DD1995-02 : Évaluation du risque environnemental associé à la lignée GT73 de colza canola Brassica napus tolérant l'herbicide Roundup® de Monsanto Canada Inc.

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Distribué : 1995-03

Le présent document a été rédigé afin d'expliquer la décision prise en vertu de la directive Dir94-08 Critères d'évaluation du risque environnemental associé aux végétaux à caractères nouveaux, du cahier parallèle Dir94-09 intitulé La biologie du Brassica napus L. (colza/canola) et du projet de directive Pro94-94 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 examiné l'information fournie par Monsanto Canada Inc. sur la lignée de colza canola GT73. Cette lignée est dotée de gènes Roundup-ReadyMC qui expriment la tolérance au glyphosate, matière active de l'herbicide Roundup®. Le Ministère a conclu que ce végétal interagit avec l'environnement de la même façon que les variétés de colza canola actuellement commercialisées au Canada, et qu'il est essentiellement équivalent au colza canola actuellement approuvé pour l'alimentation du bétail.

On estime donc que la dissémination en milieu ouvert de la lignée GT73, y compris pour l'alimentation des animaux, et des autres lignées de B. napus qui en dérivent, pourvu quelles n'incorporent pas de caractères nouveaux, est sécuritaire.

Table des matières

  1. Brève identification du végétal à caractères nouveaux (VCN)
  2. Contexte
  3. Description de la nouvelle tolérance au glyphosate
    1. Les gènes Roundup-ReadyMC
    2. Méthode de modification
    3. Stabilité de l'intégration au génome de la plante
  4. Critères d'évaluation du risque environnemental
    1. Possibilité que GT73 devienne une mauvaise herbe en agriculture ou envahisse les habitats naturels
    2. Possibilité d'un flux génétique vers les espèces sauvages apparentées dont les hybrides pourraient se comporter comme des mauvaises herbes ou posséder une plus grande capacité d'envahissement
    3. Possibilité que le VCN devienne un végétal nuisible
    4. Impact éventuel du VCN 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 du GT73
  6. Décision réglementaire

I. Brève identification du végétal à caractères nouveaux (VCN)

Désignation des VCN : GT73

Demandeur : Monsanto Canada Inc.

Espèce : Brassica napus canola

Caractères nouveaux : Nouvelle tolérance au glyphosate, matière active de l'herbicide Roundup® exprimée par les gènes Roundup-ReadyMC

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

Utilisation proposée du VCN : Production d'huile pour la consommation humaine ainsi que d'huile et de tourteau pour l'alimentation animale. Cette lignée ne sera pas cultivée en dehors de la zone de production normale de colza canola au Canada.

II. Contexte

Monsanto Canada Inc. a créé la variété GT73 du colza canola Brassica napus à partir de la variété Westar qui exprime les gènes exclusifs Roundup-ReadyMC. Ces gènes transfèrent une nouvelle tolérance au glyphosate, matière active de l'herbicide Roundup® dont on se sert pour maîtriser ou supprimer d'importantes mauvaises herbes de la culture du colza canola.

La création de GT73 s'appuie sur la technique de recombinaison d'ADN par l'introduction à la variété Westar d'un élément génétique renfermant deux gènes issus d'une bactérie (les gènes Roundup-ReadyMC). Un de ces gènes réduit la sensibilité au Roundup® au site biochimique de l'activité de l'herbicide, tandis que l'autre exprime une enzyme qui permet à la plante de décomposer le glyphosate. L'expression des deux gènes est dirigée vers les chloroplastes, site où intervient l'herbicide, grâce à l'addition de séquences de nucléotides exprimant un peptide de transfert d'origine végétale. Aucun marqueur de résistance aux antibiotiques n'a été introduit dans GT73.

GT73 a été testé au Canada en conditions confinées depuis 1992, en Alberta, en Saskatchewan, au Manitoba et en Ontario.

Monsanto a présenté de l'information comprenant des données issues d'essais coopératifs dirigés par ACIA et des renseignements qui ont aussi été soumis à Santé Canada. Ces renseignements comprenaient :

  • l'identité de GT73, y compris une description détaillée de la méthode de modification;
  • la stabilité des gènes insérés;
  • le rôle des gènes et de leurs séquences de régulation dans les organismes donneurs;
  • la caractérisation moléculaire des gènes;
  • l'identification et la caractérisation des nouvelles protéines, y compris de leur toxicité éventuelle pour le bétail;
  • l'effet sur les organismes non visés, l'allergénicité et le taux d'expression dans le végétal.

