Soil properties, microbial communities, and enzyme activities were studied in soil planted with transgenic or nontransgenic papaya under field conditions. The transgenic papaya contained a eplicase (RP) mutant gene of the papaya ringspot virus (PRSV), which conferred resistance to the virus, the neomycin phospho-transferase II (NPT II) marker gene, which conferred Km resistance, and a cauliflower mosaicvirus 35S promoter (CaMV 35S). There were significant differences (P< 0.05) in the total number of colony forming units (CFUs) of bacteria, actinomycetes, and fungi between soils planted with RP-transgenic and nontransgenic plants ; total CFUs of bacteria, actinomycetes, and fungi in soil planted with transgenic papaya were significantly higher by 0.43, 0.80, and 0.46 times, respectively. Significant lyhigher (P<0.05) CFUs of bacteria, actinomycetes, and fungi resistant to kanamycin (Km) were present in soils planted with the transgenic papaya than in those planted with nontransgenic papaya. Resistance quotients (CFU in the presence of a chemical relative to that without) of Km-resistant bacteria, actinomycetes and fungi were higher in soil planted with transgenic papaya, and the resistance quotients of Km-resistant bacteria, actinomycetes, and fungi in soils planted with transgenic papaya increased statistically significantly (P<0.05) from1.5 to 2.5, from 1.2 to 2.6, and from 0.9 to 2.8 times, respectively. Soils planted with transgenic papaya had significantly higher enzyme activities of arylsulfatases (+5.4 times), alkaline phosphatases(+0.5 time), invertase (+0.5 time) and phospho-diesterases (+0.2 time), but lower enzyme activities of proteases (–2.1 times), polyphenol oxidases (–1.4 times), urease (–0.2 time) than the soils planted with nontransgenic papaya. Our results suggest that transgenic papaya could alter chemical properties, enzyme activities, and microbialcommunities in soil.
Titre de l'article
Le déploiement sur le terrain de plants de papayes transgéniques affecte les communautés de micro-organismes et les activités enzymatiques dans le sol.
Le déploiement sur le terrain de plants de papayes transgéniques affecte les communautés de micro-organismes et les activités enzymatiques dans le sol.
Introduction à l'article
Il existe des lacunes préoccupantes dans la compréhension des effets induits par la culture de plantes transgéniques sur la biologie des microorganismes, notamment ceux présents dans les sols. La possibilité de transferts horizontaux de transgènes entre les plantes génétiquement modifiées et le microbiote du sol, suscitent de nombreuses interrogations, mais là encore un manque d'informations sur le sujet ne permet pas d'évaluer précisément les risques. Si ces transferts sont avérés, ils pourraient être responsables de problèmes de santé publique (résistance aux antibiotiques) et environnementaux. Les variétés de papayes transgéniques cultivées dans les régions tropicales présentent un intérêt économique important puisqu'elles sont résistantes au virus des tâches en anneaux du papayer (Papaya ringspot virus, PRSV). Les auteurs ont examiné les effets de la culture de papayes OGM sur le microbiote du sol, en particulier au niveau de la rhizosphère.
Il existe des lacunes préoccupantes dans la compréhension des effets induits par la culture de plantes transgéniques sur la biologie des microorganismes, notamment ceux présents dans les sols. La possibilité de transferts horizontaux de transgènes entre les plantes génétiquement modifiées et le microbiote du sol, suscitent de nombreuses interrogations, mais là encore un manque d'informations sur le sujet ne permet pas d'évaluer précisément les risques. Si ces transferts sont avérés, ils pourraient être responsables de problèmes de santé publique (résistance aux antibiotiques) et environnementaux. Les variétés de papayes transgéniques cultivées dans les régions tropicales présentent un intérêt économique important puisqu'elles sont résistantes au virus des tâches en anneaux du papayer (Papaya ringspot virus, PRSV). Les auteurs ont examiné les effets de la culture de papayes OGM sur le microbiote du sol, en particulier au niveau de la rhizosphère.
