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DD1995-04 : Évaluation du risque environnemental associé à une nouvelle méthode d'hybridation du colza (Brassica napus L.) de Plant Genetic Systems Inc. (PGS)

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Distribué : 1995-04

Le présent document a été rédigé afin d'expliquer la décision prise en vertu de la directive Dir94-08 intitulée Critères d'évaluation du risque environnemental associé aux végétaux à caractères nouveaux et du cahier parallèle Dir94-09 intitulé La biologie du Brassica napus L. (colza/canola)et du projet de directive Pro94-04 intitulé Lignes directrices relatives à l'évaluation des végétaux à caractères nouveaux utilisés comme aliments du bétail.

Le Bureau de biotechnologie végétale et la Section des aliments du bétail de la Division des produits végétaux l'Agence canadienne d'inspection des aliments (ACIA) ont passé en revue l'information fournie par la Plant Genetic Systems Inc. (PGS) au sujet d'une nouvelle méthode d'hybridation du canola faisant intervenir deux lignées parentales transgéniques, MS1 et RF1, et leur hybride, MS1xRF1. Le personnel d'ACIA estime que ces végétaux à caractères nouveaux interagissent avec leur environnement de la même façon que les variétés de canola actuellement commercialisées au Canada.

On estime donc que la dissémination en milieu ouvert des lignées MS1, RF1, MS1xRF1 et des autres lignées de B. napus qui en dérivent, pourvu qu'elles n'incorporent pas de caractères nouveaux, est sécuritaire.

Les variétés produites par cette nouvelle méthode d'hybridation peuvent être utilisées pour l'alimentation des animaux pourvu que les ingrédients soient conformes aux standards décrits dans les Réglements sur les aliments du bétail.

Table des matières

  1. Brève identification des végétaux à caractères nouveaux (VCN)
  2. Contexte
  3. Description des caractères nouveaux
    1. Stérilé nucléaire mâle
    2. Restauration de la fertilité
    3. Tolérance au glufosinate d'ammonium
    4. Résistance à la kanamycine
    5. Méthode de modification
    6. Stabilité de l'intégration au génome du végétal
  4. Critères d'évaluation du risque environnemental
    1. Possibilité que les VCN se comportent comme des mauvaises herbes en agriculture ou qu'ils envahissent les habitats naturels
    2. Possibilité d'un flux génétique vers des espèces sauvages apparentées dont les hybrides pourraient se comporter comme des mauvaises herbes ou posséder une plus grande capacité d'envahissement
    3. Possibilité que les VCN deviennent des végétaux nuisibles
    4. Impact possible sur les organismes non visés
    5. Répercussions possibles sur la biodiversité
  5. Critères d'évaluation nutritionnelle en vue de l'utilisation comme aliment du bétail
    1. Facteurs antinutritionnels
    2. Composition nutritive des VCN
  6. Décision réglementaire

I. Brève identification des végétaux à caractères nouveaux (VCN)

Désignation des VCN : Lignée à stérilité mâle : MS1 (B91-4)
Lignée restauratrice de fertilité : RF1 (B93-101)
Hybride : MS1xRF1

Demandeur : Plant Genetic Systems Inc. (PGS), Gent, Belgique

Espèce : Brassica napus L.

Caractères nouveaux : MS1 : stérilité mâle; tolérance au glufosinate d'ammonium (herbicide);
résistance à la kanamycine (antibiotique)

RF1 : restauration de la fertilité;
tolérance au glufosinate d'ammonium (herbicide);
résistance à la kanamycine (antibiotique)

Mode d'introduction des caractères nouveaux : Transformation par l'entremise d'Agrobacterium tumefaciens

Utilisation proposée du VCN : Culture de B. napus pour la production d'huile destinée à la consommation humaine et d'huile et de tourteau destinés à l'alimentation animale. La production des nouveaux cultivars sera confinée à la zone de culture normale du colza canola au Canada.

II. Contexte

Plant Genetic Systems Inc. a mis au point une nouvelle méthode d'hybridation du colza Brassica napus. Cette méthode, qui a pour point de départ la variété « Drakkar », fait intervenir deux lignées parentales. La première se caractérise par la stérilité mâle : elle ne produit pas de pollen viable et ne peut s'autoféconder. La seconde possède le code génétique qui rend à la première lignée parentale sa fertilité. Le croisement de ces deux lignées donne des hybrides véritables à 100 p. 100 et, puisqu'il y a rétablissement de la fertilité, les hybrides peuvent produire des semences.