Le demandeur a fourni des références scientifiques appuyant les renseignements fournis lorsqu'elles existaient. Monsanto a également fourni des renseignements, des données et des observations comparant GT73 à Westar et à d'autres contreparties variétales. Ces comparaisons portaient sur divers paramètres, notamment la production de semence (rendement), la précocité de floraison, la précocité de maturation, l'égrenage de la silique, la sensibilité à la maladie fongique de la jambe noire et les effets des résidus végétaux sur la croissance et la productivité des cultures subséquentes comme l'orge et le pois.

Le demandeur a fourni des données appuyant l'utilité de GT73 en tant qu'aliment du bétail. Il a présenté une analyse quantitative indiquant la teneur en protéine brute, en lipide brut (huile), en fibre brute, en cendres et en énergie brute de la graine entière et du tourteau.

Le Bureau de biotechnologie végétale et la Section des aliments du bétail de la Division des produits végétaux d' ont examiné les renseignements qui précèdent en tenant compte de la Directive Dir94-08, afin de déterminer le risque environnemental posé par les végétaux à caractères nouveaux. Cette directive énonce les critères d'évaluation suivants :

  • possibilité que le VCN se comporte comme une mauvaise herbe en agriculture ou qu'il envahisse les habitats naturels;
  • flux génétique possible vers des espèces sauvages apparentées dont les hybrides risquent de se comporter comme des mauvaises herbes et de posséder une plus grande capacité d'envahissement;
  • possibilité que le VCN devienne un végétal nuisible;
  • impacts possibles du VCN ou de ses produits géniques sur des espèces non visées, y compris les humains;
  • répercussion possible sur la biodiversité.

a également examiné l'information qui précède en fonction des critères d'évaluation servant à déterminer l'innocuité et l'efficacité des aliments du bétail qui apparaissent dans le projet de directive Pro94-04 :

  • impact possible sur le bétail
  • impact possible sur la nutrition du bétail.

III. Description de la nouvelle tolérance au glyphosate

1. Les gènes Roundup-ReadyMC

On a introduit deux gènes à la variété Westar, afin de lui donner une tolérance au champ contre le glyphosate, la matière active de l'herbicide Roundup®. La nature exacte de ces gènes est considérée comme un renseignement de nature confidentielle par Monsanto.

  • Le premier gène exprime la version bactérienne d'une enzyme végétale qui entre dans la voie métabolique du shikimate débouchant sur la synthèse des acides aminés aromatiques phénylalanine, tyrosine et tryptophane. La version végétale de cette enzyme, qu'on retrouve partout dans la nature, est sensible au glyphosate - l'herbicide perturbe ce cycle essentiel, ce qui entraîne une interruption de la croissance ou la mort de la plante. Par contre, la version bactérienne de l'enzyme résiste considérablement au glyphosate et fournit les acides aminés aromatiques dont la plante a besoin.
  • Le deuxième gène, qui vient également d'une souche de bactéries omniprésente dans la nature, exprime une enzyme qui dégrade le glyphosate, donc désactive son effet herbicide. La séquence de codage du gène a été modifiée pour accroître l'efficacité de la détérioration du glyphosate, comparativement à la version bactérienne d'origine.
  • Une séquence de codage d'origine végétale qui exprime un peptide de transport vers le chloroplaste a été introduite parallèlement avec chacun des gènes Roundup-ReadyMC. Ce peptide facilite l'importation des nouveaux enzymes Roundup-ReadyMC dans les chloroplastes, site de la voie métabolique du shikimate et endroit où agit le glyphosate.
  • Les deux gènes et la séquence de codage du peptide de transport sont associés au même promoteur constitutif. On a vérifié l'expression des protéines Roundup-ReadyMC dans le tissu foliaire et les graines des plantes lors des essais au champ confinés qui ont duré deux ans.
  • Les protéines Roundup-ReadyMC ne présentent aucune homologie importante avec des toxines ou des allergènes connus. La nouvelle enzyme associée à la voie métabolique du shikimate n'est qu'une version d'une enzyme omniprésente dans la nature et, par conséquent, ne devrait pas être toxique ou allergène pour les organismes non visés. En ce qui concerne la deuxième enzyme, qui détériore le glyphosate, Monsanto décrit des expériences sur divers substrats révélant une haute spécificité aux substrats de l'enzyme qui ne semble pas perturber d'autres voies métaboliques de la plante. Les deux protéines sont inactivées durant la transformation des graines de colza canola pour la préparation d'aliments du bétail.

