DD2001-34 : Détermination de la sécurité des lignées G94-1, G94-19 et G-168 de soja (Glycine max) à haute teneur en acide oléique créées par la Optimum Quality Grains, L.L.C. issues de la transformation de la lignée 260-05

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Distribué : 2000-02

Le présent document vise à expliquer les décisions réglementaires prises conformément à la directive Dir94-08, Critères d'évaluation du risque environnemental associé aux végétaux à caractères nouveaux, au cahier parallèle T1-10-96 La biologie du Glycine max (soja), et à la directive Dir95-03, Directive relative à l'évaluation des végétaux dotés de caractères nouveaux utilisés comme aliments du bétail.

L'Agence canadienne d'inspection des aliments (ACIA), plus précisément le Bureau de la biosécurité végétale de la Division de la production et de la protection des végétaux, et la Section des aliments du bétail de la Division de la santé des animaux et de la production, a évalué les données présentées par la Optimum Quality Grains, L.L.C. relativement aux sous-lignées de soja G94-1, G94-19 et G-168 issues de la transformation de la lignée 260-05. Ces végétaux ont été modifiés pour qu'ils produisent une huile à haute teneur en acide oléique. L'ACIA a établi que ces végétaux à caractères nouveaux (VCN) ne présentent pas de danger pour l'environnement, la sécurité du bétail consommant des aliments issus du VCN et sont essentiellement équivalents aux produits de soja déjà approuvés au Canada comme aliments du bétail.

La dissémination en milieu ouvert des sous-lignées de soja G94-1, G94-19 et G-168 à haute teneur en acide oléique de la Optimum Quality Grains L.L.C. et leur utilisation comme aliments du bétail sont par conséquent autorisées à compter du 10 février 2000. De plus, la dissémination de toute lignée du Glycine max qui descendrait de ces lignées est également autorisée, pourvu qu'aucun autre croisement interspécifique n'ait été effectué, que son utilisation prévue est la même et qu'une caractérisation approfondie ait démontré que ce végétal ne présente aucun autre caractère nouveau et qu'il est essentiellement équivalent au soja actuellement cultivé, sur le plan de son impact potentiel sur l'environnement et de la sécurité des aliments du bétail.

Table des matières

  1. Brève identification du végétal à caractère nouveau (VCN)
  2. Contexte
  3. Description des caractères nouveaux
    1. Haute teneur en acide oléique
    2. Bêta-glucuronidase
    3. Résistance à l'ampicilline
    4. Forte concentration en lysine
    5. Méthode de modification
    6. Stabilité de l'intégration au génome de la plante
  4. Critères d'évaluation du risque environnemental
    1. Possibilité que les VCN se comportent comme des mauvaises herbes pour l'agriculture ou envahissent les milieux naturels
    2. Possibilité de flux génétique vers des espèces sauvages apparentées risquant de produire des hybrides se comportant davantage comme des mauvaises herbes ou possédant une plus grande capacité d'envahissement
    3. Possibilité que les VCN deviennent nuisibles
    4. Impact possible sur les organismes non visés
    5. Impact possible sur la biodiversité
  5. Critères d'évaluation nutritionnelle en vue de l'utilisation comme aliment du bétail
  6. Décisions réglementaires

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

Désignation du VCN : Sous-lignées G94-1, G94-19 et G-168 issues de la transformation de la lignée 260-05

Demandeur : Optimum Quality Grains L.L.C.

Espèce végétale : Glycine max L. (soja)

Caractères nouveaux : Haute teneur an acide oléique

Méthode d'introduction des caractères : Bombardement de particules (biolistique)

Utilisation proposée des VCN : Culture en vue de la production commerciale de variétés de soja au Canada pour l'alimentation animale (surtout de la farine déshuilée grillée et des flocons) et la consommation humaine (surtout de l'huile, des fractions protéiques et des fibres alimentaires). Les lignées ne seront pas cultivées à l'extérieur de la zone de production normale du soja au Canada.

