DD1995-03 : Évaluation du risque environnemental du canola tolérant à l'Imidazolinone de Pioneer Hi-Bred International Inc.

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Distribué : 1995-04

Le présent document des décisions vise à expliquer la décision prise en vertu de la directive réglementaire Dir94-08 intitulée Critères d'évaluation du risque environnemental associé aux végétaux à caractères nouveaux, et de son cahier parallèle Dir94-09 intitulé La biologie de Brassica napus L. (colza/canola), ainsi que 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 de la Division des produits végétaux l'Agence canadienne d'inspection des aliments (ACIA) a évalué l'information fournie par Pioneer Hi-Bred International Inc. au sujet de trois lignées de canola tolérantes à l'imidazolinone, NS738, NS1471 et NS1473. On estime que ces végétaux à caractères nouveaux interagissent avec leur environnement de la même façon que les variétés de canola actuellement commercialisées au Canada.

La Section de aliments du bétail de la Division des produits végétaux, ACIA, a évalué l'information fournie par Pioneer Hi-Bred International Inc. au sujet de la lignée de canola tolérante à l'imidazolinone, NS1471, et estime qu'elle est essentiellement équivalente au canola actuellement approuvé comme aliment du bétail.

On estime donc que la dissémination en milieu ouvert des lignées NS738, NS1474 et NS1473 et des autres lignées de B. napus qui en dérivent, pourvu qu'elles ne présentent pas de caractères nouveaux, ne présente aucun danger.

On considère aussi qu'il est sécuritaire d'utiliser la lignée NS1471 pour l'alimentation des animaux, ainsi que d'autres lignées de B. napus qui en dérivent, pourvu qu'elles ne présentent pas de caractères nouveaux.

Table des matières

  1. Brève identification des végétaux à caractères nouveaux (VCN)
  2. Contexte
  3. Description des caractères nouveaux
    1. Tolérance à l'imidazolinone
    2. Méthode de développement
    3. Stabilité de l'intégration au génome du végétal
  4. Critères d'évaluation du risque environnemental
    1. Possibilité que les VCN se comportent comme des mauvaises herbes en agriculture ou qu'ils envahissent les habitats naturels
    2. Possibilité d'un flux génétique vers des espèces sauvages apparentés dont les hybrides pourraient se comporter comme des mauvaises herbes ou posséder un grand pouvoir envahissant
    3. Possibilité que les VCN deviennent des végétaux nuisibles
    4. Incidence possible 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 des VCN
  6. Décision réglementaire

I. Brève identification des végétaux à caractères nouveaux (VCN)

Désignation des VCN : NS738, NS1471, NS1473

Demandeur : Pioneer Hi-Bred International Inc.

Espèce : Canola (Brassica napus L. spp. oleifera)

Caractères nouveaux : Tolérance à l'imidazolinone (herbicide), particulièrement à Pursuit® (imazethapyr, matière active) de Cyanamid Canada Inc.

Mode d'introduction des
caractères :
Variation somaclonale induite chimiquement, à partir de cultures de microspores

Utilisation proposée du VCN : Culture de B. napus pour la production d'huile de consommation humaine, et d'huile et de tourteau de consommation animale. La production des nouvelles lignées sera confinée à la zone de culture normale du canola.

II. Contexte

Pioneer Hi-Bred International Inc. a créé trois nouvelles lignées de canola (Brassica napus) tolérantes aux herbicides à base d'imidazolinone, particulièrement à Pursuit® de Cyanamid Canada Inc., actuellement homologué au Canada comme herbicide de post-levée pour la lutte contre diverses dicotylédones et graminées adventices. Ces lignées de canola B. napus, désignées NS738, NS1471 et NS1473 dans le présent document, ne sont pas gravement endommagées par un traitement au Pursuit® aux doses d'application normales en plein champ et toléreront l'utilisation d'herbicides à base d'imidazolinone en post-levée, offrant ainsi un autre moyen pour le désherbage dans la production de canola.

La création de chacune des lignées NS738, NS1471 et NS1473 repose sur la modification chimique de microspores cultivées in vitro. Le phénotype de tolérance à l'herbicide résulte de la modification de certains gènes appartenant à la famille de gènes multiples responsables de la production d'acétolactate synthase (ALS); cette modification fait en sorte que les imidazolinones n'ont plus d'effet sur cette enzyme.

