On s'intéresse ici au cas du maïs Bt, une variété de maïs génétiquement modifiée conçue pour résister aux chenilles du papillon Helicoverpa zea.
Le ver de l'épi de maïs, un ravageur
La chenille du papillon Helicoverpa zea est responsable de la destruction des cultures de maïs. Les larves creusent des galeries dans l'épi et causent sa mort. Cette espèce est sensible à une toxine insecticide d'origine bactérienne (bactérie « Bt »).
© Cyndy Sims Parr via Flickr
Méthode de production du maïs Bt
Le maïs Bt est une variété de maïs génétiquement modifiée produisant une toxine insecticide, grâce à l'expression d'un gène d'origine bactérienne introduit par transgénèse. Ainsi, la chenille de Helicoverpa zea ne peut pas se développer sur les épis. La production de cette variété de maïs nécessite une intense sélection clonale.
Principe du canon à gène
Le gène d'intérêt est d'abord inséré dans un plasmide, dont de nombreuses copies sont produites. Des microbilles de tungstène sont ensuite recouvertes de ces plasmides, puis déposées sur un support mobile à l'intérieur du canon. Des cellules végétales en culture sont positionnées en bas de la chambre de bombardement.
La chambre est mise sous vide, puis un gaz est injecté au niveau du canon et se retrouve bloqué par un disque de rupture. Celui-ci se tend puis se perce soudainement à cause de la pression. L'air se retrouve ainsi expulsé contre le support mobile qui catapulte les microbilles à grande vitesse sur les cellules végétales. Certaines microbilles rentrent à l'intérieur des cellules et de leur noyau, et les plasmides qu'elles portent ont alors la possibilité de s'intégrer aléatoirement au sein de leur génome.
Quelle méthode est employée ici pour combattre la destruction des cultures de maïs par les chenilles Helicoverpa zea ?
Ici, une nouvelle variété de maïs génétiquement modifiée exprimant un gène bactérien a été produite par transgénèse (document 2). Le maïs obtenu produit une toxine à laquelle est sensible la chenille, qui ne peut plus se nourrir des épis (document 1).
Comment peut-on qualifier le génotype des plants de maïs Bt ?
D'après le document 2, les plants de maïs Bt sont très similaires génétiquement. À l'origine, un très petit nombre de cellules végétales ont correctement intégré puis exprimé le transgène, et un nombre limité de plants parents ont été utilisés pour produire les graines semées dans les champs. Une forte sélection clonale a été utilisée, la diversité génétique des plants de maïs Bt est très faible.
Quel est l'élément qui est inséré dans le génome ?
D'après le document 3, c'est le plasmide tout entier qui se retrouve inséré dans le génome. Comme le transgène est porté par le plasmide, il se retrouve par la même occasion intégré au sein du génome. Il est extrêmement rare que seul le transgène soit intégré au génome. La toxine insecticide sera produite suite à l'expression du transgène.
Quelle quantité de plasmide reçoit chaque cellule végétale ?
La quantité de plasmides portés par chaque bille est aléatoire, de même que la quantité de billes reçues par chaque cellule. Ainsi, certaines cellules reçoivent une grande quantité de plasmides, tandis que d'autres n'en reçoivent pas.
Vrai ou faux ? Une cellule portant le transgène permet toujours d'obtenir un plant transgénique résistant à la chenille.
Faux. Si les cellules ont incorporé le plasmide au sein de leur génome, elles n'expriment pour autant pas toujours le transgène qu'il porte. En effet, la cellule peut être trop endommagée et ne pas survivre, mais elle peut également porter le transgène dans une région de son génome qui n'est pas exprimée. Ainsi, certains plants peuvent posséder une ou plusieurs copies du transgène mais ne produisent pas la toxine insecticide (document 2).