II. Contexte

La Optimum Quality Grains L.L.C. a mis au point les sous-lignées de soja à haute teneur en acide oléique G94-1, G94-19 et G-168, (appelée ci-après sous-lignées de soja à haute teneur en acide oléique), à partir de la transformation de la lignée 260-05. Ce caractère vise à modifier la thermostabilité de l'huile de soja dans des utilisations alimentaires comme la friture. La mise au point de la lignée 260-05 repose sur la technique de recombinaison de l'ADN pour introduire une autre copie du gène GmFad2-1 endogène dans la lignée de soja élite A2396. Ce gène code une delta-12 désaturase propre aux graines responsable de la synthèse d'acides gras polyinsaturés dans les graines en développement. L'insertion d'une deuxième copie du gène GmFad2-1 inactive le gène GmFad2-1 endogène, ce qui diminue la teneur en delta-12 désaturase et provoque une augmentation de la teneur en acide oléique dans les graines. Un deuxième gène, bla (bêta-lactamase), qui confère la résistance à l'ampicilline, a été introduit dans les lignées de soja à haute teneur en acide oléique. Toutefois, ce gène ne possède pas les séquences d'ADN nécessaires à son expression dans les végétaux. Le gène bla était présent dans le plasmide de transformation et a été utilisé comme marqueur pendant le clonage du plasmide dans les cellules bactériennes. Un troisième gène, appelé uidA, codant la bêta-glucuronidase (GUS), a été introduit pour permettre la sélection des cellules végétales qui ont intégré le gène d'intérêt au moyen d'un test visuel simple de détection des tissus dans lesquels il s'exprime.

En même temps que le caractère haute teneur en acide oléique, la lignée 260-05 qui a servi à la transformation devait exprimer des teneurs élevées en lysine dans le tourteau. Pour augmenter la teneur en lysine des graines, la lignée de soja élite A2396 a subi une cotransformation à l'aide d'un deuxième plasmide composé de deux cassettes d'expression génique, une codant un gène marqueur de la résistance à l'ampicilline (bla) et une deuxième codant l'acide dihydrodipicolinique synthase (dapA). Cette enzyme étant insensible à la rétroinhibition par la lysine, son expression dans le soja se traduirait donc par l'accumulation de lysine libre dans les graines. Les sous-lignées transgéniques G94-1, G94-19 et G-168 ne possèdent pas de copie intacte du gène dapA. Le phénotype haute teneur en lysine ne s'exprime donc pas.

La Optimum Quality Grains, L.L.C. a présenté de l'information et des données à l'ACIA sur l'identité de la lignée de transformation 260-05 et des sous-lignées de soja à haute teneur en acide oléique qui en étaient issues, sur la caractérisation moléculaire, une description détaillée de la méthode de modification, de l'information et des données sur la stabilité de l'insertion du gène, ainsi que sur le rôle des gènes introduits et des séquences régulatrices chez les gènes donneurs.

Aux États-Unis, les lignées de soja ont fait l'objet d'essais au champ en milieu confiné dans les États suivants : Indiana, Iowa, Maryland, Michigan, Minnesota et Wisconsin. Au Canada, aucun essai au champ n'a été mené; cependant, les données fournies comprenaient des renseignements obtenus de régions des États-Unis où l'environnement est similaire à celui dans lequel le soja est cultivé au Canada. En 1997, les États-Unis ont approuvé la commercialisation des sous-lignées de soja à haute teneur en acide oléique.

Les qualités agronomiques comme la maturité, le rendement grainier, la hauteur des plantes, les teneurs en huile et en protéines, ainsi que la sensibilité aux maladies ont été comparées à celles de sa contrepartie non modifiée de l'espèce G. max. Sauf la modification intentionnelle de la composition de l'huile, aucune différence importante n'était visible. La comparaison de la morphologie des plantes des sous-lignées transgéniques et de leurs contreparties non modifiées n'a révélé aucune différence. Selon les études d'allergénicité effectuées à l'aide de sérums humains, la teneur en allergène des sous-lignées de soja transgénique et de leurs contreparties non modifiées ne présentait aucune différence importante.

