Information sur les aliments nouveaux : Sorgho DT tolérant aux herbicides

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• Contexte
1. Introduction
2. Mise au point du plante modifié
3. Caractérisation du plante modifié
4. Exposition alimentaire
5. Nutrition
6. Chimie et toxicologie
• Conclusion

Contexte :

Santé Canada a avisé S&W Seed Company qu'il ne s'oppose pas à l'utilisation alimentaire du sorgho DT tolérant aux herbicides. Santé Canada a effectué une évaluation exhaustive de cette variété conformément à ses Lignes directrices sur l'évaluation de l'innocuité des aliments nouveaux. Ces lignes directrices sont fondées sur des principes reconnus à l'échelle internationale pour établir la salubrité des aliments à caractères nouveaux.

Le texte qui suit résume l'avis remis par S&W Seed Company ainsi que l'évaluation réalisée par Santé Canada. Il ne contient aucun renseignement commercial confidentiel.

1. Introduction

S&W Seed Company a mis au point le sorgho DT pour tolérer l'application de l'herbicide quizalofop-p-éthyl.

L'évaluation de l'innocuité effectuée par les évaluateurs de la Direction des aliments a été réalisée conformément aux Lignes directrices sur l'évaluation de l'innocuité des aliments nouveaux de Santé Canada. Ces dernières sont fondées sur les démarches visant l'harmonisation avec les directives établies par d'autres autorités réglementaires et reflètent les documents d'orientation internationaux dans ce domaine (p. ex., le Codex Alimentarius). L'évaluation a tenu compte de la méthode de mise au point du sorgho DT, de la composition et de la qualité nutritionnelle du sorgho DT par rapport aux variétés non modifiées de sorgho et de sa toxicité ou allergénicité potentielle. S&W Seed Company a fourni des données démontrant que le sorgho DT est tout aussi inoffensif et possède la même qualité nutritionnelle que les variétés de sorgho traditionnelles utilisées à des fins alimentaires au Canada.

La Direction des aliments est chargée par la loi de l'évaluation préalable à la mise en marché des aliments nouveaux et des ingrédients alimentaires nouveaux, comme le précise le Règlement sur les aliments et drogues (Titre B.28). Le sorgho DT utilisé dans les aliments est il est considéré comme un aliment nouveau conformément à la définition suivante des aliments nouveaux :

• « c) aliment dérivé d'un végétal, d'un animal ou d'un micro-organisme qui, ayant été modifié génétiquement, selon le cas :
  (i) présente des caractères qui n'avaient pas été observés auparavant ».

2. Mise au point de la plante modifiée

Sorgho DT a été mise au point par mutagénèse par éthyl-méthanesulfonate suivie d'une reproduction conventionnelle. Les cals de la lignée de sorgho R.TX430 ont été traités avec du éthyl-méthanesulfonate aqueux et de l'azide de sodium et transférés dans un milieu de sélection contenant de l'herbicide quizalofop-p-éthyl. Les cals qui ont continué de survivre au-delà de 21 à 24 semaines ont été considérés comme tolérants aux herbicides.

Les cals tolérants aux herbicides ont été transférés dans un milieu de régénération des pousses avec ou sans herbicide quizalofop-p-éthyle. Les pousses ainsi obtenues ont été transférées dans un milieu d'enracinement sans hormones contenant l'herbicide quizalofop-p-éthyl. Les plantes enracinées ont été transférées dans une serre, dans un sol en pot, et éprouvées par l'herbicide quizalofop-p-éthyl. Une plante, désignée HT-F14, a été choisie pour l'évolution.

Il a été déterminé que le HT-F14 était tolérant à l'application de l'herbicide quizalofop-p-éthyle sur la feuille. L'analyse moléculaire du HT-F14 a permis de déterminer qu'il possédait une mutation W1999C dans le domaine carboxytransférase (CT) du gène associé à l'acetyl CoA carboxylase ( sbACCase) du Sorghum bicolor.

HT-F14 était une plante mâle stérile, ce qui signifie qu'elle ne produit pas de pollen viable. La plante a donc été propagée par la fertilisation avec du pollen de la variété R.TX430 de sorgho. Les plantes obtenues ont été sélectionnées sur la base de la fertilité masculine, de la similarité phénotypique et génotypique avec R.TX430 et de l'homozygosité pour la mutation W1999C du gène sbACCase. Une plante possédant l'ensemble des caractéristiques souhaitées a été repérée et nommée R.9000.

Pour générer la gamme commerciale, R.9000 a été croisée et rétrocroisée avec la variété commerciale et élite de sorgho R.M42. La progéniture de ce croisement a été autopollinisée pendant 3 générations et croisée avec une lignée stérile mâle commerciale pour produire l'hybride commercial qui a été caractérisé par des essais réglementaires.

