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par F.B. Peairs*(9/13)

Faits en bref…

  • Le Bacillus thuringiensis (Bt) est une bactérie du sol qui produit des toxines insecticides.
  • Les gènes du Bt peuvent être insérés dans les plantes cultivées pour les rendre capables de produire une toxine insecticide et donc résistantes à certains parasites.
  • Il n’y a pas d’effets néfastes connus sur la santé humaine associés au maïs Bt.
  • Le maïs Bt peut avoir des effets néfastes sur les insectes non ciblés s’ils sont étroitement liés au parasite cible, comme c’est le cas pour le papillon Monarque. Ces effets néfastes sont considérés comme mineurs, par rapport à ceux associés à l’alternative des applications d’insecticides généralisées.

Les nouvelles technologies nous permettent d’améliorer les variétés de cultures en ajoutant des gènes d’autres espèces. Ceci est utile car nous pouvons modifier des traits, tels que la résistance aux insectes, qui pourraient ne pas exister naturellement dans l’espèce cultivée, ou qui pourraient être difficiles à transférer au sein de l’espèce cultivée en utilisant les techniques classiques de sélection végétale. Une application réussie de cette nouvelle technologie est le développement d’hybrides de maïs qui sont résistants à certains insectes nuisibles en raison de l’ajout d’un gène provenant d’une bactérie naturelle du sol.

Bien que ces hybrides de maïs soient très efficaces pour lutter contre les insectes nuisibles, leur utilisation a suscité des inquiétudes. La série suivante de questions et réponses donne un aperçu de ces hybrides de maïs résistants aux insectes et aborde certains des problèmes de santé et d’environnement associés à leur utilisation. La fiche d’information 0.708, Gestion des ravageurs du maïs avec le maïs Bt, traite de l’utilisation de ces hybrides dans la lutte contre les ravageurs.

Questions et réponses

Q : Qu’est-ce que le Bt ?

A : Bt est l’abréviation d’une bactérie commune vivant dans le sol, appelée Bacillus thuringiensis. Le Bt désigne également les produits insecticides fabriqués à partir de ces bactéries.

Q : Où trouve-t-on normalement le Bt ?

A : Le Bt est largement répandu. En plus d’être présent dans de nombreux sols dans le monde, on le trouve également sur les feuilles des plantes et dans les céréales stockées.

Q : Quel est le rapport entre le Bt et les insectes nuisibles ?

A : Certaines souches de Bt tuent les insectes avec des toxines appelées protéines cristallines insecticides ou endotoxines delta. Ce groupe de toxines est considéré comme relativement inoffensif pour les humains et la plupart des espèces non nuisibles. Cependant, d’autres toxines produites par le Bt ont un spectre de toxicité plus large.

Q : Comment l’insecte est-il exposé au Bt ?

A : Les endotoxines delta sont des poisons stomacaux qui doivent être consommés par l’insecte pour être efficaces. Après ingestion, la toxine est activée dans l’intestin moyen très alcalin de l’insecte.

Q : Comment le Bt tue-t-il les insectes ?

A : Les endotoxines Delta paralysent rapidement le système digestif de l’insecte, de sorte que les dommages causés à la plante cessent peu après l’exposition de l’insecte à la toxine. La mortalité peut prendre plusieurs jours, donc les effets des endotoxines delta sont très différents de ce que nous attendons des insecticides conventionnels.

Q : Existe-t-il d’autres types de toxines Bt ?

A : Un autre type de toxines Bt est appelé protéines insecticides végétatives, ou VIP. Les VIP sont également considérées comme relativement sûres pour les espèces non nuisibles, cependant, d’autres classes de toxines produites par Bt ont un spectre de toxicité plus large.

Q : Quels sont les nuisibles contrôlés par Bt ?

A : Différentes souches (environ 600 sont connues) de Bacillus thuringiensis produisent différentes formes d’endotoxines delta – beaucoup sont toxiques pour les chenilles (par exemple, la pyrale du maïs), tandis que d’autres sont toxiques pour les mouches (par exemple, les moustiques) ou les coléoptères (par exemple, la chrysomèle des racines du maïs).

Q : Les insecticides Bt sont-ils nouveaux ?

