maïs Bt) est plus efficace que la voie chimique (100 % de mortalité larvaire dans le cas du maïs Bt quelle que soit la date d'infestation par la pyrale).

Regarde le tableau !
Compare les deux voies possibles : transgénique et chimique.

Question 6

Comment expliquer une possible résistance de la pyrale au maïs Bt ?

Tu as déjà rencontré la résistance en première S dans l'étude des antibiotiques et cette année en terminale S dans la partie I, lorsque tu as évoqué l'évolution de la biodiversité et notamment la pression de sélection exercée par l'environnement.

Pense à ton programme de première.

Question 7

Le risque de résistance de la pyrale est-il plus important dans le cas de la voie transgénique ou dans le cas de la voie chimique ?

Le risque de résistance de la pyrale est plus important dans la voie transgénique, car tous les insectes qui ont consommé le maïs Bt ont été en contact avec la toxine ; alors que dans le cas d'un traitement chimique, le produit ne se répand pas sur la totalité de la plante, ni sur toutes les plantes d'un champ donné. Les insectes consommant une plante traitée aux insecticides ne consomment pas tous le produit toxique.

Pense au fait que les insectes ne sont pas en contact de la même façon avec la toxine pour le traitement chimique et pour le traitement transgénique.
Les produits chimiques ne sont pas répartis de façon homogène sur les champs lors du traitement…

Question 8

Le gène codant la toxine Cry1Ab s'exprime-t-il dans les grains de maïs ?

Non, la toxine est essentiellement produite dans les parties vertes de la plante, donc les animaux consommant le maïs transgénique ne consomment pas la toxine, ce qui est un avantage.

La toxine est plus particulièrement produite dans une partie de la plante, qu'elle est-elle ?
La partie verte.

Question 9

Le gène codant la toxine Cry1Ab peut-il être transmis à un animal consommant le maïs OGM ?

L'ADN des aliments que tu consommes est d'une part digéré par tes enzymes digestives, et il ne s'incorpore pas dans le noyau de tes propres cellules, à moins de te nourrir de virus !!! Il est donc absurde de penser que consommer un aliment transgénique te conduira à devenir transgénique.

Quand tu manges une fraise, tu manges des cellules de fraise, dans les cellules il y a des noyaux renfermant l’ADN de fraise, te transformes-tu pour autant en fraise ?
Non !

Question 10

Existe-t-il un risque à consommer un aliment OGM ?

Le seul risque est de développer une réaction allergique à la molécule codée par le gène d'intérêt. Ici, on pourrait rencontrer des cas d'allergie à la toxine Cry1Ab. Mais comme précisé précédemment, le gène codant cette toxine ne s'exprime que dans les parties vertes de la plante, non consommées.

Il existe en effet un risque. Quel est-il d'après toi ?
Il arrive que certaines substances déclenchent des réponses immunitaires allergènes…

Question 11

Le gène codant la toxine Cry1Ab peut-il être transmis à d'autres espèces végétales ?

Oui. L'hybridation entre espèces différentes n'est pas rare chez les végétaux (tu l'as vu dans le thème 1). On pourrait donc s'attendre à un transfert horizontal (c'est-à-dire entre espèces différentes, par hybridation) du gène codant la toxine Cry1Ab. C'est problématique, car alors on ne pourrait plus contrôler la multiplication des plantes nouvellement transgéniques et on risque alors de favoriser le développement d'une résistance de la pyrale ou d'autres insectes ravageurs sensibles à la toxine Cry1Ab.

Pense au thème 1 et à l'hybridation des espèces végétales.

Question 12

L'utilisation du maïs Bt peut-il avoir un effet sur les autres insectes ?

Oui, notamment sur les insectes prédateurs de la pyrale. On peut supposer que l'utilisation de maïs Bt permettra le développement des insectes prédateurs de la pyrale ; alors que les traitements chimiques sont moins spécifiques et peuvent tuer des insectes « utiles » car prédateurs de la pyrale.

Relis bien la dernière partie du texte du document b.

Question 13

Question de synthèse : À l'aide du document proposé, identifier les avantages (pour l'agriculteur, pour l'environnement, pour le consommateur) et les risques du maïs Bt.

Tableau présentant les avantages et les risques du maïs Bt pour l'agriculteur, l'environnement et le consommateur

N’oublie pas de titrer ton tableau et de tracer soigneusement les lignes et colonnes.