3. Caractérisation de la plante modifiée

Étant donné que d'autres cultures chez lesquelles la tolérance aux herbicides a été conférée par des mutations dans le domaine du carboxytransférase (CT) des gènes ACCase, la caractérisation s'est concentrée sur cette région. La région codante du domaine CT est composée des exons 32 et 33 du gène sbACCase. Par conséquent, pour caractériser la séquence de gènes sbACCase, quatre paires d'amorces PCR ont été conçues dans le domaine CT pour amplifier ces régions afin de déterminer les mutations par le séquençage direct. La séquence génétique sbACCase tolérante aux herbicides ainsi obtenue a été comparée à la séquence génétique sbACCase du sorgho sauvage (R.TX430). L'alignement de séquence par paires a révélé deux mutations nucléotidiques, une mutation silencieuse qui n'a entraîné aucun changement prévu de la séquence d'acides aminés sbACCase obtenue, et une mutation qui devrait entraîner une substitution W1999C d'acides aminés.

Pour évaluer la stabilité du caractère, le mode d'hérédité du gène mutant sbACCase de sorgho DT et la tolérance aux herbicides, une plante homozygote pour l'allèle mutant W1999C a été croisée avec une plante homozygote avec la variété sauvage (R.TX430). Les plantes F1 de ce croisement ont été autopollinisées pour produire des graines F2 qui ont été récoltées. Les semences F2 ont été plantées, cultivées dans une serre et arrosées avec l'herbicide quizalofop-p-éthyl. Le génotype des plantes survivantes ont été analysées à l'aide de tests par réaction en chaîne de la polymérase pécifiques aux allèles de Kompetitive PCR (KASP), et des semences F3 ont été récoltées à partir d'un sous-ensemble de ces plantes. Les semences F3 ont été plantées, arrosées et les rapports de ségrégation observés, et les résultats présentés. Les informations obtenues ont montré que les tests KASP pouvait efficacement différencier les deux allèles sbACCase malgré leur différence par un seul nucléotide. Les résultats de l'analyse de génotype et de phénotye appuient l'hérédité d'un locus unique conférant le caractère selon les principes mendéliens.

En ce qui concerne les niveaux d'expression des protéines, le sorgho DT est le résultat d'une mutagenèse chimique qui a introduit une mutation à point unique dans le cadre de lecture ouvert du gène sbACCase. Il n'y a aucune raison de s'attendre à ce que le nouvel allèle soit exprimé d'une manière différente du gène sbACCase sauvage et d'une manière qui aurait une incidence négative sur la salubrité des aliments. Néanmoins, le requérant a également effectué une analyse de transfert de Western pour comparer les niveaux d'expression du gène sbACCase dans les lignées sauvage et mutante W1999C de sorgho. Selon les résultats de cette analyse, la protéine sbACCase s'accumule à des niveaux similaires dans les lignées mutante W1999C et sauvage de sorgho. La quantité de gène sbACCase dans le sorgho DT représente environ 0,01 % du total des protéines dans les grains.

L'équivalence protéique a été établie en séquençant le plasmide qui encode la protéine recombinante et en vérifiant que le gène sbACCase codé sur le plasmide recombinant d'expression possède la même séquence de codage que le gène sbACCase W1999C de sorgho DT.

Selon les données disponibles, le Bureau des dangers microbiens (BDM) n'a aucune préoccupation en matière de sécurité concernant le sorgho DT du point de vue de la biologie moléculaire.

4. Exposition alimentaire

On s'attend à ce que le sorgho DT soit consommé de la même façon que le sorgho actuellement vendu sur le marché canadien.

Le sorgho DT est un produit de mutagénèse chimique qui introduit une mutation à point unique dans le cadre de lecture ouvert du gène sbACCase. On ne s'attend pas à ce que le nouvel allèle soit exprimé d'une manière différente du gène sbACCase dans le sorgho actuellement sur le marché canadien.

Le pétitionnaire a également effectué une analyse semi-quantitative par transfert de Western, examinant l'abondance relative de la protéine sbACCase dans le sorgho DT par rapport au sorgho sauvage. Cette analyse suggère que les protéines des lignées de sorgho sauvage et de sorgho DT s'accumulent à des niveaux comparables.

5. Nutrition

Les données sur la composition du sorgho DT et sa contrepartie classique étroitement apparentée ont été obtenues dans le cadre de trois essais sur le terrain menés à trois endroits aux États-Unis pendant la saison de croissance 2020. Dans chaque essai, trois répliques de chaque entrée ont été plantées suivant un schéma de bloc aléatoire complet.

Des échantillons de semences ont été récoltés et analysés, à l'aide de méthodes acceptables, pour les macronutriments, les fibres, les acides aminés, les acides gras, la vitamine B6 et les anti-nutriments.

