OGM et environnement

La transgénèse, une voie alternative à la lutte chimique pour la protection des plantes ?

La maîtrise des ennemis des cultures est une des clefs qui conditionnent l’équilibre alimentaire mondial. La chimie a longtemps fourni l’essentiel de l’effort dans la lutte contre les ravageurs. D’autres méthodes sont aussi utilisées : la lutte biologique et la création de variétés résistantes pour laquelle la transgénèse constitue un outil de choix. Seule l’intégration de ces différents moyens de lutte pourra garantir une protection durable des plantes cultivées.

Guy Riba
Directeur Scientifique, Plantes et Produits du Végétal, INRA Paris

L es prévisions démogra phiques font état d’un doublement de la population mondiale d’ici à quelques décennies. Nourrir le monde est le défi majeur du siècle à venir. Pour cela, deux voies sont possibles : défricher et irriguer pour accroître les surfaces cultivables là où c’est possible, mais les limites seront vite atteintes (97 % de la production agricole sont obtenus sur 3 % de la surface de la terre !), ou produire davantage dans le respect de l'environnement et du bien-être du consommateur dans les zones déjà en culture.

L’amélioration de la productivité et de la qualité des variétés cultivées passe par l'absolue nécessité de mieux protéger les plantes et les récoltes puisque aujourd'hui encore 40 % des productions végétales sont perdues. Sans intrants les rendements en Europe et aux Etats-Unis chuteraient d'environ 50 % aussi bien pour les céréales que pour les fruits ou les légumes. En parallèle à ces exigences agronomiques, la protection des plantes est soumise à des contraintes environnementales croissantes liées à la protection des ressources naturelles, à l’utilisation raisonnée de produits phytosanitaires mieux ciblés et moins polluants, au bien-être du consommateur et à la préservation des paysages.

La protection intégrée qui combine lutte chimique, utilisation d’auxiliaires biologiques et mise au point de variétés résistantes, concilie au mieux ces contraintes. C'est un concept globalisant et évolutif qui vise à la gestion équilibrée des différents moyens de réguler les populations des ennemis des cultures (mauvaises herbes, micro-organismes parasites et insectes ravageurs).

La lutte chimique : un outil  de plus en plus précis

Une protection efficace des cultures repose sur le diagnostic précis des problèmes phytosanitaires posés. Les techniques classiques d'identification sont aujourd'hui complétées par la caractérisation biologique, sérologique ou moléculaire de l’agresseur, ce qui permet de caractériser finement les sous-populations d’une même espèce d’ennemis de culture que l’on sait inféodées à une espèce, voire une variété végétale particulière.

Par ailleurs, la prévision des dégâts est aujourd'hui facilitée à la fois par des méthodes d'échantillonnage des parasites plus précises et par des modèles mathématiques fiables qui intègrent un nombre croissant de paramètres (cinétique d'efficacité de la matière active, dynamique des populations de l'ennemi, élaboration du rendement par la plante, etc.). Il est donc plus facile de savoir à quel moment intervenir contre les ravageurs et ainsi d’optimiser les traitements.

Les nouvelles molécules proposées par les firmes phytosanitaires sont généralement sélectionnées pour des actions de plus en plus ciblées sur les groupes de parasites à détruire et pour leur élimination rapide dans l’environnement. Leurs effets secondaires indésirables sont ainsi réduits.

Enfin, le suivi de l’évolution de la résistance des insectes aux produits phytosanitaires peut se faire plus finement, grâce à l’étude des déterminismes biochimiques et génétiques.

La lutte biologique : une méthode douce en expansion

Bien qu'encore très marginale (moins de 5 % des interventions phytosanitaires), la lutte biologique ne cesse de diversifier ses outils et gagne du terrain auprès des agriculteurs. Le principe en est simple : combattre les ravageurs des cultures en introduisant dans le milieu où ils vivent un de leurs ennemis, appelé «auxiliaire».  Cette méthode de lutte accomplit peu à peu sa percée avec l’apparition de préparations à base de virus, de champignons ou d’insectes capables de limiter les populations de certains ennemis des plantes cultivées.

Autre piste : la confusion sexuelle qui consiste à leurrer les mâles en diffusant en de nombreux points de la parcelle agricole les hormones femelles reproduites par synthèse, ce qui diminue le nombre d’accouplements jusqu’à bloquer le cycle biologique de l’insecte avant la phase larvaire, nuisible aux cultures.

Une autre approche consiste à aménager l’environnement végétal de la culture de manière à enrichir le cortège d’auxiliaires actifs sur les principaux ravageurs. Les premiers essais portent sur la plantation en bordure de verger de haies composites formées d’essences qui hébergent la faune auxiliaire.

Création de variétés végétales résistantes : amélioration classique et transgénèse

De nombreux pathogènes de plantes d'origine virale, bactérienne ou phytoplasmique ne sont pas sensibles aux pesticides actuellement commercialisés. La seule solution consiste alors à utiliser des variétés végétales résistantes. Par ailleurs, certains champignons pathogènes, acariens, nématodes ou insectes peuvent supporter sans dommage de fortes doses de pesticides.