Expériences de l'article
Afin de faciliter le processus de sélection des plantes transgéniques, un gène de résistance à la kanamycine (K) a été ajouté en plus de celui contre le PRSV. Ces graines de papaye, ainsi que celles des plantes non transgéniques issues de la même lignée, sont mis à germées avec des fertilisants commerciaux. Puis, elles sont placées à l'extérieur dans des pots séparés, avec un arrosage et un ajout de fertilisant régulier. Dans chaque pot où pousse une plantule, des échantillons de sol ont été prélevés avant la mise en culture et après récolte. Les chercheurs ont mesuré le pH, la conductivité électrique, la concentration en carbone organique, en azote, en phosphore, en cations, en sulfure, et l'activité de certaines enzymes présentes dans le sol. Ils ont également pu mettre en culture des micro-organismes issus des différents échantillons de sol avec une concentration croissante en antibiotique K. Ces données sont ensuite exploitées par ANOVA et par le test LSD de Fisher.
Afin de faciliter le processus de sélection des plantes transgéniques, un gène de résistance à la kanamycine (K) a été ajouté en plus de celui contre le PRSV. Ces graines de papaye, ainsi que celles des plantes non transgéniques issues de la même lignée, sont mis à germées avec des fertilisants commerciaux. Puis, elles sont placées à l'extérieur dans des pots séparés, avec un arrosage et un ajout de fertilisant régulier. Dans chaque pot où pousse une plantule, des échantillons de sol ont été prélevés avant la mise en culture et après récolte. Les chercheurs ont mesuré le pH, la conductivité électrique, la concentration en carbone organique, en azote, en phosphore, en cations, en sulfure, et l'activité de certaines enzymes présentes dans le sol. Ils ont également pu mettre en culture des micro-organismes issus des différents échantillons de sol avec une concentration croissante en antibiotique K. Ces données sont ensuite exploitées par ANOVA et par le test LSD de Fisher.
Résultats de l'article
A la fin de l'expérience, les sols plantés de papayes transgéniques abritaient significativement plus d'actinomycètes (A), de bactéries (B), et de champignons (C) que les sols avec des papayers non-transgéniques. De plus, le nombre de micro-organismes résistant à la K a augmenté davantage lorsqu'ils vivaient dans un sol où poussait un papayer transgénique (avec un quotient de résistance à la K (rapport entre le nb de colonies avec K et celui sans K) qui double (pour A et B) ou triple (pour C) entre le début et la fin de la mise en culture). De plus, l'activé enzymatiques des arylsulfatases, alkaline phosphatases, invertases, et phosphodiestérases a augmenté significativement en présence de papayes transgéniques, tandis que celle des protéases, polyphénol oxydases et uréases a diminué. Par ailleurs, les pots avec des plantes transgéniques présentaient des sols plus pauvres en azote, en soufre et avec une plus grande conductivité électrique, après la récolte.
A la fin de l'expérience, les sols plantés de papayes transgéniques abritaient significativement plus d'actinomycètes (A), de bactéries (B), et de champignons (C) que les sols avec des papayers non-transgéniques. De plus, le nombre de micro-organismes résistant à la K a augmenté davantage lorsqu'ils vivaient dans un sol où poussait un papayer transgénique (avec un quotient de résistance à la K (rapport entre le nb de colonies avec K et celui sans K) qui double (pour A et B) ou triple (pour C) entre le début et la fin de la mise en culture). De plus, l'activé enzymatiques des arylsulfatases, alkaline phosphatases, invertases, et phosphodiestérases a augmenté significativement en présence de papayes transgéniques, tandis que celle des protéases, polyphénol oxydases et uréases a diminué. Par ailleurs, les pots avec des plantes transgéniques présentaient des sols plus pauvres en azote, en soufre et avec une plus grande conductivité électrique, après la récolte.
