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DD96-14 : Détermination de la sécurité environnementale associée au cotonnier (Gossypium hirsutum L.) Bollgard résistant aux insectes

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Distribué : 1995-05

Le présent document de décisions vise à expliquer la décision réglementaire prise conformément à la directive Dir95-03, Lignes directrices relatives à l'évaluation des végétaux à caractères nouveaux utilisés comme aliments du bétail, et à la directive Dir94-08, Critères d'évaluation du risque environnemental associé aux végétaux à caractères nouveaux.

L'Agence canadienne d'inspection des aliments, plus précisément la Section des aliments du bétail, de la Division des produits végétaux, avec la participation de l'Unité d'évaluation des risques phytosanitaires d'ACIA et les conseils du Bureau de biotechnologie végétale d'ACIA, a évalué les données présentées par la société Monsanto Canada à l'égard de certaines lignées de cotonnier. Ces lignées ont été modifiées par l'insertion de gènes leur conférant une résistance à certains lépidoptères nuisibles, dont le ver de la capsule du cotonnier, la noctuelle verdoyante et le ver rose de la capsule du cotonnier, et une résistance à la kanamycine, comme marqueur de sélection. ACIA a établi que les aliments du bétail dérivés de ces végétaux à caractères nouveaux ne devraient pas présenter de risques pour l'environnement ni menacer l'innocuité des aliments du bétail.

L'utilisation comme aliment du bétail des graines et du tourteau provenant des lignées 531, 757 et 1076 de cotonnier BollgardMC ainsi que des autres lignées de Gossypium hirsutum qui en seraient issues, pourvu qu'aucun autre caractère nouveau ne leur soit incorporé, est par conséquent autorisée.

Table des matières

  1. Brève identification des végétaux à caractères nouveaux (VCN)
  2. Données de base
  3. Description des caractères nouveaux
    1. Résistance aux lépidoptères
    2. Résistance à la kanamycine
    3. Méthode de développement
    4. Stabilité de l'intégration au génome de la plante
  4. Critères d'évaluation de la sécurité environnementale
    1. Possibilité que les VCN deviennent des mauvaises herbes pour l'agriculture ou envahissent des habitats naturels
    2. Possibilités de flux génétique vers des espèces sauvages apparentées risquant de produire des hybrides se comportant davantage en 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
    6. Possibilité que les lépidoptères acquièrent une résistance aux VCN
  5. Évaluation nutritionnelle comme aliment du bétail
    1. Facteurs antinutritionnels
    2. Composition nutritionnelle des VCN
  6. Décision réglementaire

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

Désignation des VCN : Lignées 531, 757 et 1076 de cotonnier BollgardMC

Demandeur : Monsanto Canada

Espèce végétale : Cotonnier (Gossypium hirsutum L.)

Caractères nouveaux : Résistance à certains lépidoptères ravageurs (ver de la capsule du cotonnier, noctuelle verdoyante et ver rose de la capsule du cotonnier); résistance à la kanamycine (antibiotique).

Méthode d'introduction des caractères : Transformation au moyen de l'Agrobacterium tumefaciens

Utilisation proposée des VCN : Production de coton, de graine de coton, de tourteau de coton comme aliment du bétail et d'huile de coton pour la consommation humaine. Les VCN seront cultivés à l'extérieur du Canada, dans les zones habituelles de production de coton. La graine et le tourteau seront importés au Canada uniquement pour l'alimentation du bétail.

II. Données de base

La société Monsanto a créé trois lignées de cotonnier résistantes aux larves des lépidoptères ravageurs particuliers à cette culture. Ces lignées 531, 757 et 1076, collectivement appelées « cotonnier BollgardMC » dans le présent document, constituent une façon nouvelle de lutter contre le ver de la capsule du cotonnier, ou ver de l'épi du maïs (Heliothis zea), la noctuelle verdoyante (Heliothis virescens) et le ver rose de la capsule du cotonnier (Pectinophora gossypiella), ce qui permettrait de réduire l'utilisation des insecticides chimiques foliaires.

La création des lignées BollgardMC, basée sur la technique de l'ADN recombinant, résulte de l'insertion de deux gènes bactériens dans la variété Coker 312. Un de ces gènes code une protéine ayant un effet insecticide sur les larves des lépidoptères. L'autre gène, qui confère une résistance à un antibiotique, la kanamycine, ne présente aucun intérêt agronomique : il a seulement servi, pendant la mise au point des VCN, à distinguer les sujets modifiés des sujets non modifiés.

