Chapitre 7 - les biotechnologies en phytoprotection

Question 1

Distinguez :
- cisgenèse
- intragenèse
- trangenèse

Answer 1

introduction d’un gène dans un organisme
1. le gène provient d’un autre organisme sexuellement compatible
Gène intact = cisgenèse
Gène modifié = intragenèse

2. le gène provient d’un organisme étranger non sexuellement compatible = transgenèse

Question 2

Distinguez édition génomique et introduction de gènes

Answer 2

ÉDITION GÉNOMIQUE
- modification d’un endroit spécifique de l’ADN d’un organisme : ajout/modification/enlever 1 gène)

INTRODUCTION DE GÈNES
- introduction d’un gène dans un organisme

Question 3

Décrire les 4 étapes de l’édition génomique

Answer 3

1. identification de la séquence de nucléotide responsable du caractère à modifier
2. détermination de la transformation à faire
3. création de l’outil servant à la modification (mutagenèses dirigées) - oligonucléotides, nucléases
4. introduction de l’outil dans la cellule végétale

Question 4

Expliquer le principe de la mutagenèse dirigées par des
- oligonucléotide

Answer 4

OLIGONUCLÉOTIDES
- utilisation d’un bout d’ADN synthétisé en laboratoire (oligonucléotide) pour induire une mutation ponctuelle ciblée
- synthèse de l’oligonucléotide
- insertion dans la cellule pour faire la modification

Question 5

Expliquer le principe de la mutagenèse dirigées par des
- nucléases

Answer 5

NUCLÉASES
principes:
- construire un outil permettant de reconnaitre et de couper la séquence d’ADN préalablement identifiée
- insérer l’outil dans la cellule pour procéder à la modification: reconnaissance, coupure, réparation

• enzymes qui permettent de couper l’ADN au milieu de la chaîne

4 types:
- méganucléases
- nucléases à doigt de zinc
- TALENs
- CRISPR-Cas

Question 6

Décrire pour la mutagenèse des nucléases ce type:
- méganucléase

Answer 6

ciseaux moléculaires qui reconnaissent des séquences de gènes spécifiques d’une longueurs de 20-30 paires

Question 7

Décrire pour la mutagenèse des nucléases ce type:
- nucléase à doigt de zinc

Answer 7

• protéines artificielles tridimensionnelles composées de peptides qui reconnaissent une séquence d’ADN et d’une nucléase qui coupe un brin d’ADN

Question 8

Décrire pour la mutagenèse des nucléases ce type:
- TALENs

Answer 8

construction relativement complexe, doivent aussi être utilisées en paire, coupure avec une endonucléase,

capacité de reconnaissance et de fixation d’une séquence d’ADN, se fai au moyen d’une combinaison de 4 peptides, chaque peptide reconnaît un nucléotide en particulier, l’agencement de ces peptides permet la reconnaissance de la séquence d’ADN ciblée

Question 9

Décrire pour la mutagenèse des nucléases ce type:
- Complexe CRISPR-cas

Answer 9

un ARN guide permettant de reconnaître la séquence d’ADN et de s’y lier

une protéines Cas qui déroule l’ADN et la coupe

Question 10

Qu’est-ce que l’épigénétique?

Answer 10

• contrôle de l’expression des gènes par des marqueurs externes au code génétique qui contient l’épigénome

Question 11

Décrire ce qu’est l’apomixie

Answer 11

• reproduction asexuée d’une plante sans méiose ni fécondation
• production de semences par parthénogenèse = division d’un gamète femelle non fécondée
• graines produites= identiques au plant mère

Question 12

En quoi l’apomixie pourrait avoir une utilisation potentielle en phytoprotection

Answer 12

• il est possible de contrôler l’expression de certains gènes pour créer des plantes par apomixie
  principe: inactivation de 3 gènes pour transformer la méiose en mitose
  activation d’un autre gène impliqué dans l’embryogenèse qui ne s’active habituellement qu’après la fécondation

ce qui pourrait permettre de créer des plantes tolérantes aux attaques des ravageurs

Question 13

Quel est le problème avec l’apomixie, expliquer.

Answer 13

interférence ARN
- mécanisme de silençage génique
- contrôle l’expression de certains gènes
- naturellement présent dans plusieurs organismes
- ARN double brin non-codant

Question 14

Quelles sont les 3 organismes qui règlementent les nouveaux aliments (plantes génétiquement modifiées)

Answer 14

• ACIA: agence canadienne d’inspection des aliments
• santé canada
• environnement canada

Question 15

Les OGM entrent dans la catégorie des végétaux à caractères nouveaux et des aliments nouveaux en lien avec le règlement sur les aliments et drogues.

Les aliments nouveaux comprennent quoi?
3 points

Answer 15

1. les produits qui n’ont jamais été utilisés comme aliments
2. des aliments issus de procédés nouveaux
3. des aliments issus de la biotechnologie

Question 16

Discuter de la réglementation sur l’étiquetage

Answer 16

• identifications des produits (aliments) issus de biotechnologies
• obligatoire dans certains pays (union européenne, Australie, Nouvelle-Zélande)
• pas obligatoire au USA et Canada

Question 17

Décrire l’identification des semences de plantes génétiquement modifiées au Canada

Answer 17

• dépend du processus ayant servi à les produire
• transgenèse = obligatoire
• édition génomique : déclaration volontaire

Question 18

Expliquer la mutation et tolérance aux herbicides groupe 2

4 points

Answer 18

• mutation d’un seul acide nucléique
• gène de synthèse de l’enzyme AHAS
• empêche la liaison de l’herbicide
• confère de la tolérance à l’application de ces herbicides