Jusqu'à présent, les tentatives visant à mettre au point une méthode d'hybridation du colza par les moyens classiques ont en partie échoué au niveau des applications commerciales. Entre autres avantages éventuels, on estime que le rendement des hybrides F1 du colza devrait dépasser celui des variétés à pollinisation libre de 20 à 25 p. 100, et que l'uniformité des plants facilitera la récolte et la commercialisation.

On a fait appel à la technique de recombinaison de l'ADN pour créer les lignées MS1 et RF1 par l'introduction de gènes bactériens dans le génome de la variété « Drakkar » de B. napus. La stérilité nucléaire mâle de la première lignée parentale résulte de la synthèse localisée d'une ribonucléase (barnase) dans une couche précise de cellules des anthères, à un stade déterminé de leur développement. On est parvenu à restaurer la fertilité de l'hybride en insérant au génome de la deuxième lignée parentale le gène barstar, qui exprime un inhibiteur spécifique de la barnase. On a également ajouté aux deux lignées un gène qui exprime la tolérance à l'herbicide glufosinate d'ammonium. Ce gène exprime la phosphinothricine acétyltransférase, enzyme qui inactive le glufosinate d'ammonium par acétylation. La tolérance à l'herbicide a été introduite comme outil de sélection au champ, ce qui permet d'obtenir des graines hybrides à 100 p. 100. Un autre gène, qui exprime la résistance à la kanamycine, a également été introduit dans le génome. Ce gène ne présente aucun intérêt agronomique. On s'en est servi pour distinguer les plants modifiés de ceux qui ne l'étaient pas lors des travaux de développement.

Ce matériel végétal a été testé au champ en conditions confinées depuis 1992, soit en Saskatchewan (1992-1994), en Alberta (1992, 1994), au Manitoba (1992, 1994) et en Ontario (1991-1994).

PGS a présenté des données sur l'identité des variétés MS1, RF1 et MS1xRF1 à ACIA une description détaillée de la méthode de modification, des données et renseignements sur la stabilité des gènes insérés, le rôle des gènes insérés et des séquences régulatrices dans les organismes donneurs, caractérisation au niveau moléculaire, et les séquences complètes des nucléotides.

Les protéines nouvelles ont été identifiées et caractérisées. On en a aussi évalué la toxicité potentielle pour les organismes non visés, les risques d'allergénicité et le degré d'expression du caractère chez la plante. Le demandeur a fourni plusieurs articles scientifiques détaillés comme complément d'information.

On a comparé les caractères agronomiques comme la production de graines, la précocité, la période de floraison ainsi que la fertilité mâle et femelle à ceux des plants de B. napus non modifiés. PGS a présenté des données et des renseignements sur la capacité de survie du végétal : risque d'égrenage de la silique, dormance des graines, mécanismes de dispersion des semences, vigueur végétative, caractéristiques de la reproduction et survie hivernale. On a évalué l'adaptation du végétal au stress, notamment sa sensibilité à divers ravageurs et agents pathogènes de B. napus, aux conditions de stress abiotiques comme la température, la sécheresse et la teneur en eau du sol, ainsi qu'à d'autres herbicides que le glufosinate d'ammonium habituellement utilisés dans les cultures de canola. Enfin, on a étudié la capacité d'envahissement et de concurrence du nouveau cultivar sur les terres arables et les sols naturels.

Le Bureau de biotechnologie végétale de la Division des produits végétaux d'ACIA a examiné l'information fournie en fonction des critères d'évaluation du risque environnemental associé aux végétaux à caractères nouveaux décrits dans la directive Dir94-08 :

La Section des aliments du bétail de la Division des produits végétaux, ACIA, a aussi examiné l'information fournie en fonction des critères d'évaluation servant à déterminer l'innocuité et l'efficacité des aliments du bétail décrits dans le projet de directive Pro94-04 :

