Introduction
Les méthodes traditionnelles de multiplication des plantes, telles que le bouturage, le greffage et le marcottage, sont largement utilisées en horticulture pour reproduire des individus génétiquement identiques à la plante mère. Cependant, l'introduction des techniques de multiplication végétative in vitro, ou vitrométhodes, a révolutionné la production végétale, offrant de nouvelles perspectives pour la micropropagation d'espèces économiquement importantes et pour le reboisement. Ces techniques répondent à des objectifs majeurs tels que l'amélioration de l'état phytosanitaire des plantes, l'augmentation du taux et de la vitesse de multiplication des arbres d'élite, et la propagation végétative d'espèces forestières qui ne se reproduisent pas naturellement par cette voie.
Méthodes de Multiplication In Vitro
Cette étude examine trois méthodes de micropropagation en masse des essences forestières, notamment :
- La multiplication végétative in vitro ou microbouturage in vitro.
- La multiplication par organogenèse directe, c'est-à-dire la néoformation de bourgeons ou multiplication par bourgeonnement adventif.
- L'organogenèse indirecte par embryogenèse somatique.
Les deux premières techniques permettent de produire des vitroplants et des plants génétiquement conformes au pied mère, tandis que la dernière peut induire des instabilités génétiques, qui peuvent être exploitées en génétique d'amélioration des plantes. Quelle que soit la technique utilisée, la micropropagation in vitro d'espèces ligneuses comprend généralement une phase en laboratoire, une phase en serre et une phase au champ en conditions naturelles.
Multiplication Végétative In Vitro ou Micropropagation In Vitro
Caractéristiques des Espèces Ligneuses
La micropropagation des espèces ligneuses est influencée par plusieurs facteurs, notamment la durée de vie de la plante, la variabilité de sa vitesse de croissance et son stade de développement. La sélection clonale est essentielle pour identifier les individus ayant des caractéristiques forestières souhaitables. Les explants juvéniles ou rajeunis réagissent mieux en culture in vitro que ceux provenant de matériel adulte, car la morphogenèse et la croissance des tissus sont fortement dépendantes du génotype et du statut physiologique des explants.
Techniques de Multiplication
Les techniques de multiplication in vitro des espèces ligneuses sont similaires à celles utilisées pour les espèces herbacées. Elles consistent à cultiver des microboutures et à stimuler le débourrement des bourgeons axillaires tout en maintenant l'intégrité génétique des clones. Cependant, certaines particularités sont spécifiques aux espèces ligneuses, notamment la composition du milieu de culture, la phase d'initiation in vitro, l'acquisition de caractères juvéniles et l'induction de l'enracinement adventif.
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Les tissus des plantes ligneuses se développent mieux dans des milieux dérivés du milieu de Murashige et Skoog (1962), dont les macro-éléments sont dilués de moitié ou au quart. Un milieu de culture spécifique aux espèces ligneuses, appelé "Woody Plant Medium", a été mis au point par Mc Cown et Lloyd (1981).
Qu'il s'agisse d'une multiplication végétative par bourgeonnement axillaire ou par bourgeonnement adventif, il existe quatre stades clés essentiels à respecter durant la phase en laboratoire :
- Stade 0 : Désinfection et préparation du matériel végétal à ensemencer in vitro.
- Stade 1 : Établissement de la culture aseptique initiale.
- Stade 2 : Clonage in vitro, consistant en une multiplication des microboutures ou des bourgeons néoformés. Cette étape de subcultures est répétée selon le nombre de vitroplants désiré et peut comprendre une sous-étape d'allongement des microboutures.
- Stade 3 : Enracinement des vitroplants, qui peut se dérouler au laboratoire ou en serre.
Pour des raisons économiques, la phase d'enracinement in vitro, qui est l'étape la plus coûteuse et la plus délicate, est souvent réalisée en même temps que la phase de sevrage sous serre.
Multiplication par Bourgeonnement Axillaire
Principe
Le bourgeonnement axillaire est une technique de micropropagation qui permet de régénérer rapidement des milliers de plantes entières génétiquement conformes au pied-mère sélectionné, créant ainsi un clone. Les explants, prélevés directement sur les plantes à propager, sont des entrenoeuds renfermant un bourgeon axillaire. Ces explants sont cultivés in vitro dans un milieu synthétique approprié contenant des éléments minéraux et des régulateurs de croissance.
