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On a beaucoup parle, lors de l’examen des demandes d’autorisation de mise en culture de varietes transgeniques de colza, des risques d’hybridation interspecifique du colza avec les cruciferes sauvages, et d’introgression de transgenes dans les especes adventices [1, 2]. Les flux de genes intraspecifiques ont moins attire l’attention du grand public; ils sont pourtant bien plus probables. Les transgenes peuvent etre dissemines dans le temps, par l’intermediaire de repousses de colza apparaissant dans les cultures suivant les varietes transgeniques, a cause de la perte d’une partie des graines produites par les cultures de colza avant ou pendant la recolte [3, 4], et dans l’espace, par l’intermediaire de semences et de pollen dissemines par le vent ou d’autres vecteurs tels que les oiseaux ou les insectes [5-8]. Les semences dispersees peuvent produire directement des repousses de colza dans des champs voisins, tandis que le pollen peut transmettre le transgene en fecondant des plantes de colza presentes dans ces autres champs. Ce flux de genes peut etre a l’origine de differents problemes tels que l’apparition de repousses de colza resistantes aux herbicides, difficiles a eliminer lorsqu’il s’agit d’un transgene de resistance a un herbicide, ou la pollution de recoltes de colza classique par le transgene, quelle que soit sa nature, et l’impossibilite d’ecouler ces recoltes dans une filiere « non-OGM ». Il est donc apparu necessaire et urgent de mieux evaluer ce risque et d’identifier les moyens de le maitriser. Les premiers elements de reponse ont ete donnes par les plates-formes « plantes transgeniques » des instituts techniques [9, 10]; cependant, ces plates-formes sont limitees dans le temps et l’espace et il n’est pas possible d’y rendre compte de la variabilite regionale des systemes de culture et de leurs effets sur le devenir des repousses de colza; il n’est pas non plus possible d’attendre les resultats des plates-formes pour estimer des risques a long terme. Pour ces raisons, nous avons entrepris de construire un modele rendant compte de la repartition spatiale des systemes de culture ainsi que de leurs effets sur la dissemination, dans le temps et l’espace, d’un transgene (par exemple un gene de resistance aux herbicides ou un gene codant pour un acide gras) et sur sa persistance dans les populations de repousses de colza, sur des parcelles ayant ou non ete cultivees avec la variete de colza transgenique. Les autres risques lies aux cultures transgeniques (resistance aux antibiotiques, allergies alimentaires, etc.) ne sont pas consideres dans cette etude. Dans cet article, nous allons presenter les grands principes du modele d’evolution demographique et genetique des repousses de colza fonctionnant au niveau d’un champ cultive, puis l’integration et le fonctionnement de ce modele au niveau regional. Les exemples decrits lors de la presentation du modele et des simulations se rapportent generalement a un colza transgenique resistant a un herbicide. Mais le modele peut egalement etre utilise pour evaluer le flux de genes a partir de nouvelles varietes obtenues par selection classique et/ou pour des genes codant pour d’autres caracteristiques telles qu’une teneur en acide gras.

The authorization of genetically modified crops in Europe has been suspended while studying its consequences and management practices. This is the case of GM sugar beet varieties tolerant to a non-selective herbicide. Indeed, there is a risk of gene flow from the crop to wild relatives, i.e. weed beet, frequently found in sugar beet fields. This gene flow would allow the transfer of the herbicide tolerance to the weed beet and thus regress to the current situation or even worse, if the transgene confers a selective advantage to the weed in other crops as well. In order to determine those farming practices that limit or avoid the spread of transgenic weed beet, it is necessary to identify those elements of the cropping systems that influence the demography and genotype of beet population in a region and over the years.Because of the spatial and temporal dimensions as well as the large range of variability of cropping systems, it is impossible to study the phenomenon exclusively in experiments. Consequently, a model (GENESYS-BEET) was developed to quantify the effects of cropping systems on this gene flow. The model is based on the life-cycle of sugar and weed beet in each field, comprising a succession of life-stages (seedlings, bolters, flowering plants, seed production, seed bank). For each stage are calculated the density of individuals in each field as well as genotype proportions, especially proportions of transgenic individuals. The relationships between the stages depend on the crop cultivated in the field, on the techniques used to manage the crop and on beet genotypes. During flowering, pollen is exchanged between fields and the importance of this dispersal depends on the regional field pattern.Field experiments were then set up to study and quantify the yet unknown processes of the life-cycle. These trials led to the description and modelling of the evolution of weed beet seeds in soil and assessed in situ seed mortality, seed germination and seedling pre-emergence growth as a function of season. Other trials modelled all key life-stages of weed beet and groundkeepers (bolting proportions and progress, flowering progress, pollen production ....) in the crops most frequently found in sugar beet rotations. Part of the data necessary to construct the model, was taken from literature.The model was then coded and transformed into a software that was used to run simple simulations to check whether the model integrates the characteristic cropping systems elements correctly, while waiting for the model to be validated and used on a larger scale and in more realistic conditions.; L'autorisation de mise en culture de plantes transgéniques en Europe est suspendue à l'étude de ses conséquences et de ses moyens de gestion. C'est le cas pour la betterave sucrière tolérante à un herbicide non sélectif. Il existe en effet un risque de flux des transgènes de la culture vers des mauvaises herbes apparentées, les betteraves adventices, fréquentes dans les champs de betterave sucrière. Ce flux permettrait la transmission de la résistance à l'herbicide aux adventices et donc un retour à la situation actuelle, voire à une situation pire si le transgène confère un avantage à l'adventice dans d'autres cultures de la rotation. Pour déterminer les pratiques agricoles propres à éviter ou limiter l'apparition de betteraves mauvaises herbes transgéniques, il faut identifier les éléments des systèmes de culture qui influencent la démographie et la génétique des populations de betterave dans une région et à long terme. À cause des dimensions spatiales et temporelles du flux de gène ainsi que de la large gamme de variabilité des systèmes de culture, il est impossible d'étudier le phénomène exclusivement en expérimentation. Par conséquent, nous avons développé un modèle (GENESYS-BETTERAVE) qui quantifie les effets des systèmes de culture sur ce flux de gènes. Il est centré sur le cycle de développement des betteraves cultivées et adventices dans chaque parcelle basé sur une succession de stades clé (plantules, montées, plantes en fleurs, production semencière, stock semencier). Pour chaque stade est calculée la densité d'individus dans la parcelle ainsi que les proportions génotypiques, principalement celles des individus transgéniques. Les relations entre les stades dépendent des cultures en place dans les parcelles, des techniques utilisées pour gérer ces cultures ainsi que du génotype des betteraves. Pendant la floraison, du pollen est échangé entre les parcelles et l'importance de cette dispersion dépend du parcellaire. Une partie des informations nécessaires à la réalisation du modèle, est tirée de la littérature. Des expérimentations sont ensuite réalisées pour étudier et quantifier les parties encore peu connues du cycle de développement. Elles ont permis de décrire et de modéliser le devenir des semences enfouies de betteraves adventices, en mesurant la mortalité in situ, les capacités de germination des semences et de croissance pré-levée des plantules en fonction des saisons. D'autres essais ont permis de modéliser toutes les étapes clé du développement des betteraves adventices et des traînantes (dynamique et taux de montaison, dynamique de floraison, production de pollen...) dans les cultures les plus fréquentes de la rotation betteravière. Après avoir été programmé sous forme de logiciel, le modèle est alors utilisé pour des simulations simples qui montrent qu'il prend bien en compte les éléments caractéristiques des systèmes de cultures, en attendant une validation pour vérifier à plus grande échelle le réalisme de la prédiction.