Le Bureau de la biosécurité végétale de la Division de la production et de la protection des végétaux de l'ACIA a examiné les renseignements susmentionnés à la lumière des critères suivants, énoncés dans la directive de réglementation Dir94-08, Critère d'évaluation du risque environnemental associé aux végétaux à caractères nouveaux :

  • possibilité que les VCN se comportent comme des mauvaises herbes pour l'agriculture ou envahissent les milieux naturels;
  • possibilité de flux génétique vers des espèces sauvages apparentées risquant de produire des hybrides se comportant davantage comme des mauvaises herbes ou possédant une plus grande capacité d'envahissement;
  • possibilité que les VCN deviennent nuisibles;
  • impact possible des VCN ou de leurs produits géniques sur des espèces non visées, y compris l'être humain;
  • impact possible sur la biodiversité.

La Section des aliments du bétail de la Division de la santé des animaux et de la production de l'ACIA a elle aussi étudié l'information susmentionnée, à la lumière des critères servant à l'évaluation de l'innocuité et de l'efficacité des aliments du bétail, lesquels critères sont énoncés dans la directive de réglementation Dir95-03 :

  • effets possibles sur le bétail;
  • effets possibles sur la nutrition du bétail.

III. Description des caractères nouveaux

1. Haute teneur en acide oléique

  • Le caractère haute teneur en acide oléique résulte de l'inhibition de l'expression de la delta-12 désaturase endogène du soja spécifique des graines codée par le gène GmFad2-1, obtenue par l'insertion et l'expression d'une copie supplémentaire du gène. L'inactivation du gène GmFad2-1 bloque la conversion de l'acide oléique en acide linoléique, ce qui donne une teneur en acide oléique dans les graines d'environ 80 % par rapport à 20 % environ dans les graines des lignées de soja élite classiques. Des quantités infimes (0,5 %) d'un isomère de l'acide linoléique ont aussi été mesurées. Cet isomère est généralement absent dans l'huile de soja non hydrogénée, mais il est présent à une teneur similaire dans la matière grasse du beurre et dans les huiles végétales partiellement hydrogénées (1-3 %).

2. Expression de la bêta-glucuronidase

  • Le gène uidA, commandant la production de la bêta-glucuronidase (GUS), provient de la bactérie Escherichia coli. L'expression de l'enzyme codée permet de détecter en laboratoire les tissus des végétaux transformés par un test simple de changement de couleur. L'expression du gène était en-deçà de la limite de détection lorsque des sous-lignées de soja à haute teneur en acide oléique ont été mises à l'essai.

3. Résistance à l'ampicilline

  • Le gène de résistance à l'ampicilline (bla) provenant de la bactérie E. coli a été utilisé pour le développement de la séquence génétique servant à produire la lignée de transformation 260-05. Ce gène est aussi présent dans les sous-lignées de soja à haute teneur en acide oléique et ne devait jouer aucun rôle en agriculture.
  • Le gène bla n'est pas fonctionnel car il ne possède pas les séquences régulatrices nécessaires à son expression dans les végétaux. Comme on s'y attendait, l'analyse des sous-lignées de soja à haute teneur en acide oléique a montré que ce gène n'était pas exprimé.

4. Forte concentration en lysine

  • Un gène codant l'acide dihydrodipicolinique synthase (dapA) a aussi été introduit dans la lignée de soja élite A2396. Le gène dapA provient de la bactérie Corynebacterium glutanicum couramment utilisée par l'industrie de la fermentation pour la production d'acides aminés. L'acide dihydrodipicolinique synthase de C. glutanicum est insensible à la rétroinhibition par la lysine; par conséquent, l'expression de cette enzyme dans le soja entraînerait l'accumulation de lysine libre dans les graines.
  • Les sous-lignées de soja à haute teneur en acide oléique G94-1, G94-19 et G-168 issues de la transformation de la lignée 260-05 ne possèdent qu'une copie non fonctionnelle du gène dapA qui ne contient pas les éléments génétiques complets nécessaires à l'expression de la protéine dans la plante. Les données fournies ont montré que l'enzyme n'était pas exprimée dans les sous-lignées de soja à haute teneur en acide oléique et que la concentration de lysine était à l'intérieur des valeurs normales observées chez les cultivars de soja.