Explants Juvéniles
Les explants juvéniles peuvent être des boutures mononodales portant un bourgeon axillaire ou des apex terminaux de tiges de jeunes plantes sélectionnées, ou encore des bourgeons cotylédonaires issus de semis de graines. Le bourgeon se développe en une tige feuillée par réactivation et croissance du méristème caulinaire, induites par une cytokinine à faible concentration. La tige feuillée néoformée peut être fragmentée en microboutures mononodales, qui redonnent autant de nouvelles tiges feuillées après quelques semaines d'incubation.
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Si l'explant initial est ensemencé dans un milieu plus riche en cytokinines, le méristème caulinaire se transforme en une tige feuillée qui se ramifie intensément. Les touffes de bourgeons sont isolées et découpées, puis la phase de multiplication intensive est effectuée. L'enracinement des tiges feuillées est réalisé par transfert sur un milieu enrichi ou non en auxine. Les vitroplants enracinés sont ensuite acclimatés en serre ou en pépinière.
Cette vitrométhode a été appliquée avec succès sur des espèces ligneuses tropicales en partant de noeuds prélevés sur de jeunes plants immobilisés en serre, ou en utilisant des bourgeons cotylédonaires de semis de graines.
L'intérêt du microbouturage in vitro réside dans le fait qu'il accélère in vitro le fonctionnement normal des méristèmes des bourgeons préformés sur les plantes.
Explants Prélevés sur des Arbres Âgés
La multiplication des arbres âgés présente des difficultés liées à la reprise de croissance des organes et à leur port souvent plagiotrope. Pour éviter ces obstacles, on procède au "rajeunissement" de l'individu d'élite sélectionné, ou bien on recherche sur l'arbre âgé des organes encore jeunes ou l'on utilise des rejets.
Multiplication à partir d'explants rejuvénilisés
Le rajeunissement du matériel végétal est recherché avant l'introduction in vitro, car les explants jeunes ou juvénilisés s'organisent mieux en culture in vitro que ceux provenant de matériel adulte. Le choix de l'explant sur un arbre adulte doit donc porter sur la partie de la plante qui a subi un rajeunissement, qu'il soit naturel (rejets émis à la base du tronc) ou provoqué artificiellement (recépage du tronc, microgreffage en cascade in vitro sur des semis, applications de régulateurs de croissance).
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Le microgreffage in vitro, inspiré de la technique mise au point sur des Citrus, permet de reconstituer des clones à partir de plantes âgées virosées ou inaptes au bouturage à cause des difficultés d'enracinement. Le microgreffage d'apex de tige provenant de sujets âgés sur des porte-greffes juvéniles a permis le rajeunissement physiologique de diverses espèces en facilitant leur enracinement et leur clonage in vitro.
La technique consiste à insérer les greffons, issus de la cime de l'arbre âgé, sur des porte-greffes juvéniles élevés in vitro. Après débourrement et élongation des greffons, certains sont transférés sur un milieu d'enracinement puis acclimatés en serre.
Cette opération de microgreffage en cascade in vitro est répétée jusqu'à la rejuvénilisation du clone. Dès que les plants microgreffés présentent des caractères juvéniles, on procède à la phase intensive de microbouturage in vitro.
L'accroissement du taux de multiplication suite à plusieurs cycles de subculture dans des milieux riches en cytokinines induit aussi des caractères juvéniles qui peuvent être une réponse à la culture in vitro.
Multiplication par Organogenèse Directe : Bourgeonnement Adventif
Principe
Le bourgeonnement adventif est une technique de micropropagation qui permet d'obtenir des bourgeons et pousses adventifs directement sur les tissus des explants blessés et mis en culture, sans passer par une phase de callogénèse. Les bourgeons néoformés se forment à partir des cellules épidermiques, sous-épidermiques ou des cellules du système vasculaire.
La multiplication par bourgeonnement adventif est très utilisée pour la propagation d'espèces ornementales comme le Saintpaulia.
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