A : Les insecticides Bt, composés de Bt dormant et d’endotoxine delta, sont disponibles dans le commerce et utilisés en agriculture depuis plus de 30 ans (par exemple, Bactimos, Biobit, Dipel, Javelin, Teknar, Vectobac). Ceux-ci sont principalement utilisés pour lutter contre les chenilles ravageuses de diverses cultures, ainsi que contre les larves de moustiques et de mouches noires.

Q : Le Bt est-il sûr ?

A:Les endotoxines delta et les VIP sont considérées comme beaucoup plus sélectives et plus sûres pour les humains et les organismes non ciblés que la plupart des insecticides conventionnels, car elles s’attaquent à des sites qui ne se trouvent que dans quelques groupes d’insectes. Les insecticides Bt commerciaux sont classés comme étant généralement considérés comme sûrs (GRAS) par l’EPA, et sont approuvés pour la plupart des programmes de certification biologique.

Q : Qu’est-ce que le maïs Bt ?

A : La production de l’endotoxine delta et des VIP est contrôlée par un seul gène dans la bactérie. Une version modifiée de ce gène peut être placée dans des plants de maïs. Les plants de maïs contenant ce gène peuvent produire de l’endotoxine delta ou des VIP et donc être toxiques pour les insectes sensibles à cette forme de la protéine.

Q : Pourquoi utiliser le gène Bt dans le maïs ?

A : Les toxines BT pulvérisées sur les plantes se décomposent rapidement lorsqu’elles sont exposées à la lumière UV. Les toxines BT produites dans la plante sont protégées de la lumière UV. De plus, plusieurs des principaux ravageurs du maïs sont difficiles et coûteux à contrôler avec les insecticides conventionnels, mais sont sensibles aux toxines Bt produites dans les tissus végétaux. La biotechnologie permettant d’insérer dans le maïs des gènes Bt produisant des toxines est disponible.

Q : L’ensemble de la plante de maïs Bt est-elle toxique ?

A : Cela dépend. Deux facteurs, l’événement et le promoteur, contrôlent où les toxines sont produites dans la plante et en quelles quantités. Les différents semenciers utilisent des événements et des promoteurs différents, de sorte que leurs hybrides seront également différents dans les tissus de la plante qui produisent des toxines Bt.

L’événement d’insertion est l’acte physique qui consiste à mettre le gène Bt dans le matériel génétique de la plante de maïs. C’est à ce moment que l’emplacement physique du gène Bt est déterminé (quel chromosome, quelle partie du chromosome, etc). L’emplacement du gène affecte l’endroit de la plante où les toxines sont produites et la quantité de toxine Bt produite. Actuellement, nous ne disposons pas de la technologie nécessaire pour contrôler l’emplacement du gène Bt, de sorte que chaque événement donne lieu à des plantes qui diffèrent par l’endroit et la quantité de toxine produite.

Le promoteur est un commutateur génétique qui indique au gène Bt inséré quand et où produire des toxines Bt. Plusieurs promoteurs différents sont disponibles et le choix du promoteur affecte également l’endroit et la quantité d’endotoxine delta produite dans le plant de maïs, ce qui entraîne des différences entre les hybrides.

Comment puis-je en savoir plus sur le maïs Bt ?

Les informations sur les hybrides spécifiques sont disponibles auprès des marchands de semences et des entreprises de semences. Plusieurs sites web utiles sont:

AgBioForum : The Journal of Agrobiotechnology Management and Economics, www.agbioforum.org/. Il s’agit d’une revue scientifique en ligne consacrée aux questions de biotechnologie agricole.

Ag Biosafety, Université du Nebraska, Lincoln. http://agbiosafety.unl.edu/about.shtml. Ce site est consacré à l’examen des questions actuelles relatives à la biotechnologie des cultures et à la sécurité alimentaire.

Biotechnologie agricole, The Pew Charitable Trusts, www.pewtrusts.org/our_work_detail.aspx?id=442. Ce site héberge des informations élaborées jusqu’en 2007 par The Pew Initiative on Food and Biotechnology.