5. Méthode de modification

  • La lignée de soja élite A2396 (Asgrow Seed Co.) a été transformée par bombardement de particules, à l'aide de deux vecteurs plasmidiques de E. coli modifiés, l'un contenant les gènes GmFad2-1, bla et uidA et l'autre, les gènes dapA et bla.
  • Les transformants ont été visualisés par l'activité de la bêta-glucuronidase (GUS) et la présence du gène GmFad2-1 a été confirmée par la réaction en chaîne de la polymérase. Plusieurs petits fragments ont été prélevés chez des graines du transformant 260-05 et criblés pour déterminer la composition en acides gras. Les fragments exprimant le caractère ont été sélectionnés et les sous-lignées de soja transgénique ont été cultivées à partir des graines.
  • Il n'y a aucune expression de produit génétique nouveau. Le caractère nouveau des sous-lignées de soja est la haute teneur en acide oléique obtenue par inactivation du gène GmFad2-1 endogène. Les sous-lignées de soja transgénique contiennent des transgènes pour la bêta-glucuronidase (GUS), la résistance à l'ampicilline, ainsi qu'une copie incomplète du gène dapA, mais l'expression de ces gènes ne peut pas être décelée.

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

  • Des gènes ont été insérés dans deux loci (locus A et locus C) des lignées de soja à haute teneur en acide oléique G94-1, G94-19 et G-168. Des gènes ont aussi été insérés dans un troisième locus (locus B) de la lignée originale qui a servi à la transformation 260-05; ce locus a cependant été perdu pendant la multiplication sélective pour obtenir les sous-lignées à haute teneur en acide oléique. Le locus A correspond au locus GmFad2-1 inactivé; il contient deux copies intactes du gène GmFad2-1 ainsi que les séquences régulatrices connexes, une copie intacte du gène uidA (GUS) et les séquences régulatrices connexes, une copie tronquée du gène uidA, et deux copies intactes du gène de résistance à l'ampicilline (bla) avec les séquences régulatrices bactériennes. Le locus C contient une seule copie tronquée du gène dapA. La partie structurale du gène est intacte, mais le promoteur porte une délétion, de sorte qu'aucune protéine n'est exprimée.
  • D'après les données fournies, les phénotypes à haute teneur en acide oléique sont stables pendant huit générations. Elles montrent également la stabilité dans l'environnement du caractère à de nombreux endroits.
  • Les donnée présentées au sujet des sous-lignées à haute teneur en acide oléique provenaient du matériel végétal des générations 4 à 8 de la lignée originale 260-05.

IV. Critères d'évaluation du risque environnemental

1. Possibilité que les VCN se comportent comme des mauvaises herbes pour l'agriculture ou envahissent les milieux naturels.

L'ACIA a évalué les données présentées par la Optimum Quality Grains L.L.C. sur la biologie de reproduction et de survie des sous-lignées de soja à haute teneur en acide oléique. À partir de ces données et renseignements, l'ACIA estime que les caractères morphologiques, la maturité des plantes, le rendement grainier, la résistance aux maladies et aux insectes, ainsi que les caractères qualitatifs, à l'exception de la modification volontaire du profil de l'huile, se situent dans les limites d'expression normalement observées chez les lignées non modifiées de G. max. L'insertion des gènes nouveaux ne procure aucun avantage compétitif dans l'environnement.

D'après les données fournies, l'ACIA estime que les sous-lignées à haute teneur en acide oléique issues de la transformation de la lignée 260-05 ne présentent aucune adaptation au stress. Ces sous-lignées ont été mises à l'épreuve à plusieurs endroits et leur comportement agronomique n'affiche aucune différente importante par rapport aux lignées non modifiées soumises aux mêmes conditions.

