VITROPROPAGATION de Medinilla mandrakensis (Melastomataceae)

Madagascar est dénommé “Île au trésor”, puisqu’il abrite les 5 % des espèces animales et végétales de la planète, avec un taux d’endémisme accru (Ravoahangy, 2011). A propos de la flore, ce taux est de 85% sur un total de 12000 espèces (Guillaumet, 1984). Malheureusement, à cause des pressions anthropiques auxquelles s’ajoute l’exploitation minière qui gagne de plus en plus de place depuis quelques années, la surface forestière se rétrécit progressivement. En outre, 100 000 ha de forêts malgaches sont carbonisées (charbon de bois) chaque année (Andriamanga, 2011 ; Razanaparany, 2011). En effet, 90% des forêts primaires malgaches sont déjà perdues et elles disparaitront d’ici 15 à 20 ans si ce rythme de déforestation continue, à moins qu’une politique bien soutenue de reboisement soit adoptée. Cette déforestation entraîne une perturbation voire une destruction de plusieurs habitats naturels. Toutes ces raisons compromettent la vie d’innombrables espèces, animales et végétales de l’île (Myers et al., 2000 ; Ravoahangy, 2011). La forêt dense humide sempervirente de la région Centre Est de Madagascar incluant celle d’Ambatovy n’échappe pas à ce constat. Toutefois, face aux risques environnementaux venant de l’exploitation minière de nickel et de cobalt dans cette région, le projet Ambatovy a élaboré un programme de gestion de la biodiversité (Dickinson et Berner, 2010). Concernant la flore, toutes les espèces végétales qui n’existent que sur l’empreinte de la mine ou seulement sur un ou deux autres sites à Madagascar ont été identifiées avec l’aide du Missouri Botanical Garden (MBG). Ces plantes sont appelées SOC (Species Of Concern) (Phillipson et al., 2010). Elles font l’objet d’un programme de préservation ex situ, incluant la culture in vitro suivie de l’acclimatation des plantules en vue d’une réintroduction ultérieure in situ. D’après l’analyse et l’identification des espèces floristiques effectuées par l’équipe de MBG (Missouri Botanical Garden), Medinilla mandrakensis (Melastomataceae) (Perrier, 1932) est classée parmi les « SOC ». C’est une plante sub-ligneuse, épiphyte, forestière, et endémique de Madagascar. Par ailleurs, comme toutes les autres épiphytes telles les Orchidées, Medinilla mandrakensis n’échappe pas aux menaces de perte d’habitat qu’occasionne la déforestation. D’un autre côté, certaines espèces du genre Medinilla sont utilisées comme plantes médicinales contre la toux (Descheemaeker, 1986).

GENERALITES

LE PROJET AMBATOVY ET L’ENVIRONNEMENT

Sur le plan environnemental, l’objectif du projet Ambatovy est de parvenir à éviter toute perte nette, mais de préférence un gain net pour la biodiversité. Afin de relever ce défi, le projet a mis en œuvre des programmes complets d’atténuation, de compensation et de suivis incluant :

☛ la protection d’une vaste forêt hors-site appelée la zone de compensation d’Ankerana (11 600ha) ;
☛ la conservation de 4.900ha de forêts autour de la mine ;
☛ le soutien à la conservation de la zone humide de Torotorofotsy, une zone humide d’importance internationale en vertu de la Convention de Ramsar, et la mise en place d’une nouvelle zone forestière protégée entre Analamay, la partie Nord de la mine et le Parc National de Mantadia ;
☛ la réhabilitation progressive des zones exploitées afin de créer une forêt de remplacement pour la restauration des écosystèmes ;
☛ l’évaluation continuelle du bruit, de l’air, de l’eau, de la qualité des sols et de la biodiversité (http://7 ; http://8).

LE PROGRAMME DE GESTION DE LA FLORE

Comme mesure de précaution pour les SOC, le projet Ambatovy a développé un programme de conservation ex situ comprenant la collecte de semences, la récupération de la plante entière, la propagation des plantes telle la vitro propagation et le bouturage, ainsi que le développement de collections vivantes pour la réhabilitation progressive de l’empreinte de la mine .

LA VITROPROPAGATION 

DEFINITIONS

La culture in vitro englobe plusieurs techniques dont la micropropagation, la culture des méristèmes, la culture des protoplastes, l’haploïdisation, et l’embryogenèse somatique. Pratiquement, n’importe quel organe ou fragment d’organe prélevé sur une plante peut être cultivé isolement sur un milieu nutritif synthétique. Cette technique exploite ce qu’on appelle “ la totipotence” cellulaire c’est-à-dire, la capacité des cellules à régénérer un autre individu identique à la souche (Boutherin et Brong, 1989). La vitropropagation est une technique de miniaturisation de la multiplication végétative conventionnelle (bouturage, marcottage, …). Cette technique consiste à faire une copie exacte d’un génotype dont le matériel de propagation a été issu (Anonyme, 1999). Le terme culture in vitro sous-entend généralement que les conditions d’asepsie sont totales afin que le développement de l’explant ne soit pas gêné par la présence d’agents contaminants tels les bactéries et les champignons (Zryd, 1988).

MILIEUX DE CULTURE 

Actuellement, deux types de milieu de culture sont utilisés : le milieu liquide et le milieu solide. Qu’ils soient liquides ou solides, les milieux de culture doivent contenir tous les éléments nécessaires à la survie de l’explant et/ou à la régénération d’un nouvel individu à partir de l’explant cultivé. Les milieux de culture sont composés généralement :
– des éléments minéraux (macro et microéléments) et de l’eau (http://2 ; http://6),
– des éléments organiques (sucres, vitamines, acides aminés, …) (http://2 ; http://6),
– des régulateurs de croissance, utilisés occasionnellement (http://6 ; Singh, 1993).