2. Méthode de modification

La variété Westar de Brassica napus a été modifiée au moyen d'un vecteur non pathogène d'Agrobacterium tumefaciens privé de son pouvoir infectieux, à savoir la partie ADN-T d'un plasmide d'A. tumefaciens dont on avait supprimé les gènes responsables de la virulence et du pouvoir infectieux pour les remplacer par les gènes Roundup-ReadyMC. La partie de l'ADN-T des plasmides d'A. tumefaciens s'insère habituellement au hasard dans le génome du végétal, et l'insertion est habituellement stable, comme on l'a montré pour GT73.

3. Stabilité de l'intégration au génome de la plante

Monsanto a fourni des renseignements sur les analyses de ségrégation et l'analyse par la technique de transfert de Southern montrant que GT73 ne possède qu'un site d'insertion correspondant à une copie unique des gènes Roundup-ReadyMC.

Plusieurs générations séparent GT73 de l'organisme modifié à l'origine. L'hérédité mendélienne de la tolérance à l'herbicide ainsi que les analyses effectuées au moyen des techniques de Southern et PCR sur le matériel de troisième génération testé au champ en 1992 révèlent la stabilité des caractères introduits.

Monsanto a rétrocroisé GT73 à B. rapa et a obtenu le transfert de la tolérance à l'herbicide. Cela indique que la séquence d'insertion a été introduite de façon stable à la partie B. rapa du génome B. rapa/B. oleracea de l'amphidiploïde B. napus.

IV. Critères d'évaluation du risque environnemental

1. Possibilité que GT73 devienne une mauvaise herbe en agriculture ou envahisse les habitats naturels

ACIA a évalué les données et les renseignements fournis par Monsanto Canada Inc. sur la reproduction et la survie de GT73. À partir de ces données, le Ministère estime que la vigueur végétative, la capacité de survie à l'hiver, la précocité de floraison, la précocité de maturation, la production de semence (rendement), la germination et la dormance se trouvent dans la gamme normale d'expression observée pour le cultivar Westar non modifié. GT73 n'a pas reçu de gène supplémentaire pour la tolérance au froid ou la survie hivernale. Selon les collaborateurs de Monsanto, aucun plant n'a résisté à l'hiver au cours des années ayant suivi la récolte des champs expérimentaux. Le nombre de repousses observées au cours des années suivant un essai au champ était comparable pour les parcelles de GT73 et de Westar. Des comparaisons analogues du degré d'égrenage de la silique, de la dispersion des semences et de la germination n'ont révélé aucune modification consécutivement à l'insertion des gènes, signe que le potentiel de dispersion des graines n'a pas été modifié.

Compte tenu des données fournies, ACIA estime que GT73 ne présente aucune adaptation au stress outre sa tolérance au glyphosate. Les essais de résistance à la maladie fongique Leptosphaeria maculans (jambe noire) révèlent que la sensibilité de GT73 tombe dans la gamme de la susceptibilité qu'affiche actuellement Westar. Les observations notées par les collaborateurs de Monsanto au cours des deux années d'essais au champ ne révèlent aucun écart dans la sensibilité aux autres maladies ou infestations d'insectes entre GT73 et Westar. De même, on n'a relevé aucune variation dans les facteurs de stress abiotique comme la chaleur, la sécheresse et le froid.

La biologie de B. napus, décrite dans la directive Dir94-09, révèle que cette espèce n'envahit habituellement pas les habitats naturels au Canada. Compte tenu de l'information et des données fournies par Monsanto, on estime que GT73 ne diffère en rien de Westar à cet égard. On a examiné la capacité d'envahissement d'un habitat sauvage, soit le territoire non agricole en bordure d'une route. Les données révèlent que GT73 n'est pas plus envahissant ni plus persistant que Westar. ACIA en conclut qu'aucun avantage concurrentiel n'a été conféré aux cultivars par l'insertion des gènes Roundup-ReadyMC, si ce n'est la tolérance à l'herbicide Roundup®. Il est possible d'éliminer les repousses spontanées de B. napus tolérant le glyphosate au moyen d'autres herbicides n'ayant pas le même mode d'action.

