thumb|L'Amaranthus palmeri est une des 38 espèces de plantes résistantes au glyphosate La résistance au glyphosate, ou tolérance au glyphosate, est un phénomène de résistance, c'est-à-dire la « capacité héritée et transmissible de plantes d’une population à survivre à un traitement qui permet normalement de les maîtriser » ., constaté chez certaines espèces de plantes ou d'autres organismes (champignons, bactéries), à des herbicides ayant pour substance active le glyphosate, ou N-(phosphonométhyl)glycine (C3H8NO5P), dont le plus connu est vendu sous la marque Roundup.
L'effet du glyphosate est fondé sur le blocage de l'enzyme 5-Énolpyruvylshikimate-3-phosphate-synthase (EPSP-synthase ou EPSPS) chez la plante, ce qui entraîne une perturbation métabolique et conduit ainsi à la mort de toutes les plantes non résistantes. La résistance au glyphosate est naturellement présente chez de nombreuses bactéries, notamment d'une souche CP4 dAgrobacterium sp., parce que les EPSPS bactériennes sont différentes de celles des plantes et sont insensibles au glyphosate..
Le glyphosate a été produit et commercialisé par la société Monsanto à partir de 1973, en exclusivité jusqu'en 2000, année d'expiration du brevet ; depuis lors plusieurs sociétés commercialisent des herbicides à base de glyphosate.
Chez les plantes, la résistance au glyphosate a été introduite par modification génétique, à partir de 1994, chez certaines variétés de plantes cultivées, dans le but de créer les conditions propices à une nouvelle stratégie de désherbage permettant l'emploi d'herbicide totaux sur les cultures en phase de végétation.
Des cas de résistance sont par la suite apparus chez des espèces de plantes sauvages à partir de 1996, induits par la pression de sélection causée par l'utilisation massive d'herbicides à base de glyphosate. Le caractère de résistance au glyphosate a pu aussi, parfois, se transmettre par hybridation avec des espèces apparentées aux espèces modifiées (cas de pollution génétique). On a également reconnu l'existence de résistance naturelle au glyphosate chez quelques espèces de plantes.
Mécanismes biologiques de résistance au glyphosate Il existe plusieurs gènes de résistance au glyphosate qui ont tous été utilisés pour créer des variétés résistantes transgéniques. Ce sont les gènes epsps, aroA, gat et gox, selon la source qui a permis de les isoler..
On connaît de nombreuses variantes du gène epsps, dont une, le gène cp4 epsps dérivé d'''Agrobacterium radiobacter, est hautement résistante à l'inhibition par le glyphosate. Ce gène exprime une enzyme, la CP4 EPSPS, qui est fonctionnellement équivalente à l'EPSPS endogène des plantes, à l'exception de son affinité réduite pour la molécule de glyphosate. Cette stratégie présente cependant un inconvénient qui est l'accumulation de glyphosate dans les tissus végétaux, ce qui peut interférer avec le développement des organes reproducteurs et diminuer le rendement des cultures..
Le gène gox, isolé à partir d'une souche bactérienne dOchrobactrum anthropi, correspond à une autre approche pour inactiver le glyphosate. Il code une enzyme GOX (Glyphosate oxydoréductase) qui décompose activement la molécule de glyphosate en deux composés non toxiques, l'acide aminométhylphosphonique (AMPA), qui est le métabolite principal, et le glyoxalate. L'AMPA est toutefois modérément toxique et son accumulation dans certaines conditions dans des plants de soja résistants au glyphosate est corrélée avec une phytotoxicité causée par le glyphosate.
Chez les mauvaises herbes résistantes, la résistance au glyphosate peut être due à différents mécanismes qui se répartissent en deux groupes, ceux liés au site cible, et ceux qui ne lui sont pas liés.
La résistance liée au site cible est due à une altération de l'interaction entre l'herbicide et l'enzyme cible, la 5-énolpyruvylshikimate-3-phosphate-synthase (EPSPS). Cela peut résulter soit de mutations dans les séquences de gènes qui diminuent la sensibilité de l'enzyme exprimée, soit d'une augmentation des niveaux d'enzymes en raison d'une surexpression transitoire de l'ARNm ou d'une augmentation du nombre de copies du gène. Ce dernier motif a été identifié aux États-Unis chez l'amarante de Palmer (Amaranthus palmeri) et chez le ray-grass d'Italie (Lolium perenne spp. multiflorum).
La résistance non liée au site cible peut résulter d'une altération de l'absorption, de la translocation ou du métabolisme. L'altération de la translocation dans la plante, identifiée chez plusieurs espèces de mauvaises herbes, est le mécanisme le plus commun de la résistance au glyphosate. Des recherches récentes ont montré que le mécanisme d'altération du mouvement chez des biotypes résistants de la vergerette du Canada (Coynza canadensis) et d'espèces du genre Lolium est associée à une séquestration vacuolaire du glyphosate, entraînant une réduction de la concentration cytoplasmique. La séquestration vacuolaire est également associée à une restriction du mouvement du glyphosate dans le phloème et à une réduction de la translocation dans toute la plante. Cela pourrait s'expliquer par la présence dans les biotypes résistants d'un transporteur tonoplastique, inactif ou absent dans les biotypes sensibles, qui déplace le glyphosate hors du cytoplasme.