Au Canada, la lignée NS738 fait l'objet d'essais au champ depuis 1989 en Alberta, au Manitoba, en Saskatchewan et Ontario. Les lignées NS1471 et NS1473 sont testées depuis 1991. La lignée NS738 a subi trois ans d'essais coopératifs publics d'homologation, contre deux ans pour NS1471 et NS1473. La lignée NS1471 a été recommandée pour homologation variétale par le Comité de recommandation de canola/colza de l'Ouest du Canada (CRC/COC), le 6 avril 1995.

Pioneer Hi-Bred International Inc. a présenté à ACIA des données sur l'identité des lignées NS738, NS1471 et NS1473, une description détaillée de la méthode de modification et des étapes de l'amélioration variétale, des renseignements sur les gènes modifiés, la protéine résultante et son mode d'action, ainsi que la stabilité de l'expression du caractère. Le demandeur a également fourni des articles scientifiques comme complément d'information.

Les caractères agronomiques comme la production de graines, la vigueur végétative, la précocité de floraison, la précocité de maturation, la verse, la hauteur des plants, la production d'huile et de protéines, ainsi que les sensibilités aux maladies, ont été comparées à ceux de plants de B. napus non modifiés.

Le demandeur a également fourni des données pour appuyer l'efficacité de la lignée NS1471 comme aliment du bétail. Il a également fourni les résultats d'une analyse quantitative portant sur les protéines totales, les matières grasses totales, les fibres brutes, les cendres et l'énergie brute pour la graine entière, le tourteau transformé et l'huile.

ACIA a examiné les renseignements fournis en fonction des critères d'évaluation du risque environnemental associé aux végétaux à caractères nouveaux décrits dans la directive réglementaire Dir94-08 :

  • possibilité que les VCN se comportent comme des mauvaises herbes en agriculture ou qu'ils envahissent les habitats naturels,
  • flux génétique possible vers des espèces sauvages apparentées qui risquent de produire des hybrides se comportant comme des mauvaises herbes et possédant un plus grand pouvoir envahissant,
  • possibilité que le VCN devienne un végétal nuisible,
  • incidence possible du VCN ou de ses produits géniques sur des espèces non visées, y compris les humains, et
  • répercussions possibles sur la biodiversité.

ACIA a également examiné les données fournies en fonction des critères servant à évaluer l'innocuité et l'efficacité des aliments du bétail, qui apparaissent dans le projet de directive Pro94-04 :

  • incidence possible sur le bétail, et
  • incidence possible sur la nutrition du bétail.

III. Description des caractères nouveaux

1. Tolérance à l'imidazolinone

  • Les herbicides à base d'imidazolinone inhibent l'acétolactate synthase (ALS), également connue du nom d'acétohydroxyacide synthase (AHAS) ou acétolactate pyruvate-lyase.
  • Cette enzyme catalyse la première étape de la biosynthèse des acides aminés essentiels à chaîne ramifiée, l'isoleucine, la leucine et la valine. L'inhibition de l'ALS par l'herbicide entraîne une diminution létale de la synthèse des protéines. Le canola non modifié ne tolère pas les imidazolinones, alors que le soja, les pois, les haricots blancs et les haricots rognons sont naturellement tolérants.
  • Le génome du canola Brassica napus renferme une famille de cinq gènes responsables de la production d'ALS, dont deux s'expriment de façon constitutive, partagent une forte homologie avec les gènes ALS de Arabidopsis thaliana et Nicotiana tabacum, et sont présumés exprimer les activités primaires de l'ALS nécessaires à la croissance et au développement des plants.
  • La modification des gènes ALS qui consiste essentiellement en une substitution d'acides aminés chez diverses espèces végétales peut produire des phénotypes tolérants aux herbicides et est suffisante pour modifier le site de liaison des imidazolinones de telle sorte que l'herbicide ne peut plus inactiver l'enzyme ALS.
  • Pioneer Hi-Bred International Inc. a sélectionné deux lignées de B. napus, P1 et P2, aux ALS modifiées non inhibées par l'herbicide. Les modifications chez P1 et P2 se situent à deux loci différents et indépendants, représentant peut-être divers gènes ALS. Les lignées NS1471 et NS1473 contiennent les mutations des deux lignées, alors que la lignée NS738 ne contient que la mutation de P2. La nouvelle enzyme ALS de la lignée P2 a été isolée et séquencée : elle diffère du gène original par la substitution d'un acide aminé.
  • La nouvelle résistance à l'imidazolinone s'exprime de façon constitutive et la synthèse des acides aminés à chaîne ramifiée, isoleucine, leucine et valine, n'est pas touchée par les modifications de l'enzyme ALS chez NS1471, NS1473 et NS738.

