Confined field trials of genetically modified (GM) trees are the essential step toward the identification of the most productive cultivars and the assessment of the likely environmental impacts of the GM trees including the potential for gene flow by pollen and distance dispersal by seeds. Our study investigated the potential for wildling establishment and realized pollen flow from a clonal GM eucalypt field trial in Southeastern Brazil. The GM eucalypt stand was established in 2009, surrounded by a 3 m wide forest road and signal grass (Bracharia sp.) fields. No seedling regeneration was found between 2010 and 2014 in and around the stand, confirming the expectations of the unlikelihood of eucalypt seedling establishment based on its limited invasive potential in competitive tropical environments. In 2014, open-pollinated seeds were collected from 28 non-GM eucalypts located between three and 650 m distance from the GM trial. A total of 420 seedlings were grown in a greenhouse and screened for the presence of the transgenic construct by a multiplexed PCR assay targeting two transgenes and an internal control. The highest average transgene pollen flow (16%) was seen at short distances (3–15 m), rapidly diminishing to 3% by a 240 m distance and continued at this low rate up to the furthest distance assessed (650 m) from the GM trial. The negative exponential distribution of GM pollination success was similar to that observed in non-GM eucalypt pollen flow studies, indicating that low levels of effective pollination are expected over long distances. To the best of our knowledge, this is the first experimental assessments of realized pollen flow measured by the effective production of seedlings from a genetically modified tree in field conditions.
Titre de l'article
Le flux de pollen réalisé et l'établissement d'individus sauvages provenant d'un champ d'essai d'eucalyptus modifiés génétiquement au Sud-Est du Brésil.
Le flux de pollen réalisé et l'établissement d'individus sauvages provenant d'un champ d'essai d'eucalyptus modifiés génétiquement au Sud-Est du Brésil.
Introduction à l'article
Pour améliorer la productivité des forêts, il est possible de manipuler le génome de certaines espèces d'arbres afin qu'ils tolèrent mieux les stress biotiques et abiotiques. Lorsqu'il s'agit d'introduire des espèces ligneuses transgéniques dans des régions où la fécondation croisée avec des populations sauvages est possible, il est pertinent de vérifier le flux de gène par des cultures d'essais. Cependant, la plupart des transgènes ne présenteraient que peu de risques car ils sont similaires aux gènes de l'espèce native, ou bien ils sont sélectivement neutres ou délétères. Dans le contexte des espèces cultivées, les marqueurs moléculaires permettent d'attester de la qualité du flux de gènes, sans s'intéresser à sa provenance. Sachant que le Brésil a accepté en 2015 la première culture d'Eucalyptus génétiquement modifié, les auteurs se sont intéressés à la dispersion du pollen et à la capacité des plantules d'Eucalyptus à s'établir dans un champ d'essai confiné au Brésil.
Pour améliorer la productivité des forêts, il est possible de manipuler le génome de certaines espèces d'arbres afin qu'ils tolèrent mieux les stress biotiques et abiotiques. Lorsqu'il s'agit d'introduire des espèces ligneuses transgéniques dans des régions où la fécondation croisée avec des populations sauvages est possible, il est pertinent de vérifier le flux de gène par des cultures d'essais. Cependant, la plupart des transgènes ne présenteraient que peu de risques car ils sont similaires aux gènes de l'espèce native, ou bien ils sont sélectivement neutres ou délétères. Dans le contexte des espèces cultivées, les marqueurs moléculaires permettent d'attester de la qualité du flux de gènes, sans s'intéresser à sa provenance. Sachant que le Brésil a accepté en 2015 la première culture d'Eucalyptus génétiquement modifié, les auteurs se sont intéressés à la dispersion du pollen et à la capacité des plantules d'Eucalyptus à s'établir dans un champ d'essai confiné au Brésil.
Expériences de l'article
L'aire d'étude est au Sud-Est du Brésil. Elle a été suivie sur 4 ans et comprend un terrain expérimental de culture d'Eucalyptus urophylla x E. grandis génétiquement modifiés (GM) existant depuis 2009. Il est entouré par des clones non GM, suivie d'une herbacée (Brachiaria sp.) séparant le terrain expérimental d'une forêt d'eucalyptus non-GM. Pour étudier la dispersion du pollen transgénique, les graines des eucalyptus hybrides GM et non GM ont été récupérés selon un gradient de distance de la forêt d'arbres transgéniques. Elles ont été mises à germées dans une serre, puis l'ADN des feuilles des plantules a été extrait pour vérifier la présence des séquences transgéniques par PCR. Une analyse de variance et un test de Kruskal-Wallis permettront de détecter des différences dans l'établissement des plantules en fonction de la distance aux arbres GM. Ils ont également vérifiés l'établissement de plantules hors de la culture d'essai d'eucalyptus GM.
L'aire d'étude est au Sud-Est du Brésil. Elle a été suivie sur 4 ans et comprend un terrain expérimental de culture d'Eucalyptus urophylla x E. grandis génétiquement modifiés (GM) existant depuis 2009. Il est entouré par des clones non GM, suivie d'une herbacée (Brachiaria sp.) séparant le terrain expérimental d'une forêt d'eucalyptus non-GM. Pour étudier la dispersion du pollen transgénique, les graines des eucalyptus hybrides GM et non GM ont été récupérés selon un gradient de distance de la forêt d'arbres transgéniques. Elles ont été mises à germées dans une serre, puis l'ADN des feuilles des plantules a été extrait pour vérifier la présence des séquences transgéniques par PCR. Une analyse de variance et un test de Kruskal-Wallis permettront de détecter des différences dans l'établissement des plantules en fonction de la distance aux arbres GM. Ils ont également vérifiés l'établissement de plantules hors de la culture d'essai d'eucalyptus GM.
