LES DIFFERENTS MODES DE MULTIPLCATION DES PLANTES

Vigna radiata (L.) Wilzek

Le soja vert (Vigna radiata (L.) Wilzek) est originaire de l’Inde, la culture est diffusée vers la plupart des autres pays asiatiques et par la suite vers l’Afrique, l’Australie et l’Amérique (Baudoin et al., 1994 ; Brink et Belay, 2006). Vigna radiata (L.) Wilzek est une plante herbacée annuelle érigée à semi-érigée atteignant 130 cm de haut (Brink et Belay, 2006). La plante est constituée de racine pivotante bien développée à racines latérales localisées en profondeur. Elles présentent des renflements ou nodosités suite à une association symbiotique avec les bactéries Bradyrhizobium. La tige est très ramifiée ayant tendance à s’enrouler aux extrémités, anguleuse et recouverte de longs poils étalés. Les feuilles sont alternes, trifoliées mesurant 5 à 18 cm x 3 à 15 cm, folioles ovales, rhomboïdes ou obovales-oblongues, entières ou 2 à 3 lobées, vert foncé, pétiole de 5 à 21 cm de long, pétiolules de 3 à 6 mm de long. La fleur est pentamère avec une formule florale de: 5S+ 5P+ (5+5) E+ 1C. La corolle est de type papilionacé de couleur jaune ou verdâtre. Le calice campanulé. La fleur est bisexuée constituée des organes reproducteurs males et femelles. L’androcée comporte dix étamines dont 9 soudées et 1 libre.

Le gynécée est composé d’un style et d’un ovaire supère, sessile d’environ 7 mm de long. Le fruit est une gousse linéaire cylindrique de 2,5 à 15 cm x 4 à 9 mm, noire ou brun fauve contenant 7 à 20 graines. Les graines : de 2,5 à 4 mm x 2,5 à 3 mm x 2,5 à 3 mm, globuleuses à ellipsoïdes ou cubiques. Généralement vertes mais parfois jaunes olive, brunes, brun violacé, noires marbrées ou mouchetées de tâches noires, brillantes ou ternes. Le hile blanc, plat et bien visible d’environ 1,5 mm x 0,5 mm (Brink et Belay, 2006). La température élevée affecte les différentes stades de développement de Vigna radiata (initiation des fleurs, développement des gousses et des graines) causant une baisse du rendement suite à la diminution du nombre et du poids des graines alors que l’inoculation avec des Rhizobium améliore la croissance des plantes à température élevée (Goswamy et Panwar, 2014a ; Goswamy et Panwar 2014b). Le stress hydrique affecte plusieurs paramètres de croissance ; la longueur des racines et des pousses, longueur et poids des gousses, nombre et poids des graines (Hossain et al., 2010 ; Aslam et al., 2013), le degré d’altération dépend du génotype (Hossain et al., 2010).

Vigna mungo (L.) Hepper

Le soja noir (Vigna mungo (L.) Hepper) est originaire de l’Inde, premier producteur et consomateur dans le monde (Mony et al., 2010). Vigna mungo (L.) Hepper est une plante herbacée annuelle érigée poilue atteignant 100 cm de haut (Brink et Belay, 2006) constituée de racine pivotante bien développée, avec présence de nodules à bactéries Bradyrhizobium. La tige est abondamment ramifiée à partir de la base, cannelée avec des feuilles alternes, trifoliées mesurant 4 à 10 cm x 2 à 7 cm, folioles ovales ou rhombiquesovales, entières, acuminées, pétiole de 6 à 20 cm de long. La fleur dont la corolle est de type papilionacé de couleur jaune, petite. Le calice campanulé. La fleur est bisexuée. L’androcée comporte dix étamines dont 9 soudées et 1 libre. Le gynécée est composé d’un style courbé en spirale et d’un ovaire supère. Le fruit est une gousse cylindrique de 4 à 7 cm x 0,5 cm avec de longs poils, contenant 4 à 10 graines.