Selon le cahier T1-10-96, décrivant la biologie de G. max, les plantes non modifiées de cette espèce ne sont pas des mauvaises herbes et n'envahissent pas les milieux naturels au Canada. Selon les données fournies par la Optimum Quality Grains L.L.C., les sous-lignées à haute teneur en acide oléique ne se sont pas révélées significativement différentes à cet égard de leurs contreparties cultivées selon des techniques classiques dans le cadre d'essais au champ menés aux États-Unis, dans des milieux semblables aux zones de culture normales du soja au Canada. Aucun avantage compétitif n'a été conféré à ces végétaux, et l'huile modifiée ne les a pas transformés en mauvaises herbes. Il est facile de réprimer les plantes spontanées par des moyens mécaniques ou par l'utilisation d'herbicides sur le marché.

À la lumière de ces considérations et du fait qu'aucun caractère nouveau pouvant rendre les lignées transgéniques nuisibles ou envahissantes n'a été intentionnellement introduit, l'ACIA conclut que ces lignées ne risquent pas plus de se comporter en mauvaises herbes ni de devenir envahissantes que les variétés de soja actuellement commercialisées.

2. Possibilité de flux génétique vers des espèces sauvages apparentées risquant de produire des hybrides se comportant davantage comme des mauvaises herbes ou possédant une plus grande capacité d'envahissement

Selon le cahier T1-10-96, décrivant la biologie du soja, cette espèce présente un pourcentage élevé d'autopollinisation et l'hybridation naturelle est en général inférieure à 1 %, ce qui porte à croire que le flux de pollen des plantes de soja cultivé vers les espèces apparentées est minimal. On observe une hybridation naturelle entre le soja cultivé et l'espèce sauvage annuelle Glycine soja. La G. soja n'est pas naturalisée en Amérique du Nord et, bien qu'elle puisse à l'occasion être cultivée dans des parcelles expérimentales, on n'a jamais signalé d'échappées de telles parcelles vers des milieux naturels.

L'ACIA en conclut donc que le potentiel de transfert du caractère de haute teneur en acide oléique par flux génétique entre les lignées transgéniques et les espèces apparentées de soja est négligeable dans des écosystèmes aménagés, et qu'il n'y a aucune possibilité de transfert à des espèces sauvages.

3. Possibilité que les VCN deviennent nuisibles

Les effets souhaités des caractères nouveaux n'ont aucun lien avec la possibilité que le VCN devienne un végétal nuisible et le soja n'est pas une espèce nuisible au Canada (voir le document T1-10-96). En outre, on constate que les caractéristiques morphologiques et les qualités agronomiques des sous-lignées à haute teneur en acide oléique se situent à l'intérieur des limites observées chez les variétés de soja G. max actuellement commercialisées, et que la possibilité qu'elles deviennent nuisibles n'a pas été modifiée par inadvertance. L'ACIA convient donc que la possibilité que le soja à haute teneur en acide oléique devienne nuisible n'a pas été modifiée.

4. Impact possible sur les organismes non visés

Le caractère haute teneur en acide oléique ne vise qu'à modifier la thermostabilité de l'huile de soja utilisée dans les aliments. Les sous-lignées transgéniques ne produisent aucune nouvelle toxine ou allergène par rapport aux lignées non modifiées. Elles ne devraient avoir aucun effet sur les organismes non visés, car aucun gène conférant une résistance aux organismes nuisibles n'a été introduit dans la plante. Les sous-lignées transgéniques ne produisent aucune nouvelle protéine.

Compte tenu de ce qui précède, l'ACIA estime que les lignées transgéniques, si elles étaient disséminées en milieu ouvert, n'auraient pas plus d'impact que les variétés de soja actuellement commercialisées sur les organismes avec lesquels elles auraient des interactions, y compris l'être humain.

5. Impact possible sur la biodiversité

Les lignées transgéniques ne présentent aucun caractère phénotypique nouveau qui puisse en étendre l'usage au-delà de la zone de culture actuelle du soja au Canada. On s'attend à ce que l'impact relatif général sur la biodiversité végétale soit neutre. L'impact sur la biodiversité animale et microbienne devrait aussi être neutre étant donné que le caractère introduit ne devrait pas modifier le métabolisme de la plante de façon à entraîner la production de nouveaux composés.

L'ACIA conclut donc que l'impact possible des lignées transgéniques sur la biodiversité est équivalent à celui des lignées de soja actuellement commercialisées.

