Transgénèse végétale

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UNIVERSITE ABDELMALEK ESSAADI
Faculté des sciences et techniques
Tanger
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Année universitaire: 2009-2010
 Définition.
 Transgénèse végétale.
 Principe.
 Méthodes de transfert de l’ADN.
 Schéma général de création d’une plante
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transgénique.
 Exemples d’applications de la transgénèse
végétale .
 les OGM
 Conclusion et perspectives .
Définition :
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* La transgénèse est le fait d'introduire un ou plusieurs gènes dans
un organisme vivant, ce transgène pourra être exprimé dans
l'organisme transformé.
* Stratégie servant initialement aux chercheurs pour étudier la
fonction des gènes. Elle est entre autres la nouvelle stratégie
d’obtention de variétés végétales ou animales résistantes au stress
biotique (parasites, insectes) ou abiotique (sécheresse, faible
luminosité). Ces nouvelles variétés sont généralement regroupées
sous le terme d'organismes génétiquement modifiés (OGM).
Un transgène :
gène ou séquence isolée d'un gène, transférée d'un
organisme à un autre, lors de la mise en œuvre de la
transgénèse.
Souvent, mais pas toujours, le transgène provient d'une
espèce différente de celle du receveur.
OGM :
Un organisme génétiquement modifié est un organisme
vivant dont le patrimoine génétique a été modifié par
l'homme.
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Transgénèse végétale
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Chez les végétaux, plusieurs techniques de transgénèse ont
été développées. La possibilité de régénérer une plante
entière à partir de quelques cellules végétales est d'un grand
intérêt lors de ces transgénèses.
Les transformations génétiques d'organismes unicellulaires
ou de virus sont relativement simples à aborder. Elles font
appel à des techniques nettement plus complexes pour les
animaux et végétaux.
Principe de la transgénèse
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La transgénèse Consiste à insérer le gène d’intérêt dans une
construction génétique contenant également un gène
marqueur permettant ainsi d’introduire dans les plantes de
nouveaux gènes « construits » à volonté.
Une fois intégrés dans le génome de la plante, les
transgènes sont transmis à la descendance au même titre
que tous les autres gènes.
Méthodes de transfert de l’ADN:
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Direct
Biologique ou indirect
éléctroporation
lipotransfection
microinjection
Biolistique
par une bactérie
du soll
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Méthodes directes
de transfert de l’ADN
Eléctroporation:
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Technique efficace et une des plus simples à mettre
en œuvre.
PRINCIPE:
Elle consiste à soumettre un mélange de
protoplastes et d'ADN à une série de chocs
électriques de courte durée et de tension élevée.
Le champ électrique provoque la déstabilisation de
la membrane plasmique du protoplaste et
conduit à l’ouverture des pores membranaires,
facilitant ainsi le passage de l’ADN par le noyau.
Schéma montrant les étapes de l’éléctroporation
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.
PRINCIPE:
Technique consiste à introduire directement le gène
étranger dans la cellule à modifier, à l’aide d’un
micromanipulateur monté avec un microscope.
On introduit le gène accompagné de son complexe
promoteur-terminateur dans le noyau, à l’aide d’une
micropipette dans le protoplaste à transformer qu’on
avec une micro-aiguille.
Après injection le protoplaste est libéré et mis en culture
sur un milieu approprié pour régénérer une PGM .
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Lipotransfection:
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Principe:
« emprisonner » le gène d’intérêt dans un
liposome (structure sphérique constituée de
lipides)ceux-ci en réalisant la fusion avec les
protoplastes, ils libèrent ainsi leur
contenu(gène d’intérêt) dans le cytoplasme
du protoplaste.
les 3 techniques cité précédemment sont
utilisées pour la transformation des
protoplaste.
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Biolistique:
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Principe:
Projeter sur le tissu à transformer de toutes
petites billes d'or ou de tungstène enrobés
d'ADN. Ces billes projetées ont suffisamment
d'énergie cinétique pour traverser la paroi et
la membrane des cellules sans leur infliger
de dommages irréparables.