Les graines de 5 mm de long à bouts carrés sont ellipsoïdes, généralement noires avec un hile en relief et concave. Vigna mungo est une plante tolérante à la salinité avec une variation de tolérance entre les cultivars (Kapoor et Srivastava, 2010). Le stress hydrique affecte la croissance et le développement du Vigna mungo (Dahanayake et al., 2014 ; Swapna, 2016) et alterne plusieurs processus physiologiques associés à la croissance de cette culture et induit une diminution du poids frais et du poids sec des tiges et des racines et une baisse du rendement (diminution du nombre et poids des gousses et des graines) (Nilanthi et al., 2014 ; Anitha et al., 2015). La biofertilization de Vigna mungo par des souches de Rhizobium permet l’amélioration de la productivité et de la qualité des plantes par une augmentation de la longueur des racines, du nombre et du poids des graines (Singh et al., 2014).

Vigna unguiculata (L.) Walp

Le niébé ou cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp) est originaire d’Afrique, introduit en Europe et en Inde (Baudoin et al., 1994 ; Brink et Belay, 2006). Vigna unguiculata (L.) Walp est une plante herbacée annuelle ou vivace grimpante, rampante ou plus ou moins irigée atteignant 400 cm de haut (Brink et Belay, 2006) constituée de racine pivotante bien développée et racines latérales et adventives nombreuses. Forme des nodules fixateurs d’azote avec Sinorhizobium fredii et plusieurs espèces de Bradyrhizobium. La tige est anguleuse ou presque cylindrique. Les feuilles sont alternes, trifoliées mesurant 1,5 à 20 cm x 1 à 17 cm, folioles ovales ou rhomboides à lancéolées, entières parfois lobées, pétiole de 15 à 25 cm de long. La fleur : La corolle est de couleur rose à violette parfois blanche ou jaunâtre. Le calice campanulé. La fleur est bisexuée. L’androcée comporte dix étamines dont 9 soudées et 1 libre. Le gynécée est composé d’un style recourbé garni de fins poils dans la partie supérieure et d’un ovaire supère. Le fruit est une gousse linéaire cylindrique de 8 à 120 cm de long, brun pâle à maturité contenant 8 à 30 graines. Les graines de 0,5 à 1 cm de long, oblongues à presque globuleuses.

Noires, brunes, roses ou blanches. Le hile oblong, couvert d’un tissu blanc à arille noirâtre en bourrelet. La croissance du niébé est réussit dans des environnements extremes ; temperature élevée, faibles precipitations et les sols pauvres (Aasim et al., 2009a). Le niébé est modérement sensible à la salinité mais montre une tolérance plus importante aux stades plus avancés de la croissance (Brink et Belay, 2006). El Shaieny, 2015 rapporte que les génotypes de Vigna unguiculata présentent une différence significative dans leur tolérance à la salinité. L’étude de Hayatu et Mukhtar (2010) sur l’effet du stress hydrique sur les réponses physiologiques de la feuille chez Vigna unguiculata indique une réduction de l’activité du photosystème II (PSII) et de la teneur de la chlorophylle chez les génotypes stressés.

Principe de la culture in vitro

Le terme in vitro est toute exploitation ou expérimentation biologique qui se fait en dehors de l’organisme. La culture in vitro des tissus végétaux est l’ensemble de techniques permettant de régénérer des plantes complètes à partir des cellules, tissus ou organe sous des conditions aseptiques et dans un environnement contrôlé (température, lumière, composition du milieu de culture, phytohormones,…). La mise en culture d’un explant végétal dans un milieu de culture contenant les substances nutritives et les phytohormones conduit à la formation d’un tissu néoplasique relativement homogène appelé « cal » qui correspond à une dédifférenciation accompagnée d’une reprise des divisions cellulaires (mitoses) de l’explant initial (Margara, 1984).