• La sélection classique

On peut obtenir des variétés résistantes par l'exploitation conventionnelle des gènes repérés lors de recherches exhaustives dans les collections de plantes. Une attention particulière est accordée aux résistances qui sont sous la dépendance de plusieurs gènes : en effet, celles-ci sont plus difficiles à contourner par les parasites mais elles sont aussi, du fait de leur complexité, moins aisées à manipuler par le sélectionneur.

• La transgénèse

La transgenèse élargit ce potentiel d'investigation en permettant d'une part, l'exploitation de gènes issus d’autres variétés, d’autres espèces, voire d’autres genres, d’autre part, par le contrôle quantitatif (moduler l’intensité de l’expression du gène) et qualitatif (faire exprimer le gène dans telle partie de la plante) de leur expression. Les premiers résultats, notamment la création de variétés résistantes à des maladies virales (résistance au court-noué de la vigne), à des nématodes ou à des ravageurs (maïs résistant à la pyrale) sont particulièrement prometteurs. Dans ce contexte où les grands groupes semenciers ou de l’agrochimie sont fortement présents, des missions spécifiques incombent aux instances publiques de recherche et de développement : outre le travail fondamental d’identification des gènes de résistance, de compréhension de la structure et du fonctionnement des génomes des plantes, une mission essentielle de l’INRA est l’évaluation de l’efficacité agronomique et environnementale des plantes transgéniques (cf le texte «Le maïs transgénique résistant à la pyrale favorise-t-il l’apparition de résistance chez les insectes ?»). Il s’agit notamment de mesurer l’efficacité de ces nouvelles variétés et ses limites, les risques de contournement de la résistance par les parasites et enfin les effets non intentionnels sur la faune auxiliaire. La responsabilité des firmes doit également être engagée.

Promouvoir la protection intégrée

Cet arsenal diversifié de stratégies qui intègre lutte chimique, lutte biologique, variétés résistantes, est l'assurance d'une protection indispensable, efficace et durable des plantes. La prise de conscience de ce fait, du producteur au consommateur en passant par le chercheur, l'industriel et le phytopraticien traduit une évidente évolution des mentalités et des conduites de culture. De nombreuses initiatives sont prises aussi bien par les pouvoirs publics, les organisations techniques, l'industrie phytopharmaceutique ou les producteurs eux-mêmes pour la formation des personnels, ou la conception d'itinéraires intégrés et validés.

La transgénèse apparaît dans ce cadre comme une méthodologie efficace, nécessaire mais non suffisante.

[R] Pour en savoir plus

PHILIPON P., 1997. Plantes transgéniques. Biofutur, 164 11-24

Les plantes transgéniques : enjeux et risques. BIO - La Lettre des Sciences de la vie. CNRS 70, avril 1997

ESTRUCH JJ. et al. 1997. Transgenic plants : an emerging approach to pest control. Nature Biotechnology (15) 137-141

WILLIAMSON M., 1996. Can the risks from transgenic crop plants be estimated ? TIBTECH 14 : 449-450.

[R] DES «BACULOVIRUS» POUR LA LUTTE BIOLOGIQUE

Les baculovirus sont de gros virus à ADN qui ne sont pathogènes que chez les invertébrés et principalement les insectes. Comme tous les virus, ce sont des parasites intracellulaires obligatoires, c’est-à-dire qu’ils ne peuvent se reproduire que dans une cellule d’une espèce hôte. Ils présentent la particularité de synthétiser en fin de multiplication deux protéines en très grande quantité dont l’une, la polyédrine, forme des corps d’inclusion, les polyèdres, permettant d’assurer la survie des virus dans l’environnement. L’autre, la P10, assure en partie la destruction de la cellule. En culture cellulaire au laboratoire, ces deux protéines sont inutiles pour la multiplication virale ; par contre, dans la nature, les polyèdres sont indispensables pour assurer une transmission du virus d’insecte à insecte.

La modification du génome des baculovirus s’inscrit dans deux axes de recherche. Le premier concerne la lutte biologique (voir le deuxième dans le texte «Médicaments, aliments-santé, xénogreffes»). Certains baculovirus sont déjà utilisés en lutte biologique pour lutter efficacement contre des ravageurs des cultures. Il s’agit essentiellement de lutter contre les chenilles qui s’attaquent aux végétaux, par exemple la pyrale du maïs, le carpocapse du pommier... L’idée est de rendre plus efficace encore ces virus en introduisant dans leur génome un gène codant pour une toxine par exemple. C’est ainsi que l’on a introduit des toxines de scorpion ou d’autres insectes. On a aussi pensé à modifier la spécificité du virus. Certaines souches sont très virulentes mais ne détruisent qu’un très petit nombre d’espèces de ravageurs. Peut-on élargir cette spécificité ? Aujourd’hui on sait le faire dans quelques cas.

Pour l’instant, toutes ces souches modifiées sont dans les laboratoires et aucun essai en grandeur nature n’a été réalisé. Beaucoup de travail reste à faire pour vérifier la stabilité et la durée de vie des souches dans la nature. Il faudra certainement encore plusieurs années avant d’avoir des candidats potentiels utilisables dans les champs.

Gérard Devauchelle
Unité de recherches de Pathologie Comparée
INRA Montpellier

Les OGM à l'INRA  
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