Plantes modifiées pour résister au glyphosate Les variétés de plantes cultivées génétiquement modifiées pour résister à un herbicide représentaient en 2008 85 % des surfaces cultivées en plantes génétiquement modifiées. Il s'agissait en quasi-totalité de plantes résistantes au glyphosate, commercialisées principalement sous la marque Roundup Ready de Monsanto.
La modification consiste en l'insertion dans leur génome d'un transgène, qui est le plus souvent un gène bactérien issu de la bactérie tellurique Agrobacterium radiobacter. Les variétés de plantes cultivées ainsi modifiées permettent l'emploi d'herbicides totaux pendant la période de végétation ; elles ont été conçues pour être cultivées avec un seul type d'herbicides, ceux à base de glyphosate.
Les variétés de plantes cultivées résistantes au glyphosate ont été élaborées d'abord par Monsanto, la première fut le soja, lignée GTS 40-3-2 (MON-Ø4Ø32-6) approuvée aux États-Unis en 1994., puis par diverses sociétés comme Dow AgroSciences, Bayer CropScience, Pioneer Hi-Bred International (DuPont), Syngenta. Le brevet protégeant le soja Roundup Ready de Monsanto est arrivé à expiration en 2014..
Variétés génétiquement modifiées pour résister au glyphosate Au niveau international, des variétés transgéniques de plantes cultivées, résistantes au glyphosate, appartenant aux dix espèces suivantes ont été autorisées. :
+ Variétés transgéniques autorisées, résistantes au glyphosate Nom vernaculaire Nom scientifique transgène créateuragrostide blanche Agrostis stolonifera cp4 epsps (aroA:CP4) Monsanto, Scotts Seedsbetterave sucrière Beta vulgaris cp4 epsps (aroA:CP4) Monsanto, Novartis Seedsblé tendre Triticum aestivum cp4 epsps (aroA:CP4) Monsantocolza Brassica napus cp4 epsps (aroA:CP4) Monsanto, Bayer CropSciencegat4621 DuPont (Pioneer Hi-Bred International Inc.)cotonnier Gossypium hirsutum cp4 epsps (aroA:CP4) Monsanto, Dow AgroSciences LLC, Syngenta 2mepsps Bayer CropScienceluzerne Medicago sativa cp4 epsps (aroA:CP4) Monsantomaïs Zea mays cp4 epsps (aroA:CP4) Monsanto, Dow AgroSciences LLC, DuPont (Pioneer Hi-Bred International Inc.)navette Brassica rapa cp4 epsps (aroA:CP4) Université de FloridePomme de terre Solanum tuberosum cp4 epsps (aroA:CP4) Monsantosoja Glycine max cp4 epsps (aroA:CP4) Monsanto2mepsps Dow AgroSciences LLC, Bayer CropScience et MS Technologies LLCgat4601 DuPont (Pioneer Hi-Bred International Inc.)
Mauvaises herbes résistantes au glyphosate Résistance induite par l'utilisation du glyphosate vignette|upright=1.4|Espèces de mauvaises herbes devenues résistantes au glyphosate : évolution de 1995 à 2014.
L'utilisation massive et exclusive de glyphosate, en particulier dans les régions de cultures OGM, résistantes au glyphosate, a conduit au développement de populations de plantes et de mauvaises herbes résistantes au glyphosate. Sous l'effet de mutations et de la pression de sélection exercée par l'application de l'herbicide, ces plantes ont développé une résistance qui contourne le blocage des voies métaboliques par le glyphosate, ce qui permet leur survie malgré l'emploi de cette substance active.
La forte utilisation de cultures résistantes aux herbicides aux États-Unis, en Argentine et au Brésil, a favorisé ce développement. En Europe également, les cas de résistance au glyphosate ont commencé à se répandre parmi les plantes non - OGM.. Compte tenu de l'utilisation continue et importante de produits à base de glyphosate, ce processus de résistance va s'intensifier à l'avenir.
Dans ce contexte, des mesures sont recommandées pour réduire la pression de sélection sur les mauvaises herbes et il est recommandé une meilleure maîtrise dans l'utilisation du glyphosate. Parmi les options possibles, figurent les innovations génétiques avec de nouveaux mélanges d'herbicides et des solutions de rechange au glyphosate. Pour réduire la dépendance au glyphosate, des pratiques culturales et agronomiques telles que la planification des dates de plantation, la rotation culturale, sont également conseillées, ainsi que la création de "zones refuges"(champs non-OGM) à proximité immédiate des cultures d'OGM.
Cela est nécessaire pour que l'on puisse continuer à employer le glyphosate à l'avenir...
Espèces de mauvaises herbes résistantes au glyphosate Des cas de résistance induite au glyphosate ont été constatés chez 48 espèces de plantes adventices ou mauvaises herbes depuis 1996 dans de nombreux pays.. :