Eclairage sur les cultures in vitro.

La technique in vitro est un mode de multiplication végétative artificielle qui permet la régénération d’une plante entière autonome et fertile à partir des  plantes ou des cellules sur des milieux nutritifs artificiels. Les premières tentatives de culture in vitro datent de la fin du 19 ème siècle grâce aux travaux du botaniste autrichien G. Haberlandt qui en 1902 formule les premières idées sur lesquelles reposent les cultures de tissus.

La culture in vitro se base essentiellement sur le concept de la totipotence cellulaire définit selon Haberlandt comme suit « la cellule, unité morphologique et physiologique de l’être vivant, est capable d’autonomie. Elle possède toute l’information génétique nécessaire pour régénérer la plante entière, à condition de créer les conditions convenables».

Cette technique de multiplication est  par ailleurs défini  comme étant la  culture d’explants de plantes, sur un milieu nutritif artificiel, en conditions stériles, dans un environnement contrôlé et dans un espace réduit. Elle fait intervenir d’une part l’asepsie (stérilisation du matériel, désinfection des explants) et d’autre part des conditions de culture particulières (milieux de culture contrôlés et bien définis, température, lumière, humidité,…).

L’application de la technique des cultures in vitro peut se faire par micro propagation, par embryogénèse somatiques, par la culture des protoplastes….

La technique des cultures in vitro peut s’appliquer à  des organes entiers (tige, feuille, racine, fleurs, etc.), ou à des fragments d’organes  appelés les explants, l’explant est choisi selon la technique utilisée, il  peut être :

• une graine immature,
• un  embryon,
• un ovule,
• du pollen,
• un bourgeon terminal,
• un bourgeon axillaire,
• un morceau de tige,
• un morceau de feuille,
• des pétales de fleur,
• Etc…

Les facteurs influençant les cultures in vitro

Quelque soit la technique, la culture in vitro requiert des conditions de culture précises.  En effet,  il est indispensable de contrôler les conditions de température, d’éclairement (durée et intensité) et d’humidité relative.

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La lumière et la photopériode

La lumière est un facteur déterminant pour la culture in vitro des plantes,  elle est indispensable au déclenchement et au bon déroulement de certains processus morphogénétiques. En effet, selon Hussey et al.,(1981),  la longueur de jour affecte la vigueur et le développement des proliférations ainsi que la croissance des cals. La puissance lumineuse nécessaire dépend de la durée de l’éclairement et de la qualité spectrale de la lumière reçue par la culture. De façon générale, le début de croissance nécessite une faible intensité lumineuse avec 12 à 16 heures de photopériodes (Bommeneni et jauhar, 2003). Par la suite, il est souvent conseillé d’augmenter l’intensité d’éclairement en particulier  lors de la préparation des plantules  au rempotage en serre.

 La température

La température  est également un élément important lors de la pratique des cultures in vitro, elle doit être, en général, constante et régulée entre 20 et 25 °C en continu.

Hygrométrie

L’hygrométrie  doit atteindre les 100% d’humidité relative dans les flacons. Cependant, il faut veiller à ne pas noyer  les explants par un excès de condensation à la surface du milieu.

Milieu de culture

Les milieux de culture doivent être constitués, en général,  de sels minéraux, de substances organiques, de phytohormones et d’extraits naturels :

Les éléments minéraux

Pour la plupart des plantes supérieures, les sels minéraux sont de 2 types :

• Les macro-éléments (N, P, K, S, Mg et Ca) qui sont absorbés sous forme d’ions.
• Les micro-éléments ou oligo-éléments (B, Mn, Zn, Cu, Ni, Co, Mo, Al, I, Fe), bien qu’ils ne soient nécessaires à la plante qu’en faibles concentrations, leur rôle est essentiel.

Les éléments organiques

• Le saccharose:

Afin d’assurer la survie et le développement de l’explant, il est indispensable d’ajouter une source d’énergie.  C’est pour cela, on ajoute des sucres, le plus souvent du saccharose, aux milieux de culture pour fournir à l’explant une source de carbone. On peut dans certains cas particulier utiliser d’autres sources, tel que, le galactose et le lactose (Téoulé, 1993).

• Les vitamines:

L’emploi de diverses vitamines tels que : la thiamine, l’acide nicotinique, la pyridoxine, favorise fréquemment la croissance des tissus des cultures in vitro.

• Les phytohormones:

Indispensables au bon démarrage et à l’entretien des tissus végétaux des cultures  in vitro, les régulateurs naturels de croissances des végétaux, appelés aussi  hormones de croissance, se repartissent actuellement en cinq groupes : Auxines, Cytokinines, Gibbérellines, Acides abscissiques, Ethylènes.  Ces substances de croissance  peuvent agir en synergie ou en antagonisme.

Les avantages de la  technique des cultures in vitro :

La production des vitro plantes peut se substituer des avantages multiples, parmi lesquelles on cite :

• La possibilité de conservation de ressources végétales.
• La production de substances biochimiques intéressantes pour l’industrie, et les secteurs agroalimentaires.
• L’obtention de clones sélectionnés pour leur vigueur, leurs caractères intéressants (Chrysanthème, Fraisier, Bananier), leur rareté (Orchidées).
• La possibilité de propagation de plantes réfractaires au bouturage.
• L’assainissement des végétaux et l’amélioration des conditions sanitaires par la possibilité  l’éradication des viroses  par exemple.
• La production rapide et en masse à n’importe quel moment de l’année et le raccourcissement des cycles de vie des végétaux.
• La facilité de stockage et conservation sur de très petites surfaces, mais aussi du  transport  des plantes produites d’une région à une autre.

Les limites  de la technique des cultures in vitro

• L’exigence d’une main d’œuvre qualifiée et d’une technicité élevée.
• Possibilité de perte de caractères intéressants : la production répétée de grands nombres de clones peut entraîner la perte des gènes intéressants  tels que les gènes de  la résistance à certaines maladies.
• Le problème de contamination : ce problème peut être du selon Casselle, (1987) soit à l’explant ou à la technique,  en effet, la présence de micro-organismes, bactéries, champignons, virus, qui, s’ils ne sont pas totalement éliminés, peuvent contaminer  la culture.

MAJ 2024
Sources: Vegenov et Wikipedia