Les maladies et les ennemies de la pomme de terre

Généralités sur la pomme de terre

Les catégories de la culture in vitro

Elles peuvent être regroupées en trois grandes catégories :

La catégorie de la culture in vitro Conforme

Il s’agit d’un mode de multiplication conduisant à des individus pourvus de même stock d’information héréditaire que la plante d’ont ils sont issus NOZERAN( et BANCILHON, 1972).

La micropropagation

La micro-propagation in vitro apporte un progrès considérable par rapport aux méthodes traditionnelles avec un taux de multiplication de 100 à 1000 fois plus élevé (OCHATTE, 2005). Cette technique permet la multiplication végétative de plusieurs plantes alimentaires, médicinales, horticoles (BRETAUDEAU, 2006).
La micropropagation consiste en une prolifération des bourgeons axillaires préexistants sur l’explant mère. Ceci offre une grande garantie de conformité génétique et une bonne stabilité des caractères au cours des repiquages successifs (ZRYD et al., 1988).
Elle est ainsi employée pour la production de pomme de terre de semence et pourla collection et la distribution du germoplasme dans le monde entier. A cette fin, des vitroplants indemnes de virus sont utilisés comme produit de départ.
L’analyse moléculaire des vitroplants propagés a prouvé que la micropropagation donne des vitroplants génétiquement stables (POTTERet JONES, 1991).
Les vitroplants de pomme de terre n’exigent pas d’hormones exogènes pour s’enraciner. En fait ils peuvent être propagés sur un milieu simple (VINTERHALTERet al., 1997).
La micropropagation in vitro est plus ou moins utilisée dans la production de plantes conformes pour les premières générations de multiplication. SelonLÊ (2001) pour produire des plantes génétiquement modifiées, la régénération doit donner des plantes conformes.

La microtubérisation

Une autre approche pour la micropropagation de pomme de terre : c’est l’induction des vitrotubercules. Ces derniers sont des tubercules de petite taille (4 à 12 mm), encore appelés microtubercules, produits en conditions stériles au laboratoire à partir de microboutures. Ces tubercules sont obtenus en plaçant les microboutures e n conditions inductrices de tubérisation : modification du milieu de culture, éclairage diminué, températures plus basses. Les bourgeons forment alors des stolons évoluant en microtubercules au bout de 2 à 3 mois (LE HINGRAT , 1994).
Biotechnologie et Amélioration de la pomme de terre Revue bibliographique
Figure n°7 : Micropropagation et microtubérisation de la pomme de terre par culturein vitro (d’après AMBROISE, 2002 ; HAЇCOUR, 2002).
Biotechnologie et Amélioration de la pomme de terre Revue bibliographique