La culture in vitro est basée sur la propriété de totipotence des cellules végétales qui signifie que les cellules de tissus déjà spécialisées (différenciées) peuvent d’abord perdre cette spécialisation en revenant à un état méristématique, puis se redifférencier pour donner des cellules d’un autre tissu (Laberche, 2004), chaque cellule possède la totalité de l’information génétique qui permet l’organisation et le fonctionnement de la plante dans son entier. Les régulateurs de croissance ou phytohormones sont des substances agissant à faible dose sur les divers processus physiologique de croissance et dans le contrôle du processus de différentiation pour la régénération des plantes (Burbulis et al., 2009). Les hormones végétales sont réparties en cinq groupes: les auxines, les cytokinines, les gibbéréllines, l’acide abscissique et l’éthylène. En plus de ces cinq principaux groupes, deux autres groupes semblent exercer une activité de regulation de la croissance des plantes, les brassinostéroides et les polyamines (Hopkins, 2003). L’effet d’une hormone varie selon sa concentration, le type ou la localization des cellules sur lesquelles elle agit (Nabors, 2008).

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Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE I- DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES
I – LA PLANTE
1- Vigna selon la classification phylogénétique APGII
2- Vigna radiata (L.) Wilzek
3- Vigna mungo (L.) Hepper
4- Vigna unguiculata (L.) Walp
5- Intérêts
a- Valeur nutritive
b- Importance agronomique
II – LES DIFFERENTS MODES DE MULTIPLCATION DES PLANTES
III- LA CULTURE “in vitro”
1- Principe de la culture in vitro
2- La régénération in vitro chez Vigna
3- Principe de la régénération directe à partir des noeuds cotylédonaires
a- La germination in vitro
b- Le choix de l’explant
c- Induction des pousses
d- Prolifération des pousses
e- Enracinement
f- Acclimatation
IV- LE STRESS SALIN
1- Effets du stress salin sur la plante
2- Effets du stress salin sur le genre Vigna
a- Effet du stress salin sur la germination
b- Effet du stress salin sur la croissance de la plante
c- Effet du stress salin sur le métabolisme de la plante
d- Effet du stress salin sur les cals
V- LA SELECTION VIA LA CULTURE IN VITRO
CHAPITRE II- MATERIEL ET METHODES
I- Matériel végétal
II- Méthodes
1- Régénération directe à partir des noeuds cotyledonaires
a- Germination in vitro
b- Mise en culture des explants
c- Prolifération des pousses
d- Enracinement des pousses
e- Transplantation
2- Etude de l’effet de différentes concentrations de NaCl sur la régénération directe à partir des noeuds cotyledonaires
3- Etude de l’effet de différentes concentrations de NaCl sur la callogenèse
4- Etude de l’effet de différentes concentrations de NaCl sur le profil biochimique des cals
a- Estimation quantitative des polyphénols
b- Estimation quantitative des flavonoïdes
c- Estimation quantitative des protéines solubles totales
d- Estimation quantitative des sucres solubles totaux
e- Estimation quantitative de la proline
CHAPITRE III- RESULTATS
I- Régénération directe à partir des noeuds cotyledonaires
1- Régéneration de Vigna radiata (L.) Wilzek
2- Régéneration de Vigna mungo (L.) Hepper
3- Régéneration de Vigna unguiculata (L.) Walp
II- Effet de différentes concentrations de NaCl sur la régénération directe à partir des noeuds cotyledonaires
1- Régéneration de Vigna radiata (L.) Wilzek sous stress salin
2- Régéneration de Vigna mungo (L.) Hepper sous stress salin
3- Régéneration de Vigna unguiculata (L.) Walp sous stress salin
III- Effet de différentes concentrations de NaCl sur Callogenèse
IV- Effet de différentes concentrations de NaCl sur le profil biochimique des cals
1- Effet du NaCl sur la production des composés phénoliques
2- Effet du NaCl sur la production des Flavonoïdes
3- Effet du NaCl sur la production des protéines solubles totales
4- Effet du NaCl sur la production des sucres solubles totaux
5- Effet du NaCl sur la teneur en proline
6- Corrélation entre les métabolites primaires et secondaires
DISCUSSION
CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES