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Current status and environmental impact of transgenic forest trees

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Abstract:

Advances in technology for in vitro propagation and genetic transformation have accelerated the development of genetically engineered trees during the past 15 years. At least 33 species of transformed forest trees have been successfully regenerated to date. Targeted traits include herbicide tolerance, pest resistance, abiotic stress tolerance, modified fiber quality and quantity, and altered growth and reproductive development. Commercial potential has been demonstrated in the field for a few traits, in particular herbicide tolerance, insect resistance, and altered lignin content. Now that commercial implementation is feasible, at least for the few genotypes that can be efficiently transformed and propagated, environmental concerns have become the main obstacle to public acceptance and regulatory approval. Ecological risks associated with commercial release range from transgene escape and introgression into wild gene pools to the impact of transgene products on other organisms and ecosystem processes. Evaluation of those risks is confounded by the long life span of trees, and by limitations of extrapolating results from small-scale studies to larger-scale plantations. Issues that are central to safe deployment can only be addressed by permitting medium- to large-scale release of transgenic trees over a full rotation. Current regulations restricting field releases of all transgenes in both time and space need to be replaced with regulations that recognize different levels of risk (as determined by the origin of the transgene, its impact on reproductive fitness, and nontarget impacts) and assign a commensurate level of confinement. The next step in determining acceptability of transgene technology for forest tree improvement is the unconfined release of constructs that pose little risk in terms of gene escape and nontarget impacts, such as lignin-altered poplar or pine, to permit evaluation of ecological risks and environmental or agronomic benefits at relevant scales.

Depuis 15 ans, les développements technologiques liés à la multiplication in vitro et la transformation génétique ont permis d'accélérer la mise au point d'arbres génétiquement modifiés. À ce jour, les scientifiques ont pu produire des arbres forestiers modifiés avec au moins 33 d'espèces. Les caractères cibles comprennent la tolérance aux herbicides, la résistance aux ravageurs, la tolérance aux stress abiotiques, la modification de la quantité et de la qualité des fibres, l'altération de la croissance et le développement des fonctions reproductrices. Le potentiel commercial a été démontré au champ pour quelques-uns de ces caractères, en particulier la résistance aux herbicides, la résistance aux insectes et l'altération du contenu en lignine. Alors que la commercialisation apparaît réalisable, du moins pour les quelques génotypes qui peuvent être modifiés et multipliés de façon efficace, les inquiétudes pour l'environnement sont devenues l'obstacle principal à l'approbation régulatrice et à l'acceptation populaire. Les risques écologiques associés au déploiement commercial vont de la dispersion du transgène et son introgression au sein des bassins géniques naturels à l'impact des produits transgéniques sur les autres organismes et processus écologiques. L'évaluation de ces risques est compliquée en raison de la longévité des arbres et de la difficulté à extrapoler les résultats d'études à petite échelle aux plantations à plus grande échelle. Les principaux enjeux liés au déploiement sécuritaire peuvent être abordés uniquement en permettant le déploiement à moyenne et à grande échelle d'arbres transgéniques pendant une révolution complète. Les règlements actuels qui restreignent dans le temps et dans l'espace le déploiement au champ de tous les transgènes doivent être remplacés par une réglementation qui reconnaît les différents niveaux de risque (tels que déterminés par l'origine du transgène, son impact sur le succès en reproduction ainsi que les impacts non spécifiques) et qui attribue un niveau correspondant de confinement. L'étape suivante dans la démarche visant à déterminer l'acceptabilité de la technologie transgénique en amélioration génétique des arbres forestiers vise le déploiement sans confinement de constructions qui posent peu de risque en termes de dispersion des gènes et des impacts non spé cifiques, comme l'utilisation de pins ou de peupliers dont la lignine a été modifiée, afin de permettre l'évaluation des risques écologiques et des bénéfices environnementaux ou agronomiques à des échelles pertinentes.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2004

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  • Published since 1971, this monthly journal features articles, reviews, notes and commentaries on all aspects of forest science, including biometrics and mensuration, conservation, disturbance, ecology, economics, entomology, fire, genetics, management, operations, pathology, physiology, policy, remote sensing, social science, soil, silviculture, wildlife and wood science, contributed by internationally respected scientists. It also publishes special issues dedicated to a topic of current interest.
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