Les facteurs influençant la microtubérisation

La microtubérisation est un processus physiologique complexe réglépar deux facteurs intrinsèques et extrinsèques.
Facteurs extrinsèques
1- photopériode: Lumière et obscurité agissent conjointement par leur durée et leurpériode d’exposition. Cependant une meilleure tubérisation est observée quand les boutures sont mises sous des longues photopériodes (16/8 h ; j/n) pour la micropropagation et sous des courtes photopériodes (8/16 h ; j/n) ou une obscurité totale pour la microtubérisation (SEABROOK et al., 1993).
2- lumière: Les lumières basses (6 à 12 µmol m-2 s-1) associées à des courtes photopériodes augmentent le nombre des yeux des microtubercules (GOPAL et al., 1997,1998).
3- température: Selon LECLERC et al., (1994) ; AKITA et TAKAYAMA (1994). Des faibles températures de (15 à 20°c) stimulent la microtubérisation et une température de 25°c combinée à une concentration de 8% de saccharose donne un meilleur taux de tubérisation (LEVY et al., 1993).
4- potassium: Le potassium n’a aucun effet inhibiteur sur le nombre de microtubercules ; par contre il a un effet stimulateur sur la masse et la taille de microtubercules et cela quand le milieu MS contient 40 ml de potassium (NAIK et SARKAR, 1998).
5- rapport nitrogène / carbone: Une faible provision de nitrogène induit la formation des tubercules en augmentant le rapport carbone/nitrogène (SATTELMACHER et MARSHNER, 1978), ce qui est de même pour les microtubercules de sorte que lesfaibles concentrations de nitrogène et de nitrate d’ammonium sont utilisées pour améliorerleur induction et leur croissance (ZERRABEITIA et al., 1997 ; SARKAR et NAIK, 1998).
On doit noter que le nitrate d’ammonium est parmi les composants majeurs du milieu MS. 6- saccharose: Le saccharose est très essentiel dans la culture in vitro de pomme de terre pour son effet sur la synthèse de l’amidon qui est influencée par :
• Le haut potentiel osmotique dû à l’excès du saccharose (KHURI et MOORBY, 1995),
• Et son action enzymatique vu que le saccharose invertase a un effet direct sur la
formation des tubercules (ROSS et al., 1994).
Le saccharose est aussi utilisé comme source d’énergie et sahaute concentration a un rôle dans la formation des microtubercules (STRUIK et WIERSEMA, 1999a), ce qui correspond avec les résultats de BHOJWANI (2001) où une meilleure tubérisation est observée avec une concentration de 8%.
7- nombre de nœuds par bouture: Dans la micropropagation, les segments uninodaux sont utilisés pour augmenter le nombre de vitroplants et par conséquent celui de microtubercules. Par contre l’utilisation des segments plurinodaux (6 à 10 noeuds par tig e) apparaît plus efficace pour la microtubérisation. En effet on observe que ces derniers tubérisent plus rapidement et produisent des microtubercules volumineux par rapport à c eux d’uninodaux (DONNELLY et al., 2003).
8- type de milieu: Le taux de tubérisation diffère selon que le milieu soit solide ou iquidel. Dans l’étude de XUAN CHUN PIAO et al., (2003) ils ont obtenu des meilleurs résultats avec l’utilisation de bioreacteur ; l’utilisation de ce dernier n’a pa s seulement donné un grand nombre de microtubercules par vitroplant mais elle a aussi donné une taille et un poids très considérable par rapport à celui du milieu solide. De même un milieu solide à base de gélirite (2g/l) donne de meilleurs résultats qu’un milieu solide à base de gélose (6g/l) (NOWAK et ASIEDU, 1992).
9- facteurs de croissance:
a- gibbérellines: Acide gibbérellique retarde la formation des tubercules et stimule l’élongation des stolons (OKAZAWA, 1967 ; VREUGDENHIL et STRUIK, 1989) ont observé que le niveau de cette hormone diminue juste avant la tubérisation.
b- cytokinines: Les cytokinines exogènes stimulent le processus de microtubérisation (LIAN et al., 1998) et à leur tête la BAP (DONNELLY et al., 2003). Selon LIAN et al., (1998) des meilleurs résultats ont été obtenu en présence de BAP et deCC. En outre PALMER et SMITH (1969) ont montré que les Cytokinines tel que la Kinétine et al BAP stimulent la formation des tubercules.
