Les acteurs | Ogm Et Pgm

LES ACTEURS DU MAIS BT

Le maïs

Dénomination binomiale : Zea Mays

Plante de la famille des graminées, elle est originaire du Mexique. Suite à des mutations génétiques naturelles et une sélection de l’homme, l’ancêtre du maïs, la téosinte, cultivée il y a près de 9000 ans en Amérique Centrale a donné le maïs il y a environ 3000 ans. Introduit en Europe par Colomb, sa culture en France a débutée au XVIIème siècle.

De nos jours, c’est la première céréale cultivée dans le monde, pour son grain ou toute la plante, destinée à l’alimentation animale, humaine ou l’industrie.

Schéma très simplifié d'un maïs

Quelques caractéristiques

Plante

-annuelle: cycle de végétation sur une année.

-monoïque: les fleurs mâles, les panicules, et les fleurs femelles, les épis, portés par la même plante.

-allogame: fécondation croisée entre deux plantes à 90 %, c'est-à-dire que les fleurs femelles sont fécondées par le pollen d’une autre plante.

Diploïde
1 à 3 mètres de haut
Développement très rapide en 3 phases: phase végétative, de reproduction et développement du grain.

En plus de la sélection naturelle (mécanisme sélectionnant au fil des générations certains caractères portés par un organisme plutôt que d’autres car ils sont favorables à son développement), l’homme a depuis le début des cultures fait une sélection sur le critère de la masse (gros épis).

Puis au XXème siècle, deux nouvelles techniques, inspirées des phénomènes naturels, ont été mises au point permettant d'obtenir rapidement les caractères voulus dans la plante:

*les maïs hybrides par croisement

On effectue un croisement entre deux lignées pures, en prenant soin qu’il n’y ait pas d’auto-fécondation par le castrage. On obtient des hybrides que l’on va sélectionner selon nos intérêts.

*les OGM par génie génétique

L’homme modifie le génome de la plante afin que cette dernière obtienne un caractère nouveau (voir l'onglet "techniques"). Le gêne inséré peut-être un gène provenant d’individus de la même espèce, ou d’une autre espèce. C’est le cas du maïs Bt ici étudié.

Bacillus Thuringiensis

Isolée en 1901, puis décrite pour la première fois en 1911 par l’ingénieur allemand E. Berliner; cette bactérie est utilisée pour ses propriétés insecticides.

Caractéristiques principales

Micro-organisme unicellulaire procaryote
Bacille: bactérie en forme de bâtonnet
5 micromètres de long et 1 micromètre de large.
Gram positif

*Apparait mauve au microscope après coloration de Gram

*Structure de l’enveloppe membranaire

En commençant de l’extérieur,

-couche de peptidoglycane épaisse, composant la paroi.

-espace périplasmique (stockage enzymes, nutriments, protéines, ions,..)

-membrane plasmique

UNIMENBRANAIRE contrairement aux bactéries à Gram négatif bimembranées.

Sporulé : Bactéries capables de former des spores
Aérobie : Micro-organisme ayant besoin d’oxygène pour se développer.
Muni de flagelles

Elle est naturellement présente notamment dans les sols, mais aussi l’air et le feuillage des végétaux. Cette bactérie synthétise des cristaux protéiques lors de sa sporulation, les protéines Cry: association de plusieurs protéines qui une fois réunies ont une propriété insecticide sur les lépidoptères, coléoptères et diptères. C’est pour cette dernière propriété que Bacillus thuringiensis à été utilisée dès les années 50 en tant qu’insecticide, puis son gène codant la production des protéines Cry à été introduit par génie génétique dans le génome de certaines plantes, donnant des PGM ayant un caractère insecticide, tel le maïs Bt. A noter que cette bactérie est l’un des insecticides autorisé dans l’agriculture biologique, et il est aujourd’hui le bio-insecticide le plus utilisé dans le monde (90 % du marché).

La pyrale du maïs

Dénomination binomiale : Ostrinia nubilalis

C’est un lépidoptère.

L’adulte est un papillon avec des ailes faisant 2 à 3 cm d’envergure, de couleur jaune pâle pour les femelles, ocre pour les mâles. Les centaines d’oeufs pondus par la femelle sont déposés par ooplaques d’une vingtaine d’oeufs dans la face inférieure des feuilles. Au bout de 15 jours éclosent les larves ou chenilles, mesurant 2 cm et de couleur gris jaunâtre.

A l’éclosion, les jeunes chenilles se déplacent sur les plantes. Elles pénètrent et s’installent à l’intérieur du cornet des feuilles de maïs pour s’alimenter, ayant pour conséquence la perforation de ces feuilles. Puis lors de la floraison du maïs, elles pénètrent dans la tige où elles creusent des galeries, tout comme dans l’épi et son pédoncule.

Elles entraînent d’importants dégâts :

Dans un premier temps, on remarque des perforations des feuilles symétriques par rapport à la nervure centrale (aspect "coup de fusil"), et de la sciure à l’aisselle des feuilles. A partir de la floraison, une fois que la larve pénètre dans la tige et l’épi, on relève la présence de sciure, de perforations au niveau de l’épi, de panicules cassées, de tiges cassées à causes des galeries creusées dedans et les pédoncules cassés entrainent la chute des épis.

Photos illustrant les dégâts causés par la pyrale du maïs

Perforations « coup de fusil »

Sciure à l’aisselle des feuilles

Tiges cassées

Larve ayant creusé une galerie dans la tige

Perforation de l’épi

Ces dégâts perturbent le développement de la plante et de l’épi, entrainant des difficultés de récolte et une baisse de rendement, d’où l’intérêt de les éliminer.

La protéine Cry

Voir page suivante

Conclusion :

Afin d’éviter les dégâts causés par la pyrale du maïs, on a extrait puis inséré dans le génome du maïs Bt, un gène d’une autre espèce, Bacillus thuringiensis, qui produit naturellement une protéine cristalline insecticide. Après digestion par l’insecte, une partie active après protéase pourra entraîner la formation de pores dans le tube digestif de ce dernier, et ainsi entraîner de la lyse des cellules épithéliales. Ne pouvant plus s’alimenter, l’insecte meurt (mode d'action détaillé dans la page suivante).