Base de données sur les cultures génétiquement modifiées. Center for Environmental Risk Assessment (CERA), ILSI Research Foundation, Washington D.C. http://cera-gmc.org/. Il s’agit d’une base de données consultable pour les traits GM, ainsi que d’autres traits nouveaux produits par d’autres méthodes de sélection végétale.

Systèmes d’information pour la biotechnologie (ISB) : A National Resource for Agbiotech Information, Virginia Tech, www.isb.vt.edu/. Ce site fournit des documents et des bases de données consultables relatifs au développement, aux essais et à l’examen réglementaire des plantes, animaux et micro-organismes génétiquement modifiés aux États-Unis et à l’étranger.

Regulating Biopesticides, Agence de protection de l’environnement des États-Unis, www.epa.gov/oppbppd1/biopesticides/. Ce site explique le processus réglementaire pour les biopesticides, y compris les événements liés au maïs Bt.

Le service international pour l’acquisition d’applications agribiotech, www.isaaa.org/kc/. Ce site complet est pro-biotechnologie, mais contient une mine d’informations actualisées, y compris une base de données complète des événements et des traits de culture approuvés.

USDA, National Agricultural Library, Biotechnology information page. www.nal.usda.gov/plants-and-crops/biotechnology-genetics-and-breeding. Ce site contient des liens vers de nombreuses sources d’information sur la biotechnologie agricole.

Q : Combien de sortes de maïs Bt existe-t-il ?

A : Il existe de nombreux hybrides de maïs Bt différents, cependant, chacun ne contient pas plus de quelques-uns des événements décrits ci-dessus.

Q : J’ai entendu dire que le maïs Bt est toxique pour les papillons monarques. Est-ce vrai ?

R : Le stade de chenille du monarque se nourrit d’asclépiade. Des études en laboratoire montrent une certaine mortalité chez les chenilles de Monarque nourries de feuilles d’asclépiade couvertes de pollen de maïs Bt. Il reste à répondre à plusieurs questions avant de pouvoir déterminer le risque pour les papillons monarques.

Q : Les papillons monarques pondent-ils des œufs sur les plants d’asclépiade dans les champs de maïs ou à proximité ?

A : Oui. Les premières indications montrent que davantage d’œufs sont pondus dans les champs de maïs et à proximité de ceux-ci que dans les autres environnements qui ont été étudiés.

Q : La survie des chenilles de monarques est-elle plus faible sur les plants d’asclépiade dans les champs de maïs Bt par rapport aux champs de maïs non Bt ?

R : Non. Il n’y avait pas de différence de survie à plusieurs endroits dans le Midwest et en Ontario. L’exception à cette règle est le maïs Bt transformé avec l’événement 176, maintenant abandonné.

Q : La survie des chenilles de monarques est-elle meilleure lorsque les pyrales du maïs sont contrôlées avec du maïs Bt ou avec des insecticides ?

R : Des études portant à la fois sur le maïs de grande culture et le maïs doux ont montré une survie plus faible des chenilles du monarque dans les champs traités aux insecticides par rapport aux champs non traités plantés d’hybrides de maïs Bt.

Q : Quelle est la dose létale de pollen de maïs Bt pour les chenilles du monarque ?

R : Cela dépend de l’événement. Le pollen le plus toxique est produit par l’événement 176 (qui n’est plus disponible dans le commerce), qui contient 15 à 25 fois plus d’endotoxine delta par grain de pollen que les événements actuellement utilisés. La dose létale (DL50) du pollen de la lignée 176 est d’environ 2500 grains de pollen par pouce carré de feuille d’asclépiade. Aucun effet nocif observable n’a été trouvé à 850 grains (événement 176) par pouce carré de feuille d’asclépiade. Aucun effet aigu n’a été identifié pour le pollen des plantes avec des événements qui sont actuellement disponibles. Cependant, des questions supplémentaires ont été soulevées concernant la toxicité des anthères pour les chenilles monarques et d’autres chenilles non ciblées.

Q : Des doses létales de pollen de maïs Bt se produisent-elles sur les plants d’asclépiade à l’intérieur des champs de maïs Bt ?