c- auxines: OBATA et SUZUKI (1979) ont observé un niveau d’auxines très élevédans les pointes des stolons pendant les premiers temps de formation des tubercules et il diminue quand les tubercules grandissent.
d- acide abscissique: KRAUS et MARSCHNER (1998) ont suggéré que l’ABA peut inhiber l’effet de gibbérelline.
e- éthylène:L’éthylène inhibe l’élongation du stolon (VREUGDENHIL et STRUIK, 1989) et produit des tubercules morphologiquement incomplets et qui ne contiennent pas d’amidon (CATCHPOLE et HILLMAN, 1969). Cependant les traitements avec l’éthylène exogène sont utilisés pour stimuler la germination des microtubercules en stade de dormance (SUTTLE, 1998).
f- acide jasmonique: Dans des études récentes de (PRUSKI etal., 2002), l’utilisation de l’acide jasmonique à une concentration de moins de 5 µm donnent un meilleur développement de racines et des tiges.
Tableau n°6 : L es différents facteurs de croissance et leurs propriété
Facteurs intrinsèques
1- position de l’explant: Une meilleure tubérisation est observée chez les bourgeons de la partie basale, par comparaison aux bourgeons apicaux (CHARLES et al., 1995).
2- âge physiologique du tubercule mère: L’âge physiologique du tubercule mère peut avoir un effet sur la production des microtubercules, cela correspond avec les conclusions de VILLAFRANCA et al., (1998) ; VREUGDENHIL et al., (1998) où ils ont obtenu un taux de microtubercules très élevé et une croissance très rapide lorsque le tuberculemère est vieux.
3- génotype:Les microtubercules se différencient selon leur taille, leur âge physiologique et leur durée de dormance ; ce qui explique que la microtubérisation est en fonction du génotype (TÁBÓRI et al., 1999 ; COLEMAN et COLEMAN, 2000).
Dormance
La dormance des microtubercules impose un délai supplémentairede 6 mois. Elle dépend principalement de la variété, et le plus simple est d’utiliser la levée naturelle de dormance, car les traitements utilisés jusqu’à maintenant n’ont pas donné un résultat sans effet secondaire par exemple selon RANALLI (1997) ; STRUIK et WIERSEMA (1999b) : la rindine brûle les microtubercules à cause de leur petite taille et l’acide gibbérellique risque de provoquer un allongement excessif en cas de surdosage.
Avantages
La production de vitrotubercules pouvait se substituer à la méthode actuelle du microbouturage avec les avantages suivants :
– Possibilité de stocker les microtubercules au froid pendant une longue périodeet de cette façon la conservation des génotypes et réaliser ainsi des plantations déphasées soit sous abris ou en plein champ.
– Possibilité de pouvoir les planter mécaniquement en plein champ (semoir de précision à pois chiche), et possibilité d’enrobage (régulateurs de croissance, engrais et produits phytosanitaires) (OULD RAMOUL, 1997).
– Facilité de leur transport d’une région ou d’un pays à l’autre, particulièrement les pays souvent très éloignés demandeurs de plants de très haute qualité.
– Production d’un tel matériel exigeant moins de moyens matérielsen infrastructures donc en principe moins onéreuse.
– Production et disponibilité des microtubercules à n’importe quelle époque de l’année.
– Ils peuvent être directement semés dans le sol.
– Problème de transmission de maladies écarté (en partie) vu queettec technique permet l’amélioration de l’état sanitaire du matériel végétal utilisé.
– Les microtubercules présentent l’avantage de pouvoir être fabriqués contreà saison par rapport aux boutures.
 Inconvénients
Cette technique présente cependant, certaines limites, à savoir :
– La petite taille et l’origine du tubercule confèrent à ce dernie r une fragilité et une sensibilité accrues aux attaques extérieures.
– La levée de dormance est assez lente et irrégulière.
– Le ratio « nombre de microtubercules / nombre de boutures » est relativement faible et mérite d’être augmenté.
– L’exigence d’une main d’oeuvre qualifiée pour les repiquages axéniques et pour la récolte (DEZA, 1991).