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

Les données montrent que le tourteau de soja obtenu à partir de soja à haute teneur en acide oléique est équivalent sur le plan nutritionnel au tourteau de soja classique. Le profil des acides aminés, et la teneur en fibres, en minéraux et en inhibiteur de la trypsine dans le tourteau de soja transgénique ne diffèrent pas du tourteau produit à partir de la lignée parentale. On a observé des différences légères, mais statistiquement significatives, de la teneur en protéines et en matières grasses entre le tourteau de soja transgénique et celui produit à partie de la lignée parentale; toutefois, les valeurs de ces deux nutriments sont à l'intérieur des limites normalement observées dans le tourteau de soja. L'huile de soja et le soja graine entière, bien qu'ils ne soient pas destinés au marché des aliments du bétail, peuvent être mis sur ce marché. La composition en acides gras des graines et de l'huile des lignées transgéniques diffère intentionnellement de celle des graines et de l'huile issues du soja non modifié. Cette différence du profil des acides gras dans les graines et l'huile devrait avoir un effet négligeable sur le tourteau de soja (extraction de l'huile) et sur la ration alimentaire totale dans des conditions normales d'alimentation.

Dans le cadre d'un essai de 17 jours au cours duquel on a servi à des volailles des tourteaux de soja transgénique et des tourteaux de soja témoin, aucune différence de rendement n'a été relevée entre les deux traitements. Les essais menées sur des vaches laitières et des porcs auxquels on a servi du soja graine entière transgénique n'ont révélé aucune différence de rendement. La teneur en matières grasses du lait des vaches auxquelles on a administré du soja graine entière ne présentait aucune différence, mais le profil des acides gras est modifié (intentionnellement) par rapport à celui du lait des vaches qui ont reçu du soja non modifié.

VI. Décisions réglementaires

Après examen des données et des renseignements présentés par la Optimum Quality Grains L.L.C. et après comparaison des lignées transgéniques G94-1, G94-19 et G-168 issues de la transformation de la lignée 260-05 avec sa contrepartie G. max non modifiée, le Bureau de la biosécurité végétale de la Division de la production et de la protection des végétaux de l'ACIA conclut que le caractère nouveau ne devrait conférer aucun avantage écologique voulu ou non voulu aux sous-lignées transgéniques à la suite de leur dissémination en milieu ouvert. Le potentiel de transfert du caractère nouveau à d'autres plantes de soja est négligeable en raison de la biologie de l'espèce. Il n'y a aucune possibilité de transfert aux espèces sauvages au Canada.

En s'appuyant sur les données soumises, la Section des aliments du bétail de la Division de la santé des animaux et de la production de l'ACIA conclut que le caractère nouveau ne soulève en soi aucune crainte quant à l'innocuité ou à la composition nutritionnelle des lignées transgéniques. Le soja et plusieurs de ses produits dérivés figurant actuellement à l'annexe IV du Règlement sur les aliments du bétail, leur utilisation est donc approuvée dans les aliments du bétail au Canada. Comme les graines entières et les plantes se sont avérées, après évaluation, essentiellement équivalentes aux variétés classiques de soja, les sous-lignées à haute teneur en acide oléique et leurs sous-produits sont considérés conformes à la définition actuelle d'ingrédient. Leur utilisation est donc approuvée comme ingrédients pouvant servir à l'alimentation du bétail au Canada.

La dissémination en milieu ouvert des sous-lignées de soja à haute teneur en acide oléique G94-1, G94-19 et G-168 de la Optimum Quality Grains L.L.C. et leur utilisation comme aliments du bétail, sont par conséquent autorisées. De plus, toute lignée de soja Glycine max qui descendrait des lignées G94-1, G94-19 et G-168 est également autorisée, pourvu qu'aucun croisement interspécifique ne soit effectué, que son utilisation prévue soit la même, et qu'une caractérisation approfondie démontre que ce végétal ne présente aucun autre caractère nouveau et qu'il est essentiellement équivalent au soja actuellement cultivé, sur le plan de son impact potentiel sur l'environnement et de la sécurité des aliments du bétail.

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