Elle est utilisée pour la transformation des
cellules végétales .
La technique consiste à utiliser un canon à particules
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Avantages et inconvénients
Eléctroporation
Microinjection
Lipotransfection
Biolistique
(- )Si le choc
électrique a été
trop violent, le
phénomène
réversible devient
irréversible et la
membrane ne
reprend pas
ensuite son état
initial.
(+) a permis de
transformer pour
la 1ére fois des
Plantes monocotyl
comme l’orge et le
mais .
(-)complexe et très
difficile à réaliser.
(pour réussir
l’opération, il faut
injecter mille
copies du gène
dans l’espoir
qu’une cellule
puisse accepter
cet
ADN étranger).
(+) Toute séquence
d’ADN quelque soit
sa taille peut
théoriquement
être injectée: de
(-)une minorité de
ces gènes pourront
parvenir jusqu’au
noyau et s’intégrer
au génome de la
cellule.
Méthode peu
utilisé. coûteux
(-)nécessite
beaucoup d’
ADN/bille (mais on
peut mélanger
l’ADN)
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(+)
mais très efficace
(+) Cette méthode
est très utilisée
pour les
monocotylédones
(ex : le maïs).
(+) pour les plante
qui ne peuvent pas
régénérer a partir
des protoplaste.
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Méthode indirecte
de transfert de l’ADN
Transfert biologique ou indirecte par une
bactérie du sol
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La bactérie du sol la plus utilisée est
Agrobacterium tumefaciens.
C’est une bactérie en forme de bâtonnet, de la
famille des Rhizobium, qui se développe dans
le sol. Elle est attirée par des composés
phénoliques dégagés par les plantes
dicotylédones lorsqu'elles sont blessées
L'infection d’une plante par Agrobacterium induit le développement d'une galle
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Au niveau de cette blessure, Agrobacterium est capable de se fixer sur
les cellules du végétal. A la suite de ce contact, ces cellules végétales se
multiplient de manière importante, donnant naissance à une
formation tumorale. appeler la galle du collet (crown gall).
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Agrobacterium tumefaciens est donc capable d'induire, chez une plante dicotylédone, la
formation d'une galle lui fournissant un substrat. Depuis 1974, on sait que cette induction est
due au transfert d'un petit ADN plasmidique depuis la bactérie jusque au génome des cellules de
la plante.
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La réalisation d'un vecteur de transgenèse par Agrobacterium tumefaciens
implique donc de remplacer l'ADN-T, qui sera transféré, par le gène que l'on
souhaite introduire dans le végétal. Il existe de nombreuses stratégies dans ce
but. Les méthodes les plus complexes permettent désormais d'obtenir des
plantes où le transgène se limite au seul gène d'intérêt, sans aucune séquence
supplémentaire.
Le vecteur le plus simple à obtenir est un vecteur où l'ADN-T a été remplacé
par un ADN comportant en particulier le gène d'intérêt (GI) accompagné d'un
gène de sélection (GS) :
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VIDÉO
Vidéo illustrant la Méthode indirecte de transfert
de l’ADN
Agroba cte ri um
Me cha ni sm.fl v
Schéma général de création d’une plante
transgénique.
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 Repérer un caractère ou une protéine intéressante
 Identifier et isoler le gène d’intérêt
 Réaliser la construction génique (P+GI+GS+T)
 Multiplication de cette construction
 Introduction de la construction génique
 Sélection des cellules végétales exprimant le gène ajouté
 Régénération de plantes entières
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Exemples d’applications de la transgénèse végétale .
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

L’obtention du maïs transgénique
résistant à la pyrale.
L'obtention de tabac transgénique
Obtention du maïs transgénique résistant
à la pyrale.
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Bacillus thuringiensis
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Bacillus thuringiensis a été isolé en 1901à partir de vers à
soie qu'il peut infecter et tuer.Abrégé en Bt, est un bacille
Gram positif, aérobie et sporulé, on le retrouve dans
pratiquement tous les sols, l'eau, l'air et le feuillage des
végétaux.