Culture de méristème

Dès 1952, George Morel de INRA de Versailles réussite à obtenirune plante entière à partir d’un méristème (OCHATTE, 2005), et selon TEOULE, (1999) chez une plante virosée la répartition du virus semble très variable selon l’organe, le méristème en particulier est une structure très protégée et est généralement indemne de viruse. Lméristème est un petit organe composé de cellules mèristèmatiques à division rapide ; il constitue le matériel idéal de départ étant donné que le méristème se développe d’une manière génétiquementablest et réduit le niveau d’infection virale (ESPINOSA et al., 1992). Cette technique est donc utilisée pour obtenir des plantes saines à partir des plantes viroses (AUGE, 1992), surtout si il est associé à la thermothérapie (GRIFFITHSet al., 1990).

Embryogenèse somatique

Un apport important de la technique des cultures in vitro à la biologie a montré que des cellules somatiques pouvaient produire des structures comparables à des embryons, méritant l’appellation d’embryons somatiques (MARGARA, 1984). Ces embryons peuvent se développer à partir des cellules à 2n chromosomes issues de feuilles , racines ou tige (BOCCON-GIBOD et JALOUZOT, 1989).Cependant l’embryogenèse somatique est rarement utilisée chez la pomme de terre (SEABROOK et DOUGLASS, 2000), et son utilisation est localisée surtout pour la production de semences synthétiques (REDENBAUGH, 1993 ; GRAYet al., 1995).

Conservation

La conservation est l’un des avantages de la culture in vitro. Cette technique nous a permis de conserver le matériel végétal pour une longue durée jusqu’amoment de son utilisation. Ce matériel peut être des cellules, des protoplastes, des cals, des vitroplants et des vitrotubercules. La conservation des vitroplants et des vitrotubercules peut se faire dans un milieu de conservation contenant le mannitol à une température de 4 à 6°C et à une photopériode de 16 heures / jour (DODDSet al., 1991).Parmi les techniques de conservation : la cryoconservation. Cette technique représente la conservation du matériel vivant à très basse température. Généralement, elle consiste à stocker le matériel végétal dans l’azote liquide (-196°C) ou dans les vapeurs d’azote(-150°C). A cette température toutes les activités physico-chimiquesdes cellules sont interrompues (DUSSERT et al., 2002).

La catégorie de la culture in vitro Non conforme

Ce procédé utilise un matériel végétal peu régulé et le placeen conditions déstabilisants les signaux ; on voit alors apparaître une variabilité importante (DEMARLY, 1985).

Haplométhodes

Ces techniques ne démarrent pas des cellules somatiques mais de cellules gamétiques (KASHA et KO, 1970 ; KELLER et AMSTRONG, 1979 ; DE BUYSER, 1980 in DEMERLY, 1985).Ce sont des cultures d’anthères(Androgenèse) ou de microspores, ou de sacs embryonnaires ou ovaires(Gynogenèse). Ces processus permettent d’obtenir des lignées pures, en passant par l’haploïdisation puis le dédoublement (DEMARLY, 1985).
Chez la pomme de terre, espèce tétraploïde, l’utilisation des plantes haploïdes, donc diploïdes, que l’on appellera dihaploïdes (HD) est fondamentale à cause de l’i mportance de sa variabilité génétique, et de la facilité des croisements erspécifiques,int car la plus part des pommes de terres sauvages sont diploïdes (BOCCON-GIBOD et JALOUZOT, 1989).

Variation somaclonale

D’après NOWBUTH et al., (2005) on appelle variation somaclonale des modifications du phénotype des plantes qui apparaissent le plus souvent lors de la régénération de nouvelles plantules à partir de tissus déjà différencies.
LARKIN et SCOWCROFT, (1981) ont montré, à l’issue d’un travail de recherche, qu’il pouvait être très intéressant d’exploiter la variabilitéénétiqueg induite par certaines cultures in vitro, dans le but de création variétale. Ils s’appuyaient sur quelques exemples modèles comme celui de la pomme de terre et de la canne à sucre où ils ont contribué à faire adopter le terme de variation somaclonale, désignant toute variation génétique induite par le seul fait de cultiver des tissus, des cellules, ou des organes qui ont pour objectif l’établissement de cellules dédifférenciées sous des conditions decultures in vitro définies (WENZEL, 1994).
SNYDER et BELKNAP, (1993) ont observé que les plantes de pomme de tere régénérées présentent un faible niveau de variation somaclonale comparée avec celles dérivées des protoplastes.

Les facteurs influençant la culture in vitro

La lumière et la photopériode

La lumière est un facteur déterminant pour la culture in vitro des plantes. Elle à une grande influence de part la durée d’exposition (photopériode), selon HUSEY et STACEY, (1981). D’autre part la longueur de jour qui affecte la vigueur et le développement des proliférations et la croissance des cals, cette dernière pourrait aussi contribuer à la formation des cals (BRIGGS, 1964), de façon général le début de croissance nécessite une faible intensité lumineuse (500à 1000 lux) avec 12 à 16 heures de photopériodes (BOMMENENI et JAUHAR, 2003). Lorsqu’il s’agit de préparer la plantule au rempotage en serre, il apparaît souvent préférable d’augmenter l’intensité de l’éclairement (parexemple 10000 lux) (MARGARA ,1984).

 La température

La température de beaucoup de chambres à culture est constante de l’ordre de 22° à 25° C (MARGARA, 1984) mais selon LÊ, (1994) des faibles température s de 15°à 20° C stimulant la microtubèrisation chez la pomme de terre.

Le support de milieux de culture

Les six macroéléments nécessaires à la croissance (N, ,PS, K, Mg, Ca) sont absorbés sous forme d’ions (MARGARA ,1984). Le potassium occupe la première position, il existe dans le milieu sous forme de nitrate ou chlorure avec une concentration de 20 Ŕ 30 mM, Il occupe la position du maître cation en relation d’une part avec la préférence de l’absorption qui lui vaut sa grande fusibilité complète d’une sélectivité avecxclusione de d’autre part Na. Deuxièmement le phosphore est absorbé sous la forme orthophosphorique (H2Po4 ouHPO4), les besoins de la croissance dans les cultures des tissus varient de 1-30Mm, il augmente la densité des racines. Pour le calcium, les besoins en cet élémentvarient de 1-3 mM, le rôle du calcium, est le maintient de la structure cellulaire. Le magnésium à un rôle de construction de la molécule de chlorophylle et finalement les composés azotiques qui représentent la principale source d’alimentation azotée (YVES, 1984).

Table des matières

Introduction
Revue bibliographique
I. Généralités sur la pomme de terre
I.1. Historique de la pomme de terre
I.2. Taxonomie et origine
I.3. Description Botanique
I.3.1. Description de l’Appareil aérien
I.3.2. Description de l’Appareil souterrain
I.3.2.1 Structure externe du tubercule
I.3.2.2 Structure interne du tubercule
I.4 Cycle de reproduction et physiologie
I.4.1. Cycle sexué
I.4.2. Cycle végétatif
I.4.2.1. dormance
I.4.2.2. germination
I.4.2.3. croissance
I.4.2.4. tubérisation
I.5. Variétés
I.6. Les exigences de la plante
I.6.1. Exigences climatiques
I.6.1.1. La température
I.5.1.2. La lumière
I.6.1.3. L’alimentation en eau
I.6.2. Exigences édaphiques
I.6.3. Exigences en éléments fertilisants
I.7.Les maladies et les ennemies de la pomme de terre
I.8. Composition biochimique du tubercule
I.9. Production de la pomme de terre
I.9.1. Production mondiale
I.9.2. Production de la pomme de terre en Algérie
II. Biotechnologie et Amélioration de la pomme de terre
II.1. Historique de la culture in vitro
II.2. Les catégories de la culture in vitro
II.2.1. La catégorie de la culture in vitro Conforme
II.2.1.1. La micropropagation
II.2.1.2. La microtubérisation
II.2.1.2.1.Les facteurs influençant la microtubérisation
II.2.1.2.1.1. Facteurs extrinsèques
II.2.1.2.1.2. Facteurs intrinsèques
II.2.1.2.2. Dormance
II.2.1.2.3. Avantages
II.2.1.2.4. Inconvénients
II.2.1.3. Culture de méristème
II.2.1.4. Embryogenèse somatique
II.2.1.5. Conservation
II.2.2. La catégorie de la culture in vitro Non conforme
II.2.2.1. Haplométhodes
II.2.2.2. Variation somaclonale
II.2.3. Les facteurs influençant la culture in vitro
II.2.3.1. La lumière et la photopériode
II.2.3.2. La température
II.2.3.3. Le support de milieux de culture
II.2.3.4. Le saccharose
II.2.3.5. Les vitamines
II.2.3.6. Les régulateurs de croissances
II.2.4.1. L’organogenèse in vitro
II.2.4.1. La caulogénèse
II.2.4.2. La rhizogénèse
II.2.5.Les avantages et les inconvénients de la culture in vitro
II.2.5.1. Les avantages de la culture in vitro
II.2.5.2. Les inconvénients
II.3. Transformations génétiques
II.3.1. Hybridation interspécifique
II.3.2. Culture et fusion de protoplastes
II.3.2.1. culture de protoplastes
II.3.2.2. fusion de protoplastes
II.3.2.3. Diversité des produits de fusion
II.3.3. Transfert des gènes
II.4. Biotechnologie dans le schéma de sélection de la pomme de terre
III. Nutrition minérale des végétaux
III.1. La composition minérale des végétaux
III.1.1. Les macroéléments
III.1.2. Les oligoéléments
III.2. Besoins en éléments minéraux
III.2.1. Les éléments nutritifs essentiels
III.2.2. Les éléments nutritifs bénéfiques
III.3. Le rôle des éléments minéraux et leur importance pour la plante
III.3.1. Le rôle des macroéléments
III.3.2. Le rôle des oligoéléments
Matériel et méthodes
I. Matériel
I.1.Matériel végétal
I.1.1.Origine
I.1.2. Caractères descriptifs des génotypes
I.1.2. Germination des semences
I.1.3. Lavage des semences
I.2. Milieux de culture de micropropagation
I.2.1.Milieu à base de produits chimiques
I.2.1.1. Préparation des solutions mères des milieux de culture
I.2.1.2. Préparation de la solution finale du milieu de culture
I.2.2. Milieu à base de cendres
I.2.2.1. Préparation des cendres
I.2.2.2. Préparation des milieux
I.2.3. Milieu de culture de microtubérisation
I.3. Stérilisation
I.3.1. Stérilisation du milieu de culture
I.3.2. La Stérilisation des instruments
I.3.3. Stérilisation des explants
I.3.3.1. Solutions stérilisantes
I.3.3.2. Préparation des explants de pomme de terre
II. Méthodes
II.1.Mise en culture
II.1.1.Zone du travail
II.1.2. Repiquage des explants
II.1.2.1. Micropropagation
II.1.2.2. Microtubérisation
II.1.3. Incubation des explants
II.1.3.1. Micropropagation
II.1.3.2. Microtubérisation
II.2. Mesures effectuées
II.2.1. Micropropagation
II.2.2. Microtubérisation
II.3. Analyse statistique des résultats
Résultats et discussion
I. Micropropagation
I.1. La rhizogénèse
I.1.1. Nombre de racines principales
I.1.2. Longueur de racines principale
I.1.3. Nombre de racines secondaires
I.2. La caulogenèse
I.2.1. Le nombre de tiges
I.2.2. La longueur de la tige
Table des matières
I.2.3. Nombre de feuilles
I.3. Etudes des corrélations
II. Microtubérisation
II.1. Rhizogénèse
II.1.1. Nombre de racines
II.1.2. Longueur des racines
II.1.3. Poids des racines
II.2. Caulogénèse
II.2.1. Longueur de la tige
II.2.2. Nombre de noeuds
II.3. Microtubercules
II.3.1. Positions et formes
II.3.2. Aspect morphologique
II.3.3. Nombre de microtubercules par vitroplant
II.3.4. Diamètre des microtubercules
II.3.5. Poids des microtubercules
II.4. Etude des corrélations
Disscussion générale
I. La micropropagation
II. La micotubérisation
Conclusion et perspectives
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
RESUME

Télécharger le rapport complet