III. Description des caractères nouveaux

1. Stérilité nucléaire mâle

2. Restauration de la fertilité

3. Tolérance au glufosinate d'ammonium

4. Résistance à la kanamycine

5. Méthode de modification

6. Stabilité de l'intégration au génome du végétal

IV. Critères d'évaluation du risque environnemental

1. Possibilité que les VCN se comportent comme des mauvaises herbes en agriculture ou qu'ils envahissent les habitats naturels

ACIA a évalué les données soumises par PGS sur la reproduction et la survie des lignées MS1 et RF1, et de leur hybride. On estime que la vigueur végétative, le taux de survie hivernale, la période de floraison, la production de graines des deux lignées transgéniques, la dissémination, la germination et l'implantation des semences et la dormance des semences se situent dans la fourchette normale des valeurs pour l'expression de ces caractères chez les contreparties de B. napus non modifiées. L'hybride produit plus de graines que ses contreparties. Les nouvelles lignées ne présentent pas de gène spécifique supplémentaire pour la tolérance au froid ou la survie hivernale. Les fleurs de la lignée MS1 ont des anthères immatures et des pétales légèrement plus petits, et ne donnent pas de pollen fertile, même si elles produisent du nectar et sont pollinisées normalement par les insectes. La morphologie, la taille et le poids moyen des graines restent les mêmes, signe que le potentiel de dispersion n'a pas été modifié.

Compte tenu des renseignements fournis, ACIA estime que MS1, RF1 et MS1xRF1, ne présentent aucune adaptation au stress, outre la résistance au glufosinate d'ammonium. Leurs résistances ou leurs sensibilités aux principaux ravageurs et agents pathogènes de B. napus (p. ex., jambe noire, sclérotiniose, altises, fausse-teigne des crucifères) tombent dans la fourchette de valeurs normale des variétés commerciales. Les lignées ont été testées dans diverses conditions environnementales, et leur rendement ne présentait aucune différence avec celui des contreparties non modifiées, dans les mêmes conditions.

La biologie de B. napus, décrite dans la directive Dir94-09, révèle que les plants non modifiés de cette espèce n'envahissent pas les habitats naturels au Canada. Selon l'information fournie par PGS, les lignées MS1, RF1 et MS1xRF1 ne diffèrent pas de leurs contreparties à cet égard. Les données publiées révèlent que les graines des variétés transgéniques de B. napus qui expriment la résistance à la kanamycine et la tolérance au glufosinate d'ammonium ont un taux de survie sensiblement plus faible que les graines des contreparties non modifiées, quand on les sème dans divers milieux naturels. On a également effectué une étude sur la concurrence en semant simultanément les lignées transgéniques et de l'orge, selon divers rapports, et constaté que les nouveaux gènes ne donnent pas un avantage compétitif à la plante. On n'utilise habituellement pas de glufosinate d'ammonium dans les rotations culturales normales, si bien que la résistance ne suscite pas de préoccupation au niveau de la lutte contre les mauvaises herbes. Les repousses spontanées de B. napus qui résistent au glufosinate d'ammonium peuvent facilement être détruites par des moyens mécaniques ou d'autres produits chimiques dont on se sert pour lutter contre B. napus.

Les observations qui précèdent et le fait que les caractères nouveaux n'ont pas d'incidence intentionnelle sur le comportement de mauvaise herbe ou la capacité d'envahissement des VCN amènent ACIA à conclure que MS1, RF1 et leur hybride ne devraient pas manifester un comportement de mauvaise herbe ni une capacité d'envahissement différents de ceux des variétés de B. napus actuellement vendues dans le commerce.

Remarque : Une préoccupation à plus long terme, advenant le cas où on assisterait à l'adoption générale de plusieurs cultures différentes et de régimes de désherbage chimique spécifiques, concerne le risque de voir apparaître des repousses spontanées de cultures résistantes à plusieurs herbicides. Il se pourrait donc qu'on ne puisse plus se servir de ces herbicides, dont les avantages seraient perdus. Le personnel de vulgarisation agricole des secteurs public et privé devrait donc encourager les agriculteurs qui cultivent des variétés tolérantes aux herbicides à recourir à de bonnes pratiques culturales afin de réduire au minimum les risques de voir apparaître des cas de résistance multiple.