Le pétitionnaire a effectué une analyse statistique comparant le cultivar modifié à son homologue traditionnel. Si une différence statistiquement significative (valeur P < 0,05) a été indiquée, la pertinence nutritionnelle de la différence a été déterminée en comparant la fourchette prévue pour le sorgho classique selon les valeurs déclarées dans la base de données sur la composition des cultures de l'Institut des systèmes agricoles et alimentaires, le document de consensus de l'Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE) sur les nouvelles variétés de sorgho et le Fichier canadien sur les éléments nutritifs, (entrée numéro 4432).

L'analyse a révélé des différences statistiquement significatives (cultivar modifié par rapport à l'équivalent conventionnel, unités) dans la cendre (1,53 % contre 1,75, % en poids sec), l'alanine (1,18 % contre 1,23, % en poids sec), l'acide palmitique (12,79 % contre 12,51, % en acides gras totaux), l'acide palmitoléique (0,56 % contre 0,58, % en acides gras totaux), l'acide oléique (35,76 % contre 34,59, % d'acides gras totaux), acide linoléique (47,61 % contre 48,97, % d'acides gras totaux), acide arachidique (0,21 % contre 0,20 % d'acides gras totaux), acide eicosénoïque (0,31 % contre 0,28 % d'acides gras totaux), acide behénique (0,11 % contre 0,10 % d'acides gras totaux) et calcium (0,016 7 % contre 0,020 0 % de poids sec). Ces différences observées dans le cultivar modifié se situaient dans la plage déclarée pour le sorgho classique; par conséquent, le cultivar modifié ne devrait pas poser de problème d'innocuité nutritionnelle.

Le Bureau des sciences de la nutrition n'a relevé aucun problème nutritionnel lié à l'utilisation de sorgho DT tolérant aux herbicides.

6. Chimie et toxicologie

Le pétitionnaire n'a pas fourni de données sur les oligoéléments toxiques. Cependant, le pétitionnaire a fourni les résultats d'une évaluation de la composition comparant des échantillons de sorgho DT à des hybrides de sorgho conventionnels, où les échantillons ont été analysés pour la présence de proximates, de minéraux (calcium et phosphore), de vitamine B6, d'acide phytique, d'inhibiteur de la trypsine, de tanins et d'acides aminés. Le pétitionnaire a conclu que les concentrations de ces analytes, y compris les concentrations de calcium et de phosphore, dans les grains dérivés du sorgho DT étaient comparables à celles du sorgho classique. Cette conclusion a été appuyée par le Bureau des sciences de la nutrition et suggère qu'il n'existe aucune d'indication que les modifications pourraient affecter le transport et l'absorption ou entraîneraient des différences significatives dans les concentrations d'oligo-éléments toxiques dans le sorgho DT par rapport au sorgho traditionnel.

Aucune donnée sur les mycotoxines n'a été fournie. Cependant, le requérant a fourni des données sur les caractéristiques agronomiques du sorgho DT par rapport à ses hybrides quasi-isotropes et à un hybride commercial de premier plan. On a constaté que le sorgho DT était semblable à ses hybrides quasi-isotropes dans la plupart des caractéristiques évaluées, dont bon nombre étaient liées à la croissance et au rendement des plantes. En ce qui concerne les caractéristiques pour lesquelles une différence a été observée entre le sorgho DT et ses hybrides quasi-isotropes, aucune tendance soutenue n'a été observée pour suggérer un impact sur la morphologie de la plante ni sur l'agronomie dû à la mutation de l'allèle W1999C. Cette information donne à penser que, par rapport au sorgho traditionnel, le sorgho DT ne devrait pas présenter une absorption accrue d'éléments traces toxiques ou une susceptibilité à l'infection par des champignons mycotoxigènes.

L'évaluation de la caractérisation moléculaire par le BDM n'a révélé aucune hypothèse de risque qui laisserait entendre que la mutation de la protéine W1999C dans le sorgho DT entraînerait une augmentation de l'absorption de contaminants chimiques ou une plus grande susceptibilité aux champignons producteurs de mycotoxines par rapport au sorgho non génétiquement modifié. Par conséquent, le sorgho DT est comparable au sorgho conventionnel.