Les lignées BollgardMC ont fait l'objet d'essais au champ dans 175 localités des États-Unis, réparties dans 14 États. Leur commercialisation a fait l'objet d'une approbation complète dans ce pays. Par ailleurs, Santé Canada a établi que l'huile de coton provenant de ces lignées est essentiellement équivalente de celle produite à partir des cotonniers déjà commercialisés (décision du 19 avril 1996).

La Monsanto a décrit en détail la méthode de transformation utilisée et fourni des données sur l'identité des lignées BollgardMC, sur les sites d'insertion des gènes, sur les nombres de copies, sur le degré d'expression des gènes dans la plante ainsi que sur le rôle des gènes insérés et des séquences régulatrices chez les organismes donneurs. Elle a également produit les séquences nucléotidiques complètes. Les protéines nouvelles ont été identifiées, caractérisées et comparées aux protéines bactériennes originales, notamment sur le plan de leur toxicité potentielle pour le bétail et pour les organismes non visés, une attention particulière étant accordée aux arthropodes utiles. La Monsanto a également fourni copie des publications scientifiques pertinentes.

Certaines caractéristiques agronomiques des VCN, comme le rendement, la taille des capsules, la vigueur des plants, la croissance, la morphologie, la germination et la floraison, ont été comparées à celles des contreparties de cotonnier non modifiées. On a également évalué la capacité d'adaptation des VCN au stress et notamment leur sensibilité à divers ravageurs et à divers pathogènes. Certaines caractéristiques technologiques de la fibre, comme l'indice micronaire, la longueur, la résistance et l'allongement, ont été comparées à celles des contreparties. La variabilité observée se situait dans les limites de la variabilité naturellement présente chez les cotonniers et n'a pas été jugée imputable aux gènes nouveaux.

La Monsanto a aussi fourni des données visant à montrer que la graine et le tourteau provenant du cotonnier BollgardMC conviennent à l'alimentation du bétail. Elle a également produit une analyse immédiate des teneurs en protéines brutes, en lipides bruts, en fibres brutes, en cendres et en énergie brute de ces produits.

Comme le cotonnier résistant aux insectes ne sera pas cultivé au Canada, la Monsanto n'aura pas à produire une stratégie de gestion de la résistance des ravageurs.

La Section des aliments du bétail a passé en revue les renseignements qui précèdent, avec la participation de l'Unité d'évaluation des risques phytosanitaires d'ACIA et les conseils du Bureau de biotechnologie végétale. Pour évaluer le risque environnemental associé aux aliments du bétail dérivés de ces végétaux à caractères nouveaux et déterminer s'ils conviennent à l'alimentation des animaux de ferme, on a utilisé les critères suivants, décrits dans les directives de réglementation Dir94-08 et Dir95-03 :

III. Description des caractères nouveaux

1. Résistance aux lépidoptères

2. Résistance à la kanamycine

3. Méthode de développement

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

IV. Critères d'évaluation du risque environnemental

1. Possibilité que les VCN deviennent des mauvaises herbes pour l'agriculture ou envahissent des habitats naturels

Le cotonnier (Gossypium hirsutum) appartient à la famille des Malvacées. Cette espèce est vivace mais se cultive comme une annuelle. Aux États-Unis, la zone de culture s'étend principalement, vers le sud et l'ouest, depuis la Virginie jusqu'à la Californie. Le cotonnier n'est pas considéré comme une mauvaise herbe dans les régions où on le cultive. Il n'est pas cultivé au Canada, car il ne peut s'adapter aux conditions écologiques qui caractérisent ces latitudes.

Les lignées BollgardMC ne présentent aucun nouveau gène leur conférant spécifiquement une tolérance au froid ou une capacité de survie hivernale. D'ailleurs, elles ne seront cultivées dans aucune région du Canada.

Étant donné les caractéristiques biologiques du G. hirsutum, décrites dans la demande, les sujets non modifiés de cette espèce ne peuvent envahir les habitats sauvages au Canada. Selon les renseignements fournis par la Monsanto, les lignées BollgardMC ne sont pas différentes de leurs contreparties à cet égard.

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

Le pollen du cotonnier est lourd et collant, et la fécondation croisée requiert normalement des insectes pollinisateurs, comme les bourdons et l'abeille domestique. Comme la plante est normalement autofécondée, la gamme des croisements naturels entre cotonniers est très limitée.