2. Méthode de développement

  • Les lignées NS738, NS1471 et NS1473 ont été créées à partir de la culture in vitro de microspores provenant du cultivar Topas de B. napus, mutagénisées par l'éthylnitroso-urée et sélectionnées sur milieu de culture contenant de l'imidazolinone. Les plantules haploïdes régénérées ont été récupérées et traitées à la colchicine pour provoquer une duplication chromosomique produisant des plants dihaploïdes.
  • Les deux lignées P1 et P2 tolérantes à l'imidazolinone ont été sélectionnées et soumises à des croisements réciproques, ensuite croisés aux cultivars Topas et Regent de B. napus, et la descendance a été soumise à des cycles répétés d'autofécondation et de sélection.

3. Stabilité de l'intégration au génome du végétal

  • Les lignées NS738, NS1471 et NS1473 sont maintenant séparées des transformants originaux par plusieurs générations, mais n'en montrent pas moins une tolérance à l'imidazolinone.

IV. Critères d'évaluation du risque environnemental

ACIA a évalué les données présentées par Pioneer Hi-Bred International Inc. à partir d'essais répliqués à 21 endroits différents représentatifs de quatre milieux de croissance, sur le comportement des lignées NS738, NS1471 et NS1473. Selon ces données, ACIA a pu déterminer que les caractères comme la production de graines, la vigueur végétative, la précocité de floraison, la précocité de maturité, la verse, la hauteur des plants, la production d'huile et de protéines, ainsi que des sensibilités à la maladie, se situaient dans la fourchette normale des valeurs pour l'expression de ces caractères chez les variétés non modifiées de B. napus. Les teneurs en valine, isoleucine et leucine de la lignée NS1471 étaient semblables à celles des cultivars commerciaux actuels de canola, montrant par là que la mutation n'influe pas sur l'activité de l'ALS des VCN. Les analyses de la composition en acides aminés et des facteurs antinutritionnels (glucosinolates et acide érucique) ont également révélé une grande ressemblance avec les variétés non modifiées. Les nouvelles lignées ne présentent pas de gènes spécifiques supplémentaires pouvant leur conférer un avantage écologique quelconque sur les plants de canola non modifiés.

Pris collectivement, ces résultats révèlent que les mutations de l'enzyme ALS des lignées NS738, NS1471 et NS1473 n'ont vraisemblablement pas entraîné d'effets secondaires susceptibles d'influer sur le risque environnemental de ces lignées; on ne prévoit donc pas d'inquiétude supplémentaire quant aux risques pour l'environnement qu'elles auraient pu présenter.

1. Possibilité que les VCN se comportent comme des mauvaises herbes en agriculture ou qu'ils envahissent les habitats naturels

La biologie de B. napus, décrite dans la directive réglementaire Dir94-09, révèle que les plants non modifiés de cette espèce n'envahissent pas les habitats naturels au Canada. Selon l'information fournie par Pioneer Hi-Bred International Inc., les lignées NS738, NS1471 et NS1473 ne diffèrent pas de leurs contreparties à cet égard. Aucun avantage concurrentiel n'a été conféré aux plants tolérants à l'imidazolinone, si ce n'est celui conféré par cette tolérance.

La tolérance à l'imidazolinone ne confère pas un plus grand pouvoir envahissant, ni une plus grande persistance. Toutes les variétés commerciales de canola sont naturellement tolérantes à l'herbicide à base d'éthametsulfuron-méthyl, MUSTER® (DuPont), qui vise également la famille de gènes ALS, et ne manifestent pas de pouvoir envahissant.