Naturellement résistante aux insectes foreurs et utilisée pour
cela en agriculture biologique.
Bacillus thuringiensis produit des protéines particulières
qui, dès qu’elle sont ingérées et libérées dans l’intestin de
l’insecte, provoquent sa mort.
Ce sont les gènes codant pour ces toxines qui ont été insérés
dans le maïs dit « Bt ».
De cette façon, les rendements sont préservés, souvent
augmentés, tout en réduisant l’apport global de produits
insecticides.
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L'obtention de tabac transgénique.
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Comment, expérimentalement, transférer et permettre
l'expression d'un gène étranger dans une plante entière ?
Il existe trois étapes:
•Réalisation d’un gène artificiel.
• Incubation de la bactérie modifiée avec les fragments
découpés de feuille de tabac.
• Culture de cals sur des milieux appropriés.
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OGM végétaux
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le gène codant pour la luciférase insérer
dans le génome d’un plant de tabac.
L'utilisation de la luciférase est répandue en
génie génétique comme gène marqueur.
 Bioluminescence "artificielle" induite par
génie génétique sur un plant de
Tabac.
OGM végétaux:
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A l'heure actuelle, on peut considérer que la plupart des
plantes de grande culture sont accessibles à la
transformation génétique.
Les principales plantes cultivées : maïs, riz, coton, blé
,colza, betterave, pomme de terre, soja, œillets, chicorée,
tabac, lin, tournesol ont des versions génétiquement
modifiées. On trouve aussi des tomates, fraises, bananes
chou, chou-fleur, etc.
Il y’a aussi un autre domaine qui profite des biens de la
transgénèse végétale comme la médecine:
production des hormones via les végétaux,des plants de
tabac produisent de l'hémoglobine humaine vaccin
alimentaires qui sont en cours d’essais .
L’environnement:
L’agronomie:
*La résistance à des
insectes
*La résistance à des
herbicides
*L’enrichissement du
patrimoine végétal
*Les herbicides au profil
éco -toxicologique
favorable
Les applications
de la
transgénèse
L’alimentation:
*La maturation des
fruits
*La transformation
agro-alimentaire
* Les qualités
nutritionlles.
L’industrie:
La santé:
*Les huiles
industrielles
*Les vaccins
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*Les pates à papier
*Les protéines
humaines
Les risques de la transgénèse
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
Les effets non désirés :
Les Plantes Génétiquement Modifiées (PGM) en vue de
leur donner une résistance naturelle à un insecte peuvent
affecter des insectes non visés par la modification de la
plante. C'est le cas par exemple pour les abeilles et le
monarque qui, bien que non indésirables, sont éliminés
par certaines PGM.
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Les intoxications:
Les insecticides fabriquées par les plantes transgéniques
peuvent être toxiques pour le foie, les reins, le cerveau. De
même les aliments fabriqués à partir des végétaux qui
tolèrent les herbicides peuvent devenir toxiques en raison
de leur forte teneur en poisons.
Les allergies:
Tout OGM est potentiellement allergisant car il n'est pas
reconnu par l'organisme qui le reçoit, que ce soit par voie
digestive ou par voie aérienne.
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Conclusion
Il existe donc diverses méthodes de fabrication d’un OGM,
basées sur des principes différents.
Mais la transgénèse est une technique encore toute jeune et
de nombreuses questions restent en suspens. On constate
qu'elle présente de nombreux avantages mais également des
risques non négligeables et d'autre mal voire même
inconnus. A tel point que les scientifiques ne sont pas tous en
accord en ce qui concerne l'évaluation des OGM avant leur
mise en circulation et consommation.
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Perspectives
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


Mieux contrôler et maîtriser nos
productions transgéniques.
Profiter des bons aspects de la transgénèse
notamment pour la médecine.
Mieux informer le public sur les risques et
les perspectives de la transgénèse.
45
Merci Pour Votre
Aimable Attention
szszzzzz ……..
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