INRA-CNRS

Les cultures de maïs transgénique produisant des toxines de Bacillus thuringiensis (Bt), ont pour cible principale un papillon, la pyrale du maïs. Ces cultures impliquent une surveillance de l'apparition éventuelle d'insectes résistants à la toxine Bt. La stratégie haute dose-refuge (HDR), obligatoire aux Etats-Unis et en discussion en Europe, a pour but d'éviter l'apparition de cette résistance, en favorisant le brassage génétique chez les insectes. Des chercheurs1 de l'INRA et d'un laboratoire CNRS-Université Toulouse III ont étudié l'accouplement et la dispersion des pyrales. Ils montrent que certaines s'accouplent avant la dispersion, à une échelle très locale. Le brassage génétique est alors plus restreint qu'attendu, ce qui pourrait réduire l'efficacité de la stratégie HDR dans certaines circonstances. Ces résultats sont publiés dans la revue "PLoS Biology" du 30 mai 2006.

Les cultures génétiquement modifiées de maïs produisant des toxines de Bacillus thuringiensis - ou cultures " Bt " - sont de plus en plus cultivées à l'échelle mondiale. Ces toxines, produites dans les tissus de la plante, les protègent contre les insectes qui s'en nourrissent. Ces mêmes toxines, cette fois produites directement par le B. thuringiensis et non par une plante, sont aussi utilisées comme insecticides conventionnels et figurent dans la liste des insecticides autorisés en agriculture biologique. L'utilisation des cultures Bt à grande échelle risque d'entraîner la sélection de résistances chez les insectes, ce qui rendrait à terme, ces cultures transgéniques, et plus généralement l'usage de ces toxines, inefficaces.

La mise en place d'une stratégie haute dose-refuge (HDR) dont le but est d'éviter ou de retarder dans le temps l'apparition de ces résistances, est obligatoire aux Etats-Unis et en discussion en Europe. La stratégie HDR demande, notamment, une cohabitation entre les parcelles de cultures Bt et de cultures conventionnelles exemptes de toxines de Bt - dites " zones  refuges ". Les parcelles des deux types doivent être suffisamment proches pour assurer le brassage génétique entre les insectes résistants - qui seraient éventuellement sélectionnés dans les parcelles de cultures Bt - et les insectes sensibles - préservés dans les zones refuges. Bien entendu, ce brassage dépend aussi des capacités de dispersion des insectes et de l'ordre chronologique dans lequel se déroulent l'accouplement et la dispersion.

La pyrale du maïs (Ostrinia nubilalis), un papillon dont les chenilles infestent parfois massivement le maïs, est la cible de plusieurs variétés transgéniques " Bt ". Des études récentes ont montré que les mâles et les femelles de ce ravageur sont capables de se disperser sur plusieurs centaines de mètres, justifiant - a posteriori - la distance maximale, imposée depuis 2000 par la législation américaine, de 800 mètres entre les parcelles de maïs Bt et les zones refuges. Toutefois, ces études n'indiquaient pas dans quel ordre se déroulent typiquement l'accouplement et la dispersion. Or, le brassage génétique est moindre si les insectes de chaque catégorie - résistants ou sensibles - s'accouplent localement, les résistants avec les résistants et les sensibles avec les sensibles, avant de se disperser (même sur de longues distances), que si les deux catégories commencent leur vie adulte par une phase de dispersion, puis s'accouplent indifféremment avec des individus, migrants ou résidents, de n'importe laquelle des deux catégories.

Pour mieux connaître les habitudes d'accouplement et de dispersion des pyrales, des chercheurs de l'INRA et d'un laboratoire CNRS-Université Toulouse III, ont étudié leur comportement dans une configuration spatiale identique à celle mise en place dans la stratégie HDR. Ils ont relâché et capturé des papillons dans des champs de maïs conventionnel français en 2004 et 2005. Il s'agissait de pyrales du maïs ne présentant pas de résistance aux toxines produites par les maïs Bt, aucune n'ayant été observée à ce jour.

Les chercheurs ont observé que les mâles immigrants venus d'autres parcelles ont autant de chances de féconder une femelle vierge avant qu'elle ne se disperse que les mâles résidents issus de la même parcelle que cette femelle. Cette observation valide - tout au moins pour les mâles - l'une des hypothèses de la stratégie HDR, puisque l'accouplement au hasard favorise le brassage génétique chez les papillons. Mais ils ont également découvert que des papillons mâles et femelles s'accouplent régulièrement avant dispersion. Ainsi, une part importante (jusqu'à 57% des femelles) des pyrales nouvellement écloses s'accouple à une échelle très locale, dans le champ même ou les bordures des champs dans lesquels elles émergent, avant de s'envoler.

Les résultats de cette étude indiquent que dans la stratégie HDR - telle qu'elle est mise en place à l'heure actuelle aux Etats-Unis -, le brassage génétique entre les pyrales résistantes - qui pourraient être sélectionnées dans des parcelles de maïs Bt - et les pyrales sensibles - issues des zones refuges - risquerait d'être plus restreint qu'on ne l'imaginait jusqu'à présent. Ceci pourrait réduire l'efficacité de la stratégie HDR, tout au moins dans certaines configurations de rotation des cultures.

Source : Dalecky A, Ponsard S, Bailey RI, Pélissier C, Bourguet D (2006) Resistance evolution to Bt crops: Predispersal mating of European corn borers. PLoS Biol 4(6): e181.
DOI: 10.1371/journal.pbio.0040181
en libre accès sur http://biology.plosjournals.org