L'utilisation des seules imidazolinones comme moyen de désherbage dans les cultures subséquentes ne permettra pas de lutter contre les repousses spontanées de canola tolérantes.

On peut facilement lutter contre les mauvaises herbes tolérantes à l'imidazolinone ou le canola spontané tolérant dans d'autres cultures ou en jachère par l'utilisation de classes d'herbicides autres que les imidazolinones ou par des moyens mécaniques.

Les observations qui précèdent ont amené ACIA à conclure que les lignées NS738, NS1471 et NS1473 ne devraient pas manifester un comportement de mauvaises herbes ni une capacité d'envahissement différents de ceux des variétés de canola actuellement commercialisées.

REMARQUE : Une préoccupation à plus long terme, en cas d'adoption généralisée de plusieurs systèmes différents de culture et de désherbage à l'aide d'herbicides spécifiques, concerne le risque de voir apparaître des repousses spontanées présentant des résistances nouvelles à divers herbicides. Ce phénomène pourrait faire perdre l'usage de ces herbicides et de leurs avantages éventuels. Le personnel de vulgarisation agricole des secteurs public et privé devrait donc promouvoir des pratiques de gestion prudentes auprès des agriculteurs qui cultivent des variétés tolérantes aux herbicides afin de minimiser les risques de voir apparaître des cas de résistance multiple.

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

On sait que jusqu'à 30 % des plants de Brassica napus peuvent se croiser avec d'autres plants de la même espèce, voire même à des plants des espèces B. rapa, B. juncea, B. carinata, B. nigra, Diplotaxis muralis, Raphanus raphanistrum et Erucastrum gallicum (Dir94-09). Des études révèlent que c'est surtout avec B. rapa, l'autre grande espèce de canola qui, à l'état sauvage, envahit à l'occasion les terres cultivées, en particulier dans l'est du Canada, que l'introgression des gènes de la tolérance aux herbicides est la plus susceptible de se produire.

Si des plants tolérants à l'imidazolinone apparaissent par hybridation interspécifique ou intergénérique, le caractère nouveau ne conférerait pas d'avantage concurrentiel, sauf en présence d'imidazolinones. Une telle situation ne surviendrait que dans les écosystèmes aménagés où les imidazolinones sont utilisées comme désherbant. Comme cela se produit avec les variétés de B. napus tolérantes à l'imidazolinone, ces plants tolérants à l'herbicide, s'ils apparaissaient, seraient faciles à détruire par des moyens mécaniques et d'autres produits chimiques. Le cas échéant, l'apparition d'hybrides pourrait entraîner la perte des imidazolinones comme agent de lutte contre ces plants. On pourra néanmoins minimiser ce résultat en adoptant de saines pratiques de gestion des cultures.

Les observations qui précèdent ont amené ACIA à conclure que le flux génétique des lignées NS738, NS1471, et NS1473 vers les espèces apparentées de canola, tout en étant possible, n'aggraverait pas le comportement de mauvaises herbes ni la capacité d'envahissement de ces dernières.

3. Possibilité que les VCN deviennent des végétaux nuisibles

L'effet recherché du caractère nouveau n'a aucun lien avec une telle possibilité et B. napus n'est pas considéré comme un végétal nuisible au Canada (Dir94-09). Par ailleurs, les caractères agronomiques et la composition qualitative et quantitative des lignées NS738, NS1471 et NS1473 respectent la fourchette des valeurs exhibée par les variétés de B. napus actuellement commercialisées, signe qu'on n'a pas modifié par inadvertance le risque que le végétal devienne nuisible.

ACIA a donc conclu que les lignées NS738, NS1471 et NS1473 ne montrent pas de possibilités nouvelles de devenir des végétaux nuisibles.

4. Incidence possible sur les organismes non visés

Le caractère nouveau résulte de modifications apportées à un seul acide aminé d'une enzyme de B. napus, altérant ainsi les sites de liaison de l'herbicide sans modifier les capacités métaboliques de l'enzyme. La toxicité de cette enzyme ne pose donc pas de problème. Les caractères agronomiques et les facteurs nutritionnels pour l'alimentation du bétail ont révélé que les lignées NS738, NS1471 et NS1473 sont, en somme, équivalentes à leurs contreparties non modifiées.