A : Les comptes de pollen de maïs Bt à l’intérieur des champs de l’Ontario étaient en moyenne de 500 grains par in2 de feuille d’asclépiade. Les comptes les plus élevés dans cette étude étaient juste en dessous de 2500 grains par in2 de feuille d’asclépiade.

Q : Des doses létales de pollen de maïs Bt se produisent-elles sur les plants d’asclépiade à proximité des champs de maïs Bt ?

A : Le pollen de maïs est relativement lourd et ne voyage pas loin. Les plants d’asclépiade situés à trois pieds des champs de maïs de l’Ontario contenaient en moyenne 180 grains de pollen par in2 de feuille d’asclépiade et les plants d’asclépiade situés à 15 pieds du champ contenaient en moyenne neuf grains de pollen par in2 de feuille d’asclépiade. Les précipitations réduisent considérablement les densités de pollen sur les plants d’asclépiade dans les champs de maïs.

Q : Y a-t-il des effets sublétaux pour les chenilles de monarques qui se nourrissent de pollen de maïs Bt ?

A : On sait peu de choses sur les effets sublétaux tels que la réduction de la croissance ou le retard de développement. Cependant, il a été noté que les chenilles de Monarques consomment moins lorsqu’elles sont nourries de feuilles d’asclépiade contenant du pollen de maïs Bt que lorsqu’elles sont nourries de feuilles propres.

Q : Les chenilles de Monarques se nourrissent-elles de feuilles d’asclépiade pendant la chute du pollen ?

A : Plus il y a de synchronisation entre la chute du pollen et la présence de petites chenilles de Monarques sur l’asclépiade, plus le risque lié au maïs Bt est important. Actuellement, les chercheurs pensent qu’il y a peu de chevauchement entre les deux, mais comme il s’agit d’événements variables influencés par la météo et le lieu, il peut y avoir des situations où ils sont bien synchronisés.

Q : Peut-on faire quelque chose pour protéger le papillon monarque du pollen de maïs Bt dans le Colorado ?

A : La menace pour les monarques dans le Colorado est assez faible car le papillon monarque est rare dans notre État. Là où les Monarques sont plus communs, l’EPA suggère de planter du maïs non Bt comme piège à pollen autour du champ ou de prendre en compte la direction des vents dominants et les emplacements probables de l’habitat des Monarques pour décider où planter le maïs Bt et le maïs non Bt. Ces suggestions serviraient également à minimiser le risque pour d’autres chenilles non ciblées qui pourraient être préoccupantes.

Q : Y a-t-il d’autres insectes qui sont menacés par le maïs Bt ?

A : De nombreuses espèces de chenilles sont présentes dans et autour des champs de maïs pendant la saison de croissance, et pourraient être affectées par le maïs Bt. Ce sera une préoccupation continue au fur et à mesure que de nouveaux événements sont introduits dans le maïs et que d’autres cultures modifiées sont développées.

Une étude du Midwest a montré que les larves de la queue d’hirondelle noire n’étaient pas affectées par le pollen du maïs Bt, mais une autre a indiqué que le pollen de l’événement 176 pourrait avoir des effets sublétaux sur cette espèce. Cependant, l’ensemble détaillé d’études en cours sur le papillon monarque n’a pas été entrepris pour cet insecte.

Q : Est-il vrai que les racines des plants de maïs Bt laissent échapper des endotoxines delta dans le sol ?

A : Oui, cela a été démontré dans plusieurs études de laboratoire. Cependant, les implications pour les divers organismes du sol ne sont pas claires. Le Bt étant une bactérie du sol très commune, il est probable que l’exposition de ces organismes aux toxines du Bt soit courante. Les niveaux de toxines Bt mesurés dans les études en laboratoire étaient au moins 10 fois inférieurs à ceux qui provoquent des effets observables chez d’importants organismes du sol tels que les vers de terre et les collemboles.

Q : L’alternative au maïs Bt semble être l’utilisation d’insecticides conventionnels. Lequel est le plus nocif pour les insectes non ciblés, comme le papillon monarque ?

A : Les résultats des études sur les effets non ciblés indiquent que les risques sont relativement faibles. De plus, des millions d’acres de forêts ont été traités contre la spongieuse et d’autres parasites avec des insecticides Bt au cours des 30 dernières années, avec peu d’effets documentés sur les espèces non ciblées. En revanche, les dangers des insecticides conventionnels pour de nombreuses espèces d’insectes non ciblées sont très bien documentés.