2. Possibilité d'un flux génétique vers des espèces sauvages apparentées dont les hybrides pourraient se comporter comme des mauvaises herbes ou posséder une plus grande capacité d'envahissement

À cause de sa stérilité mâle, la lignée MS1 ne pourra se croiser avec aucune autre plante. Quoique cette lignée puisse recevoir du pollen, sa descendance portera elle aussi le caractère de stérilité mâle, donc ne produira pas de pollen. La lignée RF1 et l'hybride se reproduisent normalement. On sait que jusqu'à 30 p. 100 des plants de Brassica napus peuvent se croiser avec d'autres plants de la même espèce, voire des plants des espèces B. rapa, B. juncea, B. carinata, B. nigra, Diplotaxis muralis, Raphanus raphanistrum et Erucastrum gallicum (Dir94-09). Des recherches ont révélé que les risques de flux génétique sont les plus grands avec B. rapa, l'autre grande espèce de canola qui, à l'état sauvage, envahit à l'occasion les terres cultivées, en particulier dans l'est du Canada.

Les gènes responsables de la stérilité mâle ou du rétablissement de la fertilité ne confèrent aucun avantage écologique aux hybrides éventuels des plants de la MS1 ou de la RF1. Les caractères nouveaux n'apporteraient aucun avantage concurrentiel à d'éventuels plants tolérant le glufosinate d'ammonium, issus d'une hybridation interspécifique ou intergénérique, sauf en présence de glufosinate d'ammonium. Une telle situation ne surviendrait que dans les écosystèmes aménagés où on se sert du glufosinate d'ammonium comme herbicide à spectre large, soit dans les cultures de plants qui expriment la tolérance au glufosinate d'ammonium où on utilise cet herbicide pour combattre les mauvaises herbes. Comme cela se produit avec les variétés de B. napus qui tolèrent le glufosinate d'ammonium, les plants tolérants qui repoussent spontanément seraient faciles à détruire par des moyens mécaniques et d'autres produits chimiques. Le cas échéant, l'apparition d'hybrides pourrait déboucher sur la perte du glufosinate d'ammonium comme herbicide. On pourra néanmoins minimiser ce résultat en adoptant de saines pratiques de gestion des cultures.

Les observations qui précèdent conduisent ACIA à conclure qu'un flux génétique des lignées transgéniques ou de leurs hybrides vers les espèces apparentées au canola, tout en étant possible, n'aggraverait pas le comportement de mauvaise herbe ou la capacité d'envahissement de ces derniers.

3. Possibilité que les VCN deviennent des végétaux nuisibles

Les effets recherchés avec les caractères nouveaux n'ont aucun lien avec une telle possibilité, et Brassica napus n'est pas considéré comme un végétal nuisible au Canada (Dir94-09). Par ailleurs, les caractères agronomiques, l'adaptation au stress et la composition qualitative et quantitative de MS1, RF1 et MS1xRF1 respectent la fourchette de valeurs des variétés de B. napus actuellement commercialisées, signe qu'on n'a pas modifié par inadvertance le risque que le végétal devienne un végétal nuisible.

ACIA en conclut qu'on n'a pas accidentellement modifié la possibilité que les nouveaux cultivars se transforment en végétal nuisible.

4. Impact possible sur les organismes non visés

La caractérisation détaillée de chaque gène nouveau et de la protéine qu'il exprime, comme présentée à la partie III du présent document, nous incite à conclure qu'il n'y a pas eu modification de la toxicité ni de l'allergénicité. Les protéines barnase et barstar ne sont synthétisées que dans les cellules du tapetum des anthères, à un stade précis de leur développement. En outre, les essais de pollinisation, entrepris au champ et en serre, n'ont révélé aucune incidence sur l'abeille mellifère. On a également procédé à une étude sur l'alimentation du canari (Serinus canaria domestica) et du lapin domestique (Oryctolagus cuniculus). Les résultats n'indiquent aucune variation de la consommation d'aliments, du comportement et du poids corporel entre les oiseaux ou les lapins nourris de graines des plants transgéniques ou de leurs contreparties.

On a comparé quantitativement et qualitativement la microflore de la rhizosphère des plants transgéniques et de leurs contreparties au champ, sans pouvoir relever de différence.

Compte tenu de ce qui précède, ACIA estime que l'utilisation des lignées MS1, RF1 et MS1xRF1 en milieu ouvert n'aura aucune incidence sur les organismes qui interagissent avec le végétal, y compris l'espèce humaine, comparativement aux contreparties actuellement commercialisées.