Rigueur de l'article
D'après les auteurs, l'augmentation du nombre de souches de microorganismes résistantes à la K ne serait pas forcément dû à des transferts horizontaux depuis la papaye, mais plutôt à la prolifération de micro-organismes déjà résistants à l'antibiotique, ayant pu être sélectionnés à cause des exsudats racinaires contenant des produits du gène de résistance à la K. Non seulement un tel mécanisme est très mal expliqué dans l'article, mais surtout le seul argument avancé est que ce phénomène est plus probable qu'un transfert horizontal. Sachant que cette étude a été justement réalisée en partie pour répondre à cette question, il parait étrange que les auteurs n'aient pas davantage exploré ces différentes hypothèses. Ils auraient pu essayer par exemple de détecter le vecteur recombinant des papayes transgéniques chez les micro-organismes, par hybridation avec la séquence 35s du virus de la mosaïque du chou-fleur.
D'après les auteurs, l'augmentation du nombre de souches de microorganismes résistantes à la K ne serait pas forcément dû à des transferts horizontaux depuis la papaye, mais plutôt à la prolifération de micro-organismes déjà résistants à l'antibiotique, ayant pu être sélectionnés à cause des exsudats racinaires contenant des produits du gène de résistance à la K. Non seulement un tel mécanisme est très mal expliqué dans l'article, mais surtout le seul argument avancé est que ce phénomène est plus probable qu'un transfert horizontal. Sachant que cette étude a été justement réalisée en partie pour répondre à cette question, il parait étrange que les auteurs n'aient pas davantage exploré ces différentes hypothèses. Ils auraient pu essayer par exemple de détecter le vecteur recombinant des papayes transgéniques chez les micro-organismes, par hybridation avec la séquence 35s du virus de la mosaïque du chou-fleur.
Ce que cet article apporte au débat
L’existence d'un éventuel transfert de gène n'est ni démontrée, ni réfutée. Si le microbiote du sol réagit globalement de la même manière qu'importe le type de culture, transgénique ou non, il est possible que les OGM exercent une forme de sélection sur les micro-organismes du sol. De plus, les propriétés biochimiques du sol sont modifiées par la présence des cultures OGM, puisque que certains éléments sont moins abondants et que l'activité de certaines enzymes sont diminuées, sans qu'on puisse expliquer clairement ces phénomènes. L'hypothèse privilégiée repose sur une croissance supérieure de la papaye transgénique, ce qui entraînerait une plus grande mobilisation des ressources inorganiques. Mais plus de recherches doivent être consacrées à ce sujet. Cet article suggère tout de même que la présence du transgène a changé les paramètres du milieu et les activités enzymatiques de la communauté rhizosphérique, à l'origine de potentiels effets écologiques indésirables et imprévisibles.
L’existence d'un éventuel transfert de gène n'est ni démontrée, ni réfutée. Si le microbiote du sol réagit globalement de la même manière qu'importe le type de culture, transgénique ou non, il est possible que les OGM exercent une forme de sélection sur les micro-organismes du sol. De plus, les propriétés biochimiques du sol sont modifiées par la présence des cultures OGM, puisque que certains éléments sont moins abondants et que l'activité de certaines enzymes sont diminuées, sans qu'on puisse expliquer clairement ces phénomènes. L'hypothèse privilégiée repose sur une croissance supérieure de la papaye transgénique, ce qui entraînerait une plus grande mobilisation des ressources inorganiques. Mais plus de recherches doivent être consacrées à ce sujet. Cet article suggère tout de même que la présence du transgène a changé les paramètres du milieu et les activités enzymatiques de la communauté rhizosphérique, à l'origine de potentiels effets écologiques indésirables et imprévisibles.
Remarques sur l'article
Les auteurs se contredisent à plusieurs reprises. Par exemple ils disent dans la discussion que la différence de conductance électrique n'est pas significative entre les lots, alors que d'après les valeurs fournies dans les tableaux, elle l'est. Il est aussi regrettable qu'ils n'aient pas fait un suivi plus régulier des paramètres physico-chimiques du sol, en réalisant davantage d'échantillons au cours du temps.
Les auteurs se contredisent à plusieurs reprises. Par exemple ils disent dans la discussion que la différence de conductance électrique n'est pas significative entre les lots, alors que d'après les valeurs fournies dans les tableaux, elle l'est. Il est aussi regrettable qu'ils n'aient pas fait un suivi plus régulier des paramètres physico-chimiques du sol, en réalisant davantage d'échantillons au cours du temps.
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