Les cotonniers sauvages (G. barbadense et G. tomentosum) ne sont présents que dans les régions arides des zones tropicales et subtropicales. Il n'existe au Canada aucune espèce sauvage apparentée qui s'hybride naturellement avec le G. hirsutum. En conséquence, ACIA conclut qu'un flux génétique depuis les lignées BollgardMC vers des espèces apparentées ne peut se produire au Canada.

3. Possibilité que les VCN deviennent nuisibles

L'effet recherché au moyen des deux caractères nouveaux n'a aucun lien avec le fait que les VCN puissent devenir des mauvaises herbes, sans compter que le cotonnier n'est pas une espèce nuisible au Canada. En outre, les caractéristiques agronomiques des lignées BollgardMC se sont révélées semblables à celles des variétés de cotonnier actuellement commercialisées. Leur sensibilité aux maladies telles que la brûlure bactérienne, la pourriture des capsules, la fusariose, la phymatotrichose et la verticilliose est également demeurée la même. On peut donc conclure que la possibilité que ces lignées deviennent nuisibles n'a pas été modifiée par inadvertance.

ACIA considère donc que les lignées BollgardMC ne démontrent aucun potentiel de devenir nuisibles.

4. Impact possible sur les organismes non visés

Parmi les dix espèces d'insectes visées par les essais, les quatre espèces lépidoptères ont été les seuls touchés par la protéine de B.t.k. HD-73. Ce sont le ver de l'épi du maïs, la noctuelle verdoyante, le sphinx du tabac et la pyrale du maïs. Les essais ont également porté sur six espèces non visées appartenant aux Coléoptères, aux Diptères, aux Orthoptères et aux Homoptères : l'anthonome du cotonnier, la chrysomèle méridionale des racines du maïs, le doryphore de la pomme de terre, le moustique de la fièvre jaune, la blatte germanique et le puceron vert du pêcher. On a également étudié la toxicité alimentaire de la protéine bactérienne sur certains insectes utiles, l'abeille domestique, la coccinelle, les larves de chrysope et les guêpes parasites. Aucun effet n'a été observé chez les insectes non visés, malgré des concentrations cent fois plus élevées que celles utilisées contre les insectes visés.

Des études de courte durée sur la toxicité orale aiguë de la protéine insecticide ont été menées sur des souris albinos et des colins de Virginie. Les souris ayant ingéré la dose la plus élevée (4,300 mg/kg de poids corporel) ne présentaient aucun effet observable après 8 jours. De même, les colins ayant ingéré une dose de 100,000 mg/kg de graine de coton crue n'ont subi aucun effet observable. L'examen d'un recueil d'études publié par la United States Environmental Protection Agency (1988) révèle que des doses massives simples ou multiples de protéine de B.t.k. administrées sur des périodes allant jusqu'à deux ans n'ont eu aucun effet sur divers animaux de laboratoire. Ces résultats étaient prévisibles, puisque les protéines nouvelles sont rapidement inactivées par les liquides simulant les sucs gastriques des mammifères, par dégradation enzymatique et protéolyse acide. Les protéines produites par les lignées BollgardMC se sont révélées équivalentes à celles produites naturellement par le B.t.k., bactérie commune dans les sols.

À la lumière de ces renseignements, ACIA estime que l'utilisation des lignées BollgardMC, en comparaison avec les variétés actuellement commercialisées de cotonnier, n'aurait pas de répercussions pour l'être humain et pour les autres espèces ayant des interactions avec le G. hirsutum, mis à part les chenilles des lépidoptères sensibles.

5. Impact possible sur la biodiversité

Les lignées BollgardMC ne présentent aucune caractéristique phénotypique nouvelle qui puisse en étendre l'utilisation au Canada depuis les zones actuelles de culture du cotonnier. Comme cette plante ne s'hybride au Canada avec aucune espèce sauvage apparentée, aucun caractère nouveau ne sera transféré dans les milieux sauvages. En conséquence, ACIA conclut que les lignées BollgardMC n'auront aucun impact sur la biodiversité.

6. Possibilité que les lépidoptères acquièrent une résistance aux VCN

Cependant, comme aucune des lignées BollgardMC ne sera cultivée au Canada, le risque d'apparition d'une résistance sur le terrain est négligeable. Il existe une mince possibilité que des chenilles se nourrissant de graine de coton entreposée acquièrent une résistance à la protéine insecticide, mais aucun de ces insectes ne s'attaque aux cultures, et les insecticides à base de B.t. ne sont normalement pas utilisé contre ces ravageurs.