Q : Le maïs Bt affectera-t-il d’autres insectes, comme les ennemis naturels (prédateurs et insectes parasites) ?

A : C’est une question compliquée en raison des nombreuses espèces concernées. Il y a au moins trois effets importants. L’utilisation d’insecticides est diminuée par l’utilisation de maïs Bt si les principaux ravageurs sont sensibles aux toxines Bt, donc les ennemis naturels seront moins affectés par l’exposition à ces produits chimiques. C’est probablement l’effet le plus significatif.

Deuxièmement, puisque le ravageur cible est essentiellement éliminé de la culture par la toxine Bt, tout ennemi naturel qui dépend du ravageur pour se nourrir sera affecté négativement. Bien que cela soit possible, les avantages de l’élimination du ravageur en termes de protection des cultures sont probablement plus importants que la perte de contrôle fournie par l’ennemi naturel. En outre, la lutte biologique est souvent le résultat des actions d’un complexe d’espèces d’ennemis naturels, de sorte que le bénéfice global de l’ennemi naturel peut ne pas être grandement affecté.

Enfin, les ennemis naturels qui se nourrissent de ravageurs qui ont ingéré la toxine Bt peuvent être affectés négativement par la toxine. Cette interaction a été démontrée, cependant, on pense que les effets négatifs sur les ennemis naturels sont relativement mineurs.

Q : J’ai entendu dire que le maïs Bt est une menace pour la santé car il provoque des réactions allergiques chez certaines personnes. Est-ce vrai ?

A : Certaines plantes transgéniques expérimentales ont provoqué des réactions allergiques. L’EPA exige plusieurs tests d’allergènes alimentaires dans le cadre du processus d’enregistrement des cultures transgéniques contenant des substances pesticides. Le premier test mesure la durée de survie de l’allergène potentiel dans un environnement acide. Des temps de survie plus longs indiquent une plus grande probabilité de survivre au processus de digestion et d’être absorbé dans la circulation sanguine, ce qui constitue la première étape de l’allergénicité alimentaire.

Les endotoxines delta et les VIP produites par les événements actuellement disponibles sont toutes rapidement décomposées dans l’estomac et ne sont donc pas des allergènes alimentaires potentiels.

Q : Les cultures Bt ont-elles d’autres effets connus sur la santé humaine ?

A : Une étude ontarienne a détecté l’endotoxine delta Cry1Ab dans le sérum sanguin de femmes enceintes, de leurs fœtus et de femmes non enceintes. Cependant, la signification de cette observation pour la santé est inconnue.

Q : Le pollen du maïs Bt présente-t-il d’autres risques ?

A : Oui. Le pollen de maïs Bt peut contaminer les cultures adjacentes de maïs non Bt. Cela peut être un problème si le ou les événements de ce pollen ne sont pas approuvés pour le commerce international. Cela peut également être un problème pour les producteurs certifiés biologiques. Planter à au moins 150 pieds de distance évitera la plupart de ces problèmes dans les conditions du Colorado.

Remerciements

Je tiens à remercier Gary Hein, Université du Nebraska, Scottsbluff ; Jerry Alldredge, Assefa Gebre-Amlak, Bruce Bosley, Randy Buhler, Pat Byrne, Jerry Johnson, Ron Meyer, Stan Pilcher, Elaine Roberts et John Shanahan, tous de l’Université d’État du Colorado ; et Phil Sloderbeck, Kansas State University, Garden City, pour avoir lu et commenté les versions antérieures.

* F.B. Peairs, entomologiste de vulgarisation et professeur, sciences bioagricoles et gestion des ravageurs. 6/02. Révisé le 9/13.

L’Université d’État du Colorado, le ministère de l’Agriculture des États-Unis et les comtés du Colorado coopèrent. Les programmes de Cooperative Extension sont accessibles à tous sans discrimination. Aucune approbation des produits mentionnés n’est voulue et aucune critique n’est implicite à l’égard des produits non mentionnés.

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