Les observations qui précèdent et le fait que les caractères nouveaux n'aient aucune incidence intentionnelle sur le comportement de mauvaise herbe ou sur la capacité d'envahissement ont amené ACIA à la conclusion que le comportement de mauvaise herbe ou la capacité d'envahissement de GT73 n'ont pas été modifiés comparativement à ceux des variétés de colza canola comme Westar actuellement commercialisées.

Remarque : Une préoccupation à plus long terme, advenant le cas où on assisterait à l'adoption générale de plusieurs cultures différentes et systèmes de désherbage chimiques spécifiques, concerne le risque de voir apparaître des repousses spontanées présentant plusieurs nouvelles résistances à différents herbicides. Il se pourrait que l'on ne puisse alors utiliser ces herbicides ni en retirer les avantages éventuels. Par conséquent, les vulgarisateurs du secteur privé et du secteur public devraient préconiser de bonnes pratiques culturales auprès des producteurs qui cultivent des variétés tolérantes aux herbicides afin de réduire le plus possible le risque de voir apparaître des cas de résistance multiple.

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

On sait que les plants de B. napus sont sujets à des croisements hétérogènes avec d'autres plants de la même espèce à une fréquence pouvant atteindre 30 p. 100, et potentiellement avec ceux des espèces B. rapa, B. juncea, B. carinata, B. nigra, Diplotaxis muralis, Raphanus raphanistrum et Erucastrum gallicum (voir Dir94-09). Des études révèlent qu'une éventuelle introgression de la tolérance aux herbicides surviendrait le plus vraisemblablement avec B. rapa, l'autre grande espèce du colza canola, qui se comporte occasionnellement comme une mauvaise herbe dans les terres cultivées, surtout dans les prairies de l'est du Canada.

Si l'hybridation interspécifique ou intergénérique débouchait sur l'apparition de plants tolérants au glyphosate, cette tolérance n'accorderait aucun avantage concurrentiel aux végétaux sauf si on utilisait l'herbicide Roundup®. Cela ne surviendrait que dans les écosystèmes aménagés où l'on se sert de Roundup® comme herbicide à large spectre ou dans les cultures de variétés végétales créées pour tolérer Roundup® où cet herbicide est utilisé pour lutter contre les mauvaises herbes. Comme cela se produit pour les repousses spontanées de B. napus tolérant le glyphosate, ces plants, le cas échéant, pourraient être détruits au moyen d'autres méthodes chimiques. L'apparition éventuelle d'hybrides pourrait déboucher sur la perte du Roundup® comme herbicide. Néanmoins, on évitera cette situation en recourant à de saines pratiques de gestion des cultures.

Compte tenu observations qui précèdent, ACIA conclut que le flux génétique de GT73 vers les espèces apparentées, tout en étant possible, n'aggraverait pas le comportement de mauvaise herbe ou la capacité d'envahissement de ces dernières.

3. Possibilité que le VCN devienne un végétal nuisible

Les effets souhaités de tolérance aux herbicides n'ont aucun lien avec la possibilité que le VCN devienne un végétal nuisible, et B. napus n'est pas un végétal nuisible au Canada (voir Dir94-09). En outre, Monsanto a prouvé que les caractères agronomiques, l'adaptation au stress ainsi que la composition qualitative et quantitative de GT73 respectent la fourchette de valeurs présentées par certaines variétés comme Westar. ACIA est donc d'accord avec la conclusion qu'on n'a pas modifié par inadvertance la possibilité que GT73 devienne un végétal nuisible.

4. Impact éventuel du VCN sur les organismes non visés

ACIA a examiné les données concernant les effets des résidus végétaux de GT73 sur le rendement agronomique des cultures subséquentes, notamment l'orge et le pois. On n'a relevé aucune différence sensible dans le nombre de plants et la production de graines entre les parcelles expérimentales où avaient été cultivés GT73 et sa contrepartie Westar l'année précédente. ACIA estime qu'il s'agit là d'une preuve indirecte que les micro-organismes présents dans le sol qui interviennent dans le maintien de la fertilité ne subissent pas d'effet nocif de la part des résidus végétaux de GT73 comparativement à ceux de Westar.

Selon les données exhaustives fournies au départ à Santé Canada résultant d'essais avec des sucs digestifs artificiels et d'études de gavage aigu de souris, on a constaté que les enzymes exprimés par les gènes Roundup-ReadyMC sont rapidement inactivés et dégradés par le système digestif (estomac et intestin). Une recherche dans la base de données sur les séquences d'acides aminés FAST n'a révélé aucune homologie importante avec des toxines ou des allergènes connus inclus dans la base de données.

Compte tenu de ce qui précède, ACIA estime que l'utilisation non confinée de GT73 ne modifiera pas l'impact sur les organismes non visés, y compris les humains, comparativement à d'autres variétés déjà utilisées comme Westar.

5. Répercussions possibles sur la biodiversité

GT73 ne présente aucun nouveau caractère phénotypique susceptible d'étendre son usage au-delà de la région où l'on cultive actuellement le colza canola au Canada. Les données et les renseignements fournis par Monsanto ont amené ACIA à conclure que GT73 n'envahira pas les habitats naturels et n'est pas plus concurrentiel que ses contreparties, aussi bien dans les écosystèmes sauvages qu'aménagés. Puisqu'on ne trouve les espèces apparentées que dans les habitats perturbés, le transfert de la nouvelle tolérance aux herbicides n'aura aucun impact sur le milieu naturel.

ACIA estime donc que les répercussions possibles de GT73 sur la biodiversité sont équivalentes à celles des variétés de colza canola actuellement offertes dans le commerce comme Westar.

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

1. Facteurs antinutritionnels

On a calculé l'intervalle de confiance à 95 p. 100 pour ce qui est de la quantité de glucosinolates et d'acide érucique dans le tourteau et l'huile obtenus de la variété GT73 cultivée dans diverses conditions. Ces intervalles de confiance indiquent que GT73 renferme une concentration de facteurs antinutritionnels inférieure à la norme établie pour le tourteau et l'huile, à savoir moins de 30 micromoles de glucosinolates par gramme de tourteau déshydraté et moins de 2 % d'acide érucique dans l'huile.

2. Composition nutritive du GT73

On n'a relevé aucun écart statistique dans la composition nutritive (à savoir, protéine brute, lipide brut, fibre brute, cendres et énergie brute) entre la graine entière et le tourteau de GT73 et les variétés de colza canola actuellement offertes dans le commerce. On n'a non plus relevé aucune différence statistique dans la concentration des acides aminés aromatiques de la voie métabolique du shikimate, soit la tyrosine et le tryptophane. Collectivement, ces résultats indiquent que l'introduction de la séquence génétique dans B. napus, qui a débouché sur la création de GT73, ne devrait entraîner aucun effet secondaire sur sa composition ou sa qualité nutritive. On estime donc que GT73 est, dans une large mesure, équivalent aux variétés traditionnelles de colza canola en ce qui concerne la composition nutritive.

VI. Décision réglementaire

Compte tenu de l'examen des données et des renseignements fournis par Monsanto Canada Inc. au Bureau de biotechnologie végétale et à la Section des aliments du bétail de la Division des produits végétaux, ACIA estime que les gènes Roundup-ReadyMC et la nouvelle tolérance à l'herbicide Roundup® correspondante ne conféreraient aucun avantage écologique voulu au végétal ou aux plantes apparentées s'il devait y avoir flux génétique. De plus, la nouvelle tolérance aux herbicides ne modifie pas les caractéristiques de GT73 en ce qui concerne les critères d'évaluation du risque environnemental. Des comparaisons minutieuses entre GT73 et des contreparties non modifiées du colza canola B. napus comme Westar n'ont révélé aucun effet inattendu.

Par conséquent, on estime qu'il n'y a aucun danger à autoriser l'utilisation en milieu ouvert de GT73 et son utilisation pour l'alimentation animale (et des autres lignées de B. napus qui en dérivent, pourvu qu'aucun autre nouveau caractère n'y soit ajouté).

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