V. Évaluation nutritionnelle comme aliment du bétail

1. Facteurs antinutritionnels

La graine de coton renferme un grand nombre de facteurs antinutritionnels, et la graine crue ne convient pas à l'alimentation des animaux monogastriques. La transformation de la graine permet cependant de diminuer sa teneur en toxines endogènes et d'en faire un tourteau convenant à l'alimentation du bétail. Chez les trois lignées modifiées, la teneur en gossypol, en anthocyanes, en flavonoïdes et en tannins se situait dans les limites acceptables pour le cotonnier et à l'intérieur des valeurs observées chez les témoins. De même, la teneur en acides gras cyclopropénoïdes et en acides malvalique, sterculique et dihydrosterculique se situait dans les limites normales pour le cotonnier. Chez les lignées 757 et 1076, la teneur en aflatoxine se situait à l'intérieur des valeurs observées chez les témoins; dans le cas du champ d'essai situé en Arizona, la lignée 531 présentait une teneur significativement plus basse en aflatoxine, sans doute à cause des dégâts moindres causés par le ver rose de la capsule chez les sujets modifiés. La graine de coton provenant de cette région et des autres secteurs où le ver rose de la capsule est un ravageur important est souvent impropre à l'alimentation du bétail, à cause de sa teneur élevée en aflatoxine.

2. Composition nutritionnelle des VCN

Dans quatre des six terrains d'essais situés aux États-Unis, la graine produite par les trois lignées modifiées s'est avérée essentiellement équivalente à celle provenant de la lignée témoin (Coker 312), quant sa teneur en protéines, en huile, en glucides et en cendres. La graine de la lignée 1076 renfermait un peu plus de glucides et un peu moins d'huile que celle de la lignée témoin, mais dans les deux cas la teneur se situait dans les limites normales pour la graine de coton. Certaines différences ont été observées entre les variétés en ce qui concerne le profil des acides gras, mais ces écarts ne présentaient aucune cohérence et ne pouvaient être imputés au caractère nouveau. La teneur en acides gras se situait dans les limites normales mentionnées dans les publications à l'égard de la graine de coton. Des analyses supplémentaires ont été effectuées sur des échantillons composites de produits de la graine de coton (tourteau cru, tourteau grillé, amande de la graine et huile raffinée) provenant de chaque lignée, et leur composition s'est révélée semblable à celle des produits provenant de la lignée témoin. Un essai alimentaire de quatre semaines, effectué sur des rats, n'a permis de relever aucune différence sur le plan du gain de poids entre le régime comprenant 10 % de tourteau cru provenant de la lignée 531 et le régime renfermant une proportion équivalente de tourteau provenant de la lignée C312.

Il semble donc que le caractère nouveau qu'on a introduit chez le G. hirsutum pour produire le cotonnier BollgardMC n'aura aucun effet secondaire sur la composition et la valeur nutritive du cultivar.

VI. Décision réglementaire

Après examen des données et des renseignements présentés par la société Monsanto et après comparaison détaillée des lignées de cotonnier BollgardMC avec des contreparties non modifiées, la Section des aliments du bétail de la Division des produits végétaux conclut que les gènes nouveaux et les caractères correspondants ne soulèvent en soi aucune crainte quant à l'innocuité ou à la valeur nutritive des lignées BollgardMC. La graine de coton et le tourteau de coton figurent actuellement à l'Annexe IV du Règlement sur les aliments du bétail. Leur utilisation est donc approuvée pour l'alimentation du bétail au Canada. Comme le cotonnier BollgardMC a été déclaré, après évaluation, essentiellement équivalent aux variétés classiques de cotonnier sur le plan de l'innocuité et de la valeur nutritive, elles et leurs produits sont considérés comme conformes à la définition actuelle d'ingrédient, et leur utilisation en cette qualité dans les aliments du bétail est approuvée au Canada. Par ailleurs, comme aucune des lignées BollgardMC ne sera cultivée au Canada et que la graine du cotonnier ne peut survivre à l'hiver dans ce pays, la dissémination de l'aliment du bétail (tourteau ou graine de coton) dans l'environnement n'aurait aucun effet, intentionnel ou non.

L'utilisation comme aliment du bétail des lignées 531, 757 et 1076 de cotonnier BollgardMC ainsi que des autres lignées qui en seraient issues, pourvu qu'aucun autre caractère nouveau ne leur soit incorporé, est par conséquent autorisée.

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