La modification du sorgho DT consiste en l'induction d'une mutation ponctuelle, se traduisant par la substitution d'un seul acide aminé dans son enzyme ACCase. L'enzyme ACCase est bien caractérisée, est omniprésente chez toutes les espèces végétales et possède des antécédents de longue date de consommation sécuritaire sans activité toxique intrinsèque.
Les aliments nouveaux qui tolèrent les herbicides et qui ont une caractéristique semblable (c.-à-d. ACCase avec une mutation à point unique) sont déjà approuvés au Canada et n'ont pas été associés à des effets nocifs.¹

L'ACCase est présente principalement dans les parties de la plante en croissance active (p. ex., feuilles, pousses, racines), avec une expression minimale dans les grains. Par conséquent, l'exposition alimentaire à cette protéine à partir de grains de sorgho devrait être faible. Un essai semi-quantitatif de transfert de l'Ouest effectué par le pétitionnaire a démontré que l'ACCase était beaucoup plus prononcé dans la pousse que dans le grain.

De plus, la même analyse semi-quantitative par transfert de Western, ainsi qu'un essai d'activité enzymatique mené par le pétitionnaire ont démontré que le niveau d'expression de l'ACCase modifié dans le sorgho DT n'est pas augmenté par rapport à la ligne parentale exprimant l'ACCase indigène. Par conséquent, on ne s'attend pas à une plus forte exposition alimentaire à cette enzyme par rapport à la forme non modifiée du sorgho classique.

Par conséquent, étant donné l'absence d'altérations majeures dans la séquence de l'ACCase RTA1, et la similarité de la structure (et l'expression et l'activité résultantes) à celles de l'enzyme indigène, il est peu probable que la modification d'un seul acide aminé entraîne le développement d'un nouveau mode d'action toxique.

Le pétitionnaire a effectué une recherche in silico dans la base de données sur les protéines du National Center for Biotechnology Information (NCBI) afin de comparer la séquence d'acides aminés de l'ACCase modifiée aux toxines protéiques connues. Les recherches n'ont pas permis d'identifier de similitudes avec les séquences protéiques de toxines connues.

Compte tenu de ce qui précède, le poids de la preuve global suggère que le sorgho DT est aussi sûr que le sorgho classique d'un point de vue toxicologique.

Le sorgho (Sorghum bicolor) n'est pas un aliment allergène courant et n'est pas considéré comme un allergène alimentaire prioritaire au Canada.

Les enzymes ACCase sont naturellement présentes dans le sorgho, et cette catégorie d'enzymes n'est pas classée comme allergène.

Le pétitionnaire a effectué une recherche d'homologie de séquence d'acides aminés à l'aide de la base de données AllergenOnline afin de déterminer la réactivité croisée potentielle l'ACCase modifiée par rapport aux allergènes connus. Les recherches comprenaient un alignement FASTA complet, une fenêtre coulissante de séquences de 80 acides aminés présentant une identité supérieure à 35 % ainsi qu'une recherche de 8 acides aminés contigus pour évaluer la présence d'épitopes (c.-à-d. les parties d'une molécule allergène qui se lient à un anticorps). Les résultats n'ont révélé aucune correspondance avec des allergènes connus.

De plus, lors d'un essai de digestion in vitro mené par le pétitionnaire, l'ACCase modifié a été rapidement dégradé dans un liquide gastrique simulé (LGS). Ainsi, même si les faibles niveaux de protéines (faibles niveaux de protéines) restaient stables tout au long de la transformation et de la cuisson du sorgho, la protéine serait sensible à la digestion rapide dans des conditions représentatives de l'estomac humain et ne serait pas absorbée de façon systématique.

Ces résultats suggèrent que le sorgho à DT ne pose pas de risque allergène supplémentaire par rapport au sorgho conventionnel.

L'ensemble des données présentées appuient la conclusion selon laquelle le sorgho DT est tout aussi sûr que le sorgho conventionnel au niveau de contaminants chimiques, les substances toxiques et les allergènes potentiels.

Conclusion :

L'examen par Santé Canada des renseignements présentés à l'appui de l'utilisation alimentaire sorgho DT ne soulève pas de préoccupations liées à l'innocuité des aliments. Santé Canada est d'avis que les aliments dérivés du sorgho DT sont tout aussi sécuritaires et nutritifs que les aliments issus des variétés de sorgho sur le marché actuellement.

L'opinion de Santé Canada porte uniquement sur l'utilisation alimentaire de sorgho DT.

Le présent document d'information sur les aliments nouveaux a été préparé pour résumer l'opinion concernant le produit en question fournie par la Direction des aliments, Direction générale des produits de santé et des aliments, Santé Canada. Cet avis est fondé sur l'examen exhaustif des renseignements soumis par le demandeur conformément aux Lignes directrices sur l'évaluation de l'innocuité des aliments nouveaux.

(Also available in English)

Pour de plus amples renseignements, veuillez communiquer avec :

Section des aliments nouveaux
Direction des aliments
Direction générale des produits de santé et des aliments
Santé Canada, PL2204A1
251, promenade Frederick Banting
Ottawa (Ontario) K1A 0K9
bmh-bdm@hc-sc.gc.ca