Les éléments minéraux 

a. Les macroéléments
Les macroéléments sont des agents de construction. Ils sont surtout, mais pas exclusivement, impliqués dans la structure des molécules, ce qui explique en partie la nécessité d’apports importants. Ce premier groupe d’éléments minéraux comprend l’azote (N), le calcium (Ca), le potassium (K), le soufre (S), le magnesium (Mg) et le phosphore (P) (http://2 ; http://10).

b. Les microéléments
Contrairement au premier groupe, les microéléments sont des éléments nutritifs dont les végétaux ont besoin en petite quantité pour se développer. Ils jouent un rôle de catalyseur ou de régulateur, par exemple d’activateurs enzymatiques (http://11 ; Gautheret, 1959 ; Gamborg et Phillips, 1995 ; Lydiane et Kleyn, 1996). Ce deuxième groupe d’éléments minéraux contient du fer (Fe), du cuivre (Cu), du zinc (Zn), du manganèse (Mn), du molybdène (Mo), du bore (Br), du chlore (Cl), du cobalt (Co), du nickel (Ni), etc.… (http://2 ; Anonyme, 1999).

Table des matières

INTRODUCTION
Première partie : GENERALITES
I. LE PROJET AMBATOVY
I. 1. LE PROJET AMBATOVY ET L’ENVIRONNEMENT
I. 2. LE PROGRAMME DE GESTION DE LA FLORE
II. LA VITROPROPAGATION
II. 1. DEFINITIONS
II. 2. MILIEUX DE CULTURE
II. 2. 1. Les éléments minéraux
a. Les macroéléments
b. Les microéléments
II. 2. 2. Les éléments organiques
a. Les sucres
b. Les vitamines
c. Les acides aminés
II. 2. 3. Les régulateurs de croissance
a. Les auxines
b. Les cytokinines
II. 2. 4. Autres suppléments utilisés en culture de tissus végétaux
a. Le lait de coco vert
b. Les agents gélifiants
c. Le charbon actif
II. 3. APPLICATION DE LA MICROPROPAGATION CHEZ LES MELASTOMATACEAE
II. 4. EXEMPLES DES TECHNIQUES DE MULTIPLICATION IN VITRO
II. 4. 1. Le bourgeonnement axillaire
II. 4. 2. Le bourgeonnement adventif
a. Le bourgeonnement adventif direct
b. Le bourgeonnement adventif indirect
Deuxième partie : MATERIEL ET METHODES
I. SITE DE PRELEVEMENT DES EXPLANTS
I. 1. SITUATION GEOGRAPHIQUE
I. 2. CLIMAT
I. 3. FLORE
II. MATERIEL VEGETAL
II. 1. LA PLANTE MERE
II. 1. 1. Classification de la plante
II. 1. 2. Description morphologique de la plante
II. 2. LES DIFFERENTS EXPLANTS UTILISES
III. METHODES
III. 1. TRAVAUX SUR TERRAIN
III. 1. 1. Choix de l’espèce cible
a. Flore épiphyte
b. Enquête ethnobotanique
III. 1. 2. Méthode d’échantillonnage
III. 1. 3. Récolte et conservation des fruits
III. 2. TRAVAUX AU LABORATOIRE
III. 2. 1. Préparation du milieu de culture
III. 2. 2. Stérilisation et mise en germination des graines
a. Stérilisation des matériels
b. Stérilisation de surface des fruits
c. Milieu de culture
d. Protocole de réalisation de culture
e. Paramètres d’évaluation
III. 2. 3. Multiplication
A. A partir de microboutures
a. Milieux de culture
b. Protocole de réalisation de culture
c. Paramètres d’évaluation
B. A partir d’explants foliaires
a. Milieux de culture
b. Mise en culture
c. Paramètres d’évaluation
III. 2. 4. Enracinement
a. Milieux de culture
b. Mise en culture
c. Paramètres d’évaluation
IV. CONDITIONS DE CULTURE
V. TRAITEMENT STATISTIQUE DES RÉSULTATS
Troisième partie : RESULTATS et INTERPRETATIONS
I. ENQUETE ETHNOBOTANIQUE
II. ETABLISSEMENT D’UNE CULTURE ASEPTIQUE ET GERMINATION IN VITRO
II. 1. EFFETS DE LA DUREE DE TREMPAGE DE FRUITS DANS LA SOLUTION D’HYPOCHLORITE DE SODIUM (NaOCl)
II. 1. 1. Taux de contamination
II. 1. 2. Vitesse de germination
II. 1. 3. Taux de germination
III. MULTIPLICATION
III. 1. MULTIPLICATION A PARTIR DE MICROBOUTURES
III. 1. 1. Influences des phytohormones sur le nombre et la taille des pousses formées
a. Influences de BAP
b. Influences d’ANA
III. 1. 2. Influences d’ANA et de BAP sur la rhizogenèse
III. 1. 3. Influences d’ANA et de BAP sur le taux de callogenèse
III. 1. 4. Influences d’ANA et de BAP sur le taux d’hyperhydricité
III. 2. MULTIPLICATION A PARTIR D’EXPLANTS FOLIAIRES
III. 2. 1. Effets d’ANA et de BAP sur le taux d’explants développant des nouvelles pousses
III. 2. 2. Effets de BAP et d’ANA sur le nombre et la taille des pousses
a. Effets de BAP
b. Effets d’ANA
III. 2. 3. Effets d’ANA et de BAP sur le taux de callogenèse
IV. ENRACINEMENT
IV. 1. INFLUENCES D’ANA
IV. 2. INFLUENCES D’AIB
Quatrième partie: DISCUSSIONS
CONCLUSION

Lire le rapport complet