Résultats de l'article
L'eucalyptus a un potentiel invasif limité. En 4 ans, aucune nouvelle plantule ne s'est implanté sur l'aire d'étude. La forte dépression de consanguinité de la population locale et la présence de Brachiaria sp. aurait participé à la diminution des chances pour de nouvelles plantules d'émerger, d'autant plus que l'eucalyptus est une espèce exotique pour la région donc moins adapté que les espèces locales. Cependant, des perturbations tel que des incendies ou la rotation cultural peuvent effacer la compétition et permettrent l'établissement de plantules hybrides GM et non-GM. A une distance de 240 m, seul 3.3% des graines portaient le transgène et ces graines appartenaient tous au même arbre. Cette variabilité proviendrait de la synchronisation de la floraison entre les arbres. Toutes les études de flux de pollen dans l'espace montrent une même tendance, au-delà de 100 m de la source, le flux de pollen diminue exponentiellement.
L'eucalyptus a un potentiel invasif limité. En 4 ans, aucune nouvelle plantule ne s'est implanté sur l'aire d'étude. La forte dépression de consanguinité de la population locale et la présence de Brachiaria sp. aurait participé à la diminution des chances pour de nouvelles plantules d'émerger, d'autant plus que l'eucalyptus est une espèce exotique pour la région donc moins adapté que les espèces locales. Cependant, des perturbations tel que des incendies ou la rotation cultural peuvent effacer la compétition et permettrent l'établissement de plantules hybrides GM et non-GM. A une distance de 240 m, seul 3.3% des graines portaient le transgène et ces graines appartenaient tous au même arbre. Cette variabilité proviendrait de la synchronisation de la floraison entre les arbres. Toutes les études de flux de pollen dans l'espace montrent une même tendance, au-delà de 100 m de la source, le flux de pollen diminue exponentiellement.
Rigueur de l'article
Le sujet d'étude de l'article est un hybride entre 2 espèces d'Eucalyptus ayant subit une transgénèse. Les auteurs ne précisent pas clairement quel est le transgène. Sachant que l'étude est financé par l'entreprise Arborgen, nous pouvons penser qu'il ne souhaite pas divulguer en détail les séquences nucléotidiques insérées. L'une d'entre elles est, sans doute, le gène accélérant la croissance de l'hybride validé par la commission technique Brésilienne de sûreté biologique. Même si les résultats sont cohérents avec d'autres études, ils n'ont pas traités directement du rôle des insectes dans la pollinisation et de leurs efficacités à polliniser les fleurs de proche en proche. Ainsi, les résultats ne sont que des relevés ponctuels effectués le long d'un transect à partir du champs d'eucalyptus GM. Ils auraient pu faire, à partir de certains points, des transects perpendiculaires au précédent, cela aurait sans doute révéler un plus fort flux de pollen par les eucalyptus GM.
Le sujet d'étude de l'article est un hybride entre 2 espèces d'Eucalyptus ayant subit une transgénèse. Les auteurs ne précisent pas clairement quel est le transgène. Sachant que l'étude est financé par l'entreprise Arborgen, nous pouvons penser qu'il ne souhaite pas divulguer en détail les séquences nucléotidiques insérées. L'une d'entre elles est, sans doute, le gène accélérant la croissance de l'hybride validé par la commission technique Brésilienne de sûreté biologique. Même si les résultats sont cohérents avec d'autres études, ils n'ont pas traités directement du rôle des insectes dans la pollinisation et de leurs efficacités à polliniser les fleurs de proche en proche. Ainsi, les résultats ne sont que des relevés ponctuels effectués le long d'un transect à partir du champs d'eucalyptus GM. Ils auraient pu faire, à partir de certains points, des transects perpendiculaires au précédent, cela aurait sans doute révéler un plus fort flux de pollen par les eucalyptus GM.
Ce que cet article apporte au débat
Même si des eucalyptus non génétiquement modifié se font polliniser ponctuellement par du pollen transgénique, il existerait peu de risques pour que des plantules émergent des graines résultantes. Les eucalyptus sont des espèces peu compétitrices et moins bien adapté aux conditions environnementales du Brésil que les espèces locales. Les cultures pourraient donc être contenues en les entourant par des espèces plus compétitrices. Les résultats traitant du flux de pollinisation sont cohérents avec ceux d'autres études. Plus la distance à l'arbre émettant le pollen est grand, moins il y a de pollen dans l'environnement. Cependant, cette étude ayant été financé par une entreprise privée, il est possible que les relevés de terrain ait été fait pour minimiser l'estimation de la pollinisation par les espèces transgéniques. Par ailleurs, certaines perturbations pourraient faciliter la prolifération des eucalyptus transgéniques.
Même si des eucalyptus non génétiquement modifié se font polliniser ponctuellement par du pollen transgénique, il existerait peu de risques pour que des plantules émergent des graines résultantes. Les eucalyptus sont des espèces peu compétitrices et moins bien adapté aux conditions environnementales du Brésil que les espèces locales. Les cultures pourraient donc être contenues en les entourant par des espèces plus compétitrices. Les résultats traitant du flux de pollinisation sont cohérents avec ceux d'autres études. Plus la distance à l'arbre émettant le pollen est grand, moins il y a de pollen dans l'environnement. Cependant, cette étude ayant été financé par une entreprise privée, il est possible que les relevés de terrain ait été fait pour minimiser l'estimation de la pollinisation par les espèces transgéniques. Par ailleurs, certaines perturbations pourraient faciliter la prolifération des eucalyptus transgéniques.
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