Compte tenu de ce qui précède, ACIA a conclu que la dissémination des lignées NS738, NS1471 et NS1473 en milieu ouvert n'aura aucune incidence sur les organismes qui interagissent avec les végétaux, y compris les humains, comparativement aux contreparties actuellement commercialisées.

5. Incidence possible sur la biodiversité

Les lignées NS738, NS1471 et NS1473 ne présentent aucun nouveau caractère phénotypique qui pourrait conduire à en étendre l'utilisation hors de la région où on cultive actuellement le canola au Canada. Puisqu'on ne rencontre les hybrides que dans les habitats modifiés, le transfert du caractère nouveau serait sans conséquence sur les habitats naturels.

ACIA a donc conclu que les répercussions possibles des lignées NS738, NS1471 et NS1473 sur la biodiversité étaient équivalentes à celles des lignées de canola actuellement commercialisées.

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

1. Facteurs antinutritionnels

Les intervalles de confiance ont été évalués à 95 % pour les teneurs en glucosinolates et en d'acide érucique du tourteau et de l'huile produits à partir de la lignée NS1471 cultivée dans diverses conditions. Les intervalles de confiance prouvent que ce VCN contiennent ces facteurs antinutritionnels en concentrations inférieures aux normes prescrites pour les fractions tourteau et huile, soit moins de 30 micromoles de glucosinolates par gramme de tourteau sec et moins de 2 % d'acide érucique dans l'huile.

2. Composition nutritive des VCN

On a constaté aucune différence statistique de composition nutritive (teneurs en protéines totales, matières grasses totales, fibre brute, cendres et énergie brute) entre la graine entière de la lignée NS1471 et celle des cultivars commerciaux actuels de canola. Les teneurs en valine, isoleucine et leucine de cette lignée ont été comparées à celles des cultivars de canola du commerce pour déterminer si la mutation influait sur l'activité de l'ALS du VCN. On n'a constaté aucune différence statistique dans la teneur de ces acides aminés. Dans l'ensemble, ces résultats prouvent que la mutation de l'enzyme ALS chez NS1471 n'a pas entraîné d'effets secondaires sur la composition nutritionnelle ni la valeur nutritive du cultivar. Par conséquent, la lignée NS1471 a été jugée essentiellement équivalente aux variétés traditionnelles de canola sur le plan de la composition nutritive.

VI. Décision réglementaire

Après avoir passé en revue les données et les renseignements fournis par Pioneer Hi-Bred International Inc. et avoir comparé les lignées NS738, NS1471 et NS1473 à leurs contreparties non modifiées de B. napus, ACIA a conclu que le produit génique et que le caractère nouveau qui y est associé ne confèrent pas intentionnellement ni accidentellement d'avantage écologique à ces lignées. Même si ce caractère était transmis par croisement à des végétaux apparentés, il ne présenterait aucun avantage écologique pour ces derniers.

Après l'examen des données et des renseignements fournis, la Section des aliments du bétail de la Division des produits végétaux a conclu que le nouveau caractère ne suscitait pas en soi d'inquiétudes à l'égard de l'innocuité ni de la composition nutritive de ces lignées. L'huile, la graine et le tourteau de canola sont actuellement décrits à l'annexe IV du Règlement sur les aliments du bétail et peuvent donc servir à l'alimentation du bétail au Canada. Comme la lignée NS1471 a été déclarée, après évaluation, essentiellement équivalente aux variétés traditionnelles de canola, on estime que cette lignée et ses dérivés respectent les définitions actuelles et peuvent être utilisés comme ingrédients des aliments du bétail au Canada.

On estime donc que la dissémination en milieu ouvert des lignées NS738, NS1474 et NS1473 et des autres lignées de B. napus qui en dérivent, pourvu qu'elles ne présentent pas de caractères nouveaux, ne présente aucun danger. On considère aussi qu'il est sécuritaire d'utiliser la lignée NS1471 pour l'alimentation des animaux, ainsi que d'autres lignées de B. napus qui en dérivent, pourvu qu'elles ne présentent pas de caractères nouveaux.

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