Le rôle des facteurs physiques dans la micropropagation et l’acclimatation des vitroplants

Le rôle des facteurs physiques dans la micropropagation et l’acclimatation des vitroplants

Origine et dispersion de la culture du bananier

La banane est une des plus anciennes plantes cultivées par l ‘homme. La plupart des clones issus de l ‘évolution naturelle sont cultivés pour l ‘alimentation (KRIKORIAN et CRONAUER, 1984).
SIMMONDS et SHEPHERD (1956) suggèrent que les bananes comestibles ont évolué dans le vieux monde à travers plusieurs mécanismes à partir de deux espèces sauvages : Musa acurninata COLLA.  et Musa balbisiana COLLA.
Musa acurninata dont le génome est représenté par la lettre A, a son centre originaire de diversité dans la région de Malaisie-Indonésie. Ce sont des plants diploides où se trouvent les bananes sauvages et les parthénocarpiques . Les formes diploides (AA) sont probablement issues de l’établissement de plusieurs degrés de parthénocarpie et de stérilité femelle. Les triploides (AAA) sont des variétés comestibles (sans graines). Ceci fut sûrement la conséquence de la fusion d ‘un gamète mâle haploide avec un ovocyte contenant du matériel chromosomique doublé ou non réduit. La sélection et la multiplication végétative clonale assurèrent la persistance des clones les plus appréciés . De plus, des mutations somatiques ont pu avoir lieu et les plantes possédant des qualités supérieures ont pu être sélectionnées et perpétuées .
M. balbisiana, dont le génome est représenté par la lettre B est originaire de la région Indienne du sous-continent Malaisien. Cette espèce se présente comme diploide avec des graines (BB). Lors au contact entre M. acuminata (AA ou AAA) et M. balbisiana, des nouvelles variétés comestibles de constitution  génomique hybride apparaissent. Les formes diplofdes issues de cette hybridation, sont considérées comme étant à l’origine des formes à graines de M. acuminata et M. balbisiana.

L’environnement affectant la croissance et la morphogenèse « in vitro »

D’après GEORGE et SHERRINGTON (1984) les facteurs influençant la croissance et la morphogenèse in vitro peuvent être groupés selon quatre critères principaux:
– Le génotype,
– Le substrat ,
– L’environnement,
– Le type d ‘expiant utilisé.
Dans le troisième point , l ‘environnement , se trouvent les conditions physiques dans lesquelles la culture des tissus est placée à savoir : la température, l’humidité, les effets de la lumière, les échanges gazeux, etc

Le rôle de la lumière

Le spectre visible de l ‘énergie radiante inclut les longueurs d’onde de 390 nm (violet) à près de 760 nm (région du rouge) . Lorsqu’on travaille avec les plantes, communément, on inclut de l’ultraviolet proche (320 nm) jusqu’à 800 nm à peu près. Les « quanta » de ce spectre ont une faible énergie entre 36 et 90 Kcal E-1 en fonction de la longueur d ‘onde. Cette énergie est assez élevée pour altérer les électrons des niveaux énergétiques extérieurs des atomes et molécules, mais non pas pour induire une ionisation. Ces quanta peuvent être absorbés dans une plante, seulement par un très petit nombre de molécules lesquelles sont caractérisées par des systèmes d ‘électrons  (ex : chlorophylles, caroténoides)(MOHR, 1969) .
Il est important de définir des unités de mesure appropriées à la sensitivité des récepteurs de la lumière chez les plants (annexe V) puisqu’on a pris erronément des unités adaptées à l ‘œil humain.

L’autotrophie de la plante « in vitro »

Les explants in vitro doivent être mis sur un milieu contenant du sucre, pour assurer leur survie. Les plants ainsi obtenus ne sont pas initialement autotrophiques et doivent subir une période de transition avant d’initier une alimentation indépendante. Il existe en plus, le problème de la forte humidité sous laquelle ils sont cultivés et leur aptitude à une perte d ‘eau sévère. De tels plants ne sont pas dépendants de leur photosynthèse.
CERBON et VILLEGAS (1983) ont déterminé que durant le passage d ‘une croissance hétérotrophique à une croissance autotrophique, chez des tissus cellulaires, des changements du métabolisme des lipides ont lieu en vue de placer le mécanisme photosynthétique dans les chloroplastes.
Ce genre d’études permet de réaliser le suivi biochimique du devenir autotrophe des tissus végétaux cultivés in vitro.
La teneur en chlorophylle dans les tissus in vitro est trop faible par rapport aux plants in vivo de la même espèce. Lors de l ‘exposition à la lumière de ces tissus, le taux de formation de chlorophylle est très inférieur à celui des tissus organisés, préalablement étiolés. Des cals verts ont été obtenus sur des milieux sans source de charbon et avec des concentrations de 1 % à 2 % de co2, ce qui a produit une augmentation du poids sec par une assimilation carbonée photosynthétique (STREET, 1977, cité par GEORGE et SHERRINGTON, 1984) .

Les échanges gazeux

Les gaz trouvés communément pendant une expérience de culture des tissus végétaux sont l’oxygène, le gaz carbonique, l ‘éthylène et l ‘ozone.
D’après MARTIN (1980, cité par ROBERTS, 1983) il y a peu d ‘évidence dans la littérature, que le co2 exogène joue un rôle significatif dans la croissance des tissus cultivés en présence d ‘autres sources de carbone. Il y a cependant la possibilité que le gaz carbonique influence la xylogènes indirectement via l ‘éthylène. Le C02 a stimulé la biosynthèse de l’éthylène dans des disques de feuilles de tabac (AHARONI et LIEBERMAN, 1979, cités par ROBERTS, 1983) , et dans des plantes entières de tournesol (BASSI et SPENCER, 1982, cités par ROBERTS, 1983) . D’autres chercheurs ont trouvé que le C02 a stimulé la xylogènes en cultures de tissus de pêche (BRADLEY et DAHEM, 1971 ).
La biosynthèse de l’éthylène dépend des organes prélevés. Cependant , la lumière ou le co2 peuvent induire ou inhiber la production de celui-là (Shang Fa YANG, 1985) .

Le rôle des facteurs physiques dans la micropropagation et l ‘acclimatation des vitroplants

Il existe peu de recherches traitant le sujet de l ‘acclimatation des plants issus d ‘in vitro. Bien entendu, celle-ci dépendra du génotype en question et des conditions que la jeune plante a subies.
Il est donc difficile d’établir une méthodologie générale pour obtenir un taux élevé de réussite dans la phase d ‘acclimatation des vitroplants.
Cependant , il est nécessaire de connaître le rôle de chacun des facteurs intervenant dans cette phase, à fin d ‘aboutir à leur optimisation.
Dans cette section, on présente quelques résultats obtenus par divers auteurs et ensuite on essayera d’approfondir sur le rôle des facteurs intervenants.
Dans les informations existantes au sujet des meilleures conditions in vitro, vis-à-vis de la lumière, il est préconisé généralement un éclairement faible de 10 à 20 wm . Il a été montré que l ‘intensité de  l’éclairement dans le cas de Sequoia (100 W rn ) joue un rôle important pour la rhizogénèse et la reprise de la croissance en serre des jeunes plantes issues d’in vitro. Un éclairement pareil a été rarement ou jamais réalisé en salle de culture in vitro.

Table des matières

INTRODUCTION
I. REVISION BIBLIOGRAPHIQUE
1. Présentation de la plante
1.1. Origine et dispersion de la culture du bananier
1.2. Systémique et botanique
2.L’environnement affectant la croissance et la morphogenèse « in vitro »
2.1. Rôle de la lumière
2.2. l’autotrophie de la plante : « in vitro »
2.3. Les échanges gazeux
3. Le rôle des facteurs physiques dans la micropropagation et l’acclimatation des vitroplants
II. MATERIELS ET METHODES
1. Matériel végétal
2. Méthodes
2 .1 Techniques « in vitro »
2. 1.1. Facteurs étudiés – Traitements
2.1.2. Localisation des traitements
2.2 Techniques « in vitro  » Description du mode de sevrage
2.2.1. Conditions physiques du sevrage
2.2.2. La nutrition des vitroplants en sevrage
3. Paramètres – Prélèvement des données
3.1 . Paramètres mesurés
3.2. l’analyse statistique des données
4. Les analyses
4.1.Les analyses minérales
4.2.Les analyses des sucres
4.2.1. Préparation des aliquotes du milieu gélosé
4.2.2. Préparation des aliquotes du matériel végétal
4.2.3. Dosage des sucres
4.3.Les analyses des chlorophylles
III. RESULTATS ET DISCUSSION
1. Résultats par groupe d’expériences
1.1.Groupe d’expérience n°1
1.1.1. Résultats « in vitro »
1.1.2. Résultats « in vivo »
1.2.Groupe d’expérience n°2
1 .2.1 . Effets du conteneur
1. 2 .1 .1. In vitro
1.2.1 .2. In vivo
1.2.2. Effets du charbon actif
1.3. Groupe d’expérience n°3
1 .3.1. Résultats « in vitro »
1.3.2. Résultats « in vivo »
1.4. Groupe d’expérience n°4
1.4 .1. Résultats « in vitro »
1 .4.2. Résultats « in vivo
1.5. Groupe d’expérience n°5
1. 5 .1. Résultats « in vitro »
1. 5. 2. Résultats « in vivo »
1.6. Groupe d’expérience n°6
2. Effets des facteurs étudiés
2.1. Effets de l’intensité lumineuse
2·2· Effets de la photopériode  à 60 W.m-²
2.3.Effets du type de bouchage
2.4 .Effets de la température
2.5. Effets de la teneur en sucre
2.6. Effets de la date du sevrage
3. Facteurs corrélatifs
4. Analyses minérales et des sucres
4.1. Analyse du milieu gélosé en fin de prolifération
4.2. Analyse des bananiers en fin de prolifération
4.3. Analyse du milieu vierge (gélosé) de croissance au début de l’expérimentation
4.4. Groupe d’expérience n°1
4.4. 1. Analyse des milieux gélosés
4.4.2. Analyse minérale des bananiers
4.5.Groupe d’expérience n°2
4.5.1. Analyse des milieux gélosés
4.5.2. Analyse minérale des bananiers
4.6.Groupe d’expérience n°3
4.6. 1. Analyse des milieux gélosés
4.6.2. Analyse minérale des bananiers
4.7. Teneurs et rapports ioniques des éléments minéraux des vitroplants de bananier
CONCLUSION

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