The main environmental concerns about genetically modified (GM) crops are the potential weediness or invasiveness in the crop itself or in its wild or weedy relatives as a result of transgene movement. Here we briefly review evidence for pollen- and seedmediated gene flow from GM crops to non-GM or other GM crops and to wild relatives. The report focuses on the effect of abiotic and biotic stress-tolerance traits on plant fitness and their potential to increase weedy or invasive tendencies. An evaluation of weediness and invasive traits that contribute to the success of agricultural weeds and invasive plants was of limited value in predicting the effect of biotic and abiotic stresstolerance GMtraits, suggesting context-specific evaluation rather than generalizations. Fitness data on herbicide, insect, and disease resistance, as well as cold-, drought-, and salinity-tolerance traits, are reviewed. We describe useful ecological models predicting the effects of gene flow and altered fitness in GM crops and wild/weedy relatives, as well as suitable mitigation measures. A better understanding of factors controlling population size, dynamics, and range limits in weedy volunteer GM crop and related host or target weed populations is necessary before the effect of biotic and abiotic stress-tolerance GM traits can be fully assessed.
Titre de la review
Flux de gène, capacité d'invasion et impact écologique des variétés génétiquement modifiées.
Flux de gène, capacité d'invasion et impact écologique des variétés génétiquement modifiées.
Résumé de la review
Caractérisation des flux
Les flux de transgène se font par l'action de reproduction. Il est donc possible de différencier deux voies: le pollen et les graines.
Pollen
La dispersion par le pollen dépend de nombreux facteurs allant du climat aux caractéristiques biologiques des grains (e.g. fertilité ou méthode de transmission...). De façon générale, la fréquence de transmission diminue avec la distance au champs source. L'introgression n'aura lieu que si le pollen est compatibles avec la plante hôte et si il est assez fertile.
Graine
La dispersion par les graines passe par le stockage ou le transport des graines par l'homme ou encore par l'incorporation dans la banque de graines du sol. De par leur capacité d'entrée en dormances, les graines peuvent persister dans leur environnement pour des durées très importantes. Les pertes de graines sont d'ailleurs très importantes pour de nombreuse variétés (e.g. 300graines/m2 pour le blé) mais aussi très variables.
Introgression des transgènes dans les populations sauvages.
La stabilisation des transgènes dans les populations hôtes dépends alors principalement des caractéristiques de la première génération. En particulier de sa fertilité, de sa croissance et de la viabilité de ses graines ce qui défini sa fitness. Ces caractéristiques sont très variables selon les hybrides mais une amélioration de la fitness pourrait entrainer l'introgression de transgènes même si les événements de dispersion sont rares. Cependant, la plupart des variétés génétiquement modifiées (GM) sont domestiquées ce qui entraine généralement une réduction des capacité d'invasions.
Les traits les plus susceptibles d'apporter des avantages compétitifs sont les résistances et les tolérances à des facteurs biotiques et abiotiques limitants dans les environnements naturels. Ces traits pourraient apporter des avantages compétitifs à des variétés sauvages mais les avantages retrouvés en milieu agricole pourraient ne pas se retrouver en milieu sauvage. De plus ces traits peuvent avoir des coûts mais permettraient l'augmentation de la zone de croissances de variétés sauvages.
Résistances
Herbicides
L'effet ne serait positifs que dans les zones ou l'herbicide est appliquée. Il est possible que l'avantage compétitif dépende de la fréquence du transgène dans la population. Les premières générations hybrides sont souvent moins compétitives que leurs parents.
Insectes
Les insectes (particulièrement les lépidoptères) sont reconnus comme un facteur important dans la limitation des populations végétales. En effet, la disparition d'un ennemi naturel pourrait entrainer des réallocations des ressources de la défense vers la croissance, ce qui pourrait expliquer des phénomènes invasifs (i.e. théorie de la fuite de l'ennemie). La majorité des études sont focalisé sur le transgène Bt. L'avantages n'est cependant détecté qu'en présence d'une pression importantes de l'insecte cible. Ces gènes sont donc à surveiller.
Maladie
Dépend de la pression imposé sur les populations tout comme pour les insectes. Avantage possible si le virus limite la croissance, ce n'est pas le cas de tout les virus. Le transgène pourrait se transmettre de manière neutre si il n'y a pas de couts associé mais c'est souvent le cas.
Froid
La tolérance au froid est particulièrement importante durant les stades précoces de la croissances et pourrait améliorer la période de croissance sur l'année. Il peut amener un avantage si pression importante et ne présente pas de cout important.
Sécheresse et salinité
La tolérance à ces facteurs peut permettre l’agrandissement de la zone de croissances de variétés sauvages. C'est particulièrement vrai pour la sècheresse. En effet, les zones arides risques d'augmenter avec le réchauffement climatique.
Au final, la difficulté de prédire l'impact des flux de transgènes vient du fait qu'il est déjà difficile de comprendre l'impact des différents facteurs sur lesquels ils influent sur la fitness des plantes sauvages.
Caractérisation des flux
Les flux de transgène se font par l'action de reproduction. Il est donc possible de différencier deux voies: le pollen et les graines.
Pollen
La dispersion par le pollen dépend de nombreux facteurs allant du climat aux caractéristiques biologiques des grains (e.g. fertilité ou méthode de transmission...). De façon générale, la fréquence de transmission diminue avec la distance au champs source. L'introgression n'aura lieu que si le pollen est compatibles avec la plante hôte et si il est assez fertile.
Graine
La dispersion par les graines passe par le stockage ou le transport des graines par l'homme ou encore par l'incorporation dans la banque de graines du sol. De par leur capacité d'entrée en dormances, les graines peuvent persister dans leur environnement pour des durées très importantes. Les pertes de graines sont d'ailleurs très importantes pour de nombreuse variétés (e.g. 300graines/m2 pour le blé) mais aussi très variables.