Question 19

Quelles sont les cultures transgéniques tolérantes aux herbicides

6 cultures

Answer 19

• culture tolérante au glyphosate (enzyme insensible, trasnformaiton)
• au glufosinate-ammonium (transformation)
• au dicamba (transformation)
• au 2,4,D et aux herbicides ‘‘fop’’ (transformation)
• au bromoxynil (transformation)
• aux imidazolinones (enzyme insensible)

Question 20

Décrire les cultures tolérantes au glyphosate?
groupe d’herbicide
2 stratégies

Answer 20

• groupe 9 herbicide

Stratégie:
- introduction d’un gène pour produire une enzyme EPSPS non sensible
- introduction d’un gène pour synthétiser une enzyme permettant de dégrader le glyphosate

Question 21

Décrire les cultures tolérantes au glufosinate-ammonium?
groupe d’herbicide
cultures
stratégie

Answer 21

• groupe 10 herbicide
• mais, canola, soya, coton
• gène bactérien pour la synthèse de l’enzyme PAT

Question 22

Décrire les cultures tolérantes au dicamba?
groupe d’herbicide
1 culture
stratégie

Answer 22

groupe 4 herbicide: contrôle des feuilles larges
soya
insertion du gène de l’enzyme dicamba moxooxygénase

Question 23

Décrire les cultures tolérantes au 2,4,D et aux herbicides ‘‘fop’’
groupe d’herbicide
culture(3)
stratégies

Answer 23

• groupe 4 herbicide : contrôle des feuilles larges
• mais tolérant au 2,4,D., coton enlist, soya enlist E3
• micro-organismes = enzyme capable de dégrader le 2,4,D.

Question 24

Décrire les cultures tolérantes au bromoxynil
groupe d’herbicide
2 stratégies

Answer 24

• groupe 6 herbicide
• gène pour l’enzyme nitrilase introduit dans le canola et le coton

Question 25

Décrire les cultures tolérantes aux imidazolinones
groupe d’herbicide
culture

Answer 25

• groupe 2 herbicide
• soya

Question 26

nommer une culture qui est actuellement commercialisées tolérantes aux herbicides issus de l’édition génomique

mutation dirigée par qui?
tolérance à quel groupe?

Answer 26

• canola Falco (commercialisé au Canada depuis 2018)
• canola = espèce allopolyploïde issue d’un croisement interespèces
• mutation dirigée par les oligonucléotides : changement D’un nucléotide du gène codant pour l’enzyme AHAS
• tolérance à l’application d’herbicides du groupe 2

Question 27

Nommer 2 avantages et 3 inconvénients des cultures tolérantes aux herbicides

Answer 27

AVANTAGES:
1- augmentation de la fenêtre d’application des traitemens de désherbage
2- réduction de l’utilisation de certains herbicides persistants et toxiques

INCONVÉNIENTS:
1- contamination de l’environnement
2- développement de résistances (utilisation accrue d’autres herbicides pour contrer ce problème)
3- préoccupations pour la santé humaine

Question 28

Pour la lutte biotechnologique aux ravageurs.
Décrire ce qu’est les cultures insecticide Bt et des exemples.

Answer 28

• plante qui produit une ou plusieurs protéines insecticides continuellement dans toutes les parties de la plante
• mais Bt, coton Bt, pomme de terre Bt, soya, tomate

Question 29

Pour la lutte biotechnologique aux ravageurs.
Discuter de la prévention des cultures insecticides Bt

Answer 29

• n’utiliser du mais Bt que lorsque c’est nécessaire (présence connue du pathogène)
• garder une partie de la population d’individus susceptibles pour l’accouplement (refuges et rotations)
• combiner des méthodes de contrôle des insectes (plusieurs insecticides, Bt + ennemis naturels du pathogène)

Question 30

Qu’est-ce que les cultures résistantes aux virus?

Answer 30

• modifications génétiques permettant à la plante de produire une protéine de la capside d’un virus (interférence ARN) ça crée une perturbation du développement du virus et de la co-suppression
• exemple : papayes : virus de la tache angulaire, plantations Hawai, Chine

Question 31

Qu’est-ce que les cultures résistantes aux maladies?

Answer 31

• croisements traditionnels et sélection
  soya possédant des gènes RPS de tolérance à Phytophthora sojae

Question 32

Concernant les cultures résistantes aux maladies, donner une exemple

Answer 32

la pomme de terre Innate , la modification est l’interférence ARN pour le silençage de 5 gènes de la culture

Question 33

Empilement des gènes.
Qu’est-ce que l’hybride à caractères empilés

Answer 33

Il s’agit d’un hybride qui a été créé en croisant deux plantes parentales, chacune ayant été génétiquement modifiée pour exprimer un trait spécifique. Par exemple, une plante peut être modifiée pour résister à un insecte spécifique, tandis que l’autre peut être modifiée pour résister à un herbicide. L’hybride à caractères empilés exprimera les deux traits, offrant une protection accrue contre les insectes et les mauvaises herbes.

Question 34

Empilement des gènes.
Qu’est-ce que l’hybride pyramidal

Answer 34

Ce terme est souvent utilisé de manière plus générale pour décrire une plante qui exprime plusieurs traits génétiquement modifiés, qu’ils soient empilés ou non. . Par conséquent, un hybride pyramidal peut avoir plusieurs caractères de résistance ou d’autres caractéristiques souhaitées, qui peuvent être empilés ou non.

Question 35

Quels sont les avantages de l’empilement des gènes

Answer 35

1. le producteur peut utiliser différents herbicides pour les mêmes mauvaises herbes et ainsi ralentir le développement de résistance ciblées
2. contrôle de différentes larves d’insectes = réduisant le risque de développement de résistance