5. Répercussions possibles sur la biodiversité

Les lignées transgéniques et leur hybride ne présentent aucun nouveau caractère phénotypique qui pourrait conduire à en étendre l'utilisation hors de la région où on cultive actuellement le canola au Canada. Puisqu'on ne retrouve les hybrides que dans les habitats modifiés, le transfert des caractères nouveaux n'aura aucune incidence sur les habitats naturels. Les études présentées incitent ACIA à croire que ces lignées n'envahiront pas les habitats naturels et ne montreront pas une plus grande capacité à concurrencer les autres plants que leurs contreparties non modifiées dans les écosystèmes naturels et aménagés.

Par conséquent, ACIA estime que les répercussions possibles de MS1, RF1 et MS1xRF1 sur la biodiversité sont équivalentes à celles des lignées de canola actuellement commercialisées.

V. Critères d'évaluation nutritionnelle en vue de l'utilisation comme aliment du bétail

1. Facteurs antinutritionnels

Des données ont été présentées sur la quantité de glucosinolates et d'acide érucique dans le tourteau et l'huile d'un assortiment de lignées de B. napus produites par la nouvelle méthode d'hybridation du colza canola de PGS (MS1, RF1 et MS1xRF1) lors de programmes d'amélioration végétale. On n'a relevé aucun écart statistique dans les quantités de ces facteurs antinutritionnels entre les lignées parentales et les lignées modifiées. On estime donc que cette nouvelle méthode d'hybridation du colza de PGS n'entraîne en soi aucune modification dans la production de ces facteurs antinutritionnels par les VCN.

2. Composition nutritive des VCN

Des données ont été présentées sur la composition nutritive (à savoir, protéine brute, lipide brut, fibres brutes, cendres et énergie brute) dans la graine, le tourteau ou l'huile d'un assortiment de lignées de B. napus produites par la nouvelle méthode d'hybridation du colza canola de PGS (MS1, RF1 et MS1xRF1) lors de programmes d'amélioration végétale. On n'a relevé aucun écart statistique dans la composition nutritive entre les lignées parentales et les lignées modifiées. On estime donc que cette nouvelle méthode d'hybridation du colza de PGS n'a sans doute pas entraîné d'effet secondaire sur la composition ou la qualité nutritive des VCN.

VI. Décision réglementaire

Après avoir passé en revue les données et l'information fournies par PGS et avoir comparé les lignées transgéniques à leurs contreparties non modifiées de B. napus, ACIA conclut que les gènes nouveaux et les produits géniques résultants, ainsi que les caractères nouveaux qui s'y associent, ne confèrent pas intentionnellement ou accidentellement davantage aux lignées MS1, RF1 ou MS1xRF1. Même si ces caractères étaient transmis par croisement à des végétaux apparentés, ils ne présenteraient aucun avantage écologique pour ces derniers.

Après avoir passé en revue les données et l'information fournies par PGS, la Section des aliments du bétail de la Division des produits végétaux conclut que les gènes nouveaux et les caractères nouveaux correspondants, introduits par cette nouvelle méthode d'hybridation du colza de PGS, ne suscitent en soi aucune préoccupation au niveau de la sécurité ou de la composition nutritive des lignées produites par ce système. Compte tenu de l'évaluation de ce système d'hybridation de PGS et de la conclusion qu'il produit des lignées équivalentes aux variétés traditionnelles de colza, on autorise l'utilisation comme aliment du bétail de toutes les lignées produites par ce système, pourvu que les ingrédients soient conformes aux définitions de graines de colza canola, de tourteau de colza canola ou d'huile de colza canola telles que décrites dans l'Annexe IV des Réglements sur les aliments du bétail.

On estime donc que la dissémination en milieu ouvert des lignées MS1, RF1 et MS1xRF1 et des autres lignées de B. napus qui en dérivent, pourvu qu'elles n'incorporent pas de caractères nouveaux, est sécuritaire.

Les variétés produites par cette nouvelle méthode d'hybridation peuvent être utilisées pour l'alimentation des animaux pourvu que les ingrédients soient conformes aux standards décrits dans les Réglements sur les aliments du bétail.

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