Introgression des transgènes dans les populations sauvages.
La stabilisation des transgènes dans les populations hôtes dépends alors principalement des caractéristiques de la première génération. En particulier de sa fertilité, de sa croissance et de la viabilité de ses graines ce qui défini sa fitness. Ces caractéristiques sont très variables selon les hybrides mais une amélioration de la fitness pourrait entrainer l'introgression de transgènes même si les événements de dispersion sont rares. Cependant, la plupart des variétés génétiquement modifiées (GM) sont domestiquées ce qui entraine généralement une réduction des capacité d'invasions.
Les traits les plus susceptibles d'apporter des avantages compétitifs sont les résistances et les tolérances à des facteurs biotiques et abiotiques limitants dans les environnements naturels. Ces traits pourraient apporter des avantages compétitifs à des variétés sauvages mais les avantages retrouvés en milieu agricole pourraient ne pas se retrouver en milieu sauvage. De plus ces traits peuvent avoir des coûts mais permettraient l'augmentation de la zone de croissances de variétés sauvages.
Résistances
Herbicides
L'effet ne serait positifs que dans les zones ou l'herbicide est appliquée. Il est possible que l'avantage compétitif dépende de la fréquence du transgène dans la population. Les premières générations hybrides sont souvent moins compétitives que leurs parents.
Insectes
Les insectes (particulièrement les lépidoptères) sont reconnus comme un facteur important dans la limitation des populations végétales. En effet, la disparition d'un ennemi naturel pourrait entrainer des réallocations des ressources de la défense vers la croissance, ce qui pourrait expliquer des phénomènes invasifs (i.e. théorie de la fuite de l'ennemie). La majorité des études sont focalisé sur le transgène Bt. L'avantages n'est cependant détecté qu'en présence d'une pression importantes de l'insecte cible. Ces gènes sont donc à surveiller.
Maladie
Dépend de la pression imposé sur les populations tout comme pour les insectes. Avantage possible si le virus limite la croissance, ce n'est pas le cas de tout les virus. Le transgène pourrait se transmettre de manière neutre si il n'y a pas de couts associé mais c'est souvent le cas.
Froid
La tolérance au froid est particulièrement importante durant les stades précoces de la croissances et pourrait améliorer la période de croissance sur l'année. Il peut amener un avantage si pression importante et ne présente pas de cout important.
Sécheresse et salinité
La tolérance à ces facteurs peut permettre l’agrandissement de la zone de croissances de variétés sauvages. C'est particulièrement vrai pour la sècheresse. En effet, les zones arides risques d'augmenter avec le réchauffement climatique.
Au final, la difficulté de prédire l'impact des flux de transgènes vient du fait qu'il est déjà difficile de comprendre l'impact des différents facteurs sur lesquels ils influent sur la fitness des plantes sauvages.
Rigueur de la review
L'auteur déclare n'avoir aucun conflits d'intérêts. Il n'y a aucune raison de ne pas le croire. Cependant, il s'agit la d'un article de review ce qui signifie que l'auteur a rassemblé des informations provenant d'un grand nombre de publication. Si il n'y a aucun doute qu'il en a vérifié les contenus, il est impossible d'exclure complètement la possibilité de conflit d’intérêt. On peut toutefois espérer que le grand nombre d'articles revus permet de diluer l'importance des quelques conflits potentiels.
L'auteur déclare n'avoir aucun conflits d'intérêts. Il n'y a aucune raison de ne pas le croire. Cependant, il s'agit la d'un article de review ce qui signifie que l'auteur a rassemblé des informations provenant d'un grand nombre de publication. Si il n'y a aucun doute qu'il en a vérifié les contenus, il est impossible d'exclure complètement la possibilité de conflit d’intérêt. On peut toutefois espérer que le grand nombre d'articles revus permet de diluer l'importance des quelques conflits potentiels.
Ce que cette review apporte au débat
Présente les processus de dispersion des transgènes des variétés cultivées dans l'environnement en différenciant graines et pollen. Puis il présente les conditions à l'introgression du transgène dans une population sauvage. Ainsi il semble que la première génération d'hybride doit posséder un avantage compétitif par rapport aux autres variétés, mais aussi produire des descendants viables.
Les transgènes les plus susceptibles de disperser dans l'environnement sont donc ceux qui apportent une résistance ou une tolérance à un stress biotique ou abiotique (e.g. sécheresse, insecte consommateur, maladie ...). Cependant l'introgression de ce même transgène dépendra fortement du milieu. Ainsi l'introgression d'un transgène et les modification de transmission et de capacité d'invasion induites dépendent de la pression que la variété hôte subie par le facteur sur lequel influe ce transgène.
Il présente donc l'importance de bien définir le milieu pour l'étude d'impact d'un transgène.
Présente les processus de dispersion des transgènes des variétés cultivées dans l'environnement en différenciant graines et pollen. Puis il présente les conditions à l'introgression du transgène dans une population sauvage. Ainsi il semble que la première génération d'hybride doit posséder un avantage compétitif par rapport aux autres variétés, mais aussi produire des descendants viables.
Les transgènes les plus susceptibles de disperser dans l'environnement sont donc ceux qui apportent une résistance ou une tolérance à un stress biotique ou abiotique (e.g. sécheresse, insecte consommateur, maladie ...). Cependant l'introgression de ce même transgène dépendra fortement du milieu. Ainsi l'introgression d'un transgène et les modification de transmission et de capacité d'invasion induites dépendent de la pression que la variété hôte subie par le facteur sur lequel influe ce transgène.
Il présente donc l'importance de bien définir le milieu pour l'étude d'impact d'un transgène.
Dernière modification il y a plus de 8 ans.