Micropropagation : une introduction

Cultiver des plantes à partir de graines

Il existe plusieurs façons de cultiver des plantes, la plus ancienne et la plus simple étant la culture de plantes à partir de graines. C'est encore de loin la méthode la plus couramment utilisée aujourd'hui : les céréales, les légumineuses et les légumes proviennent tous de graines semées directement dans le sol ou démarrées en pépinière puis transplantées. Un grand nombre de plantes peuvent être produites très rapidement lorsqu’elles sont cultivées à partir de graines. L'inconvénient de cette méthode est que, puisqu'il s'agit d'une forme de reproduction sexuée, il n'y a aucune garantie absolue de pureté génétique. Supposons qu'une véritable souche se propage par graines, il suffirait de quelques grains de pollen pour la contaminer, car cela apparaîtrait dans les générations suivantes. La sélection naturelle joue également un rôle : si le contaminant offre un avantage, la fréquence de ces gènes augmentera avec le temps.

Clonage

À mesure que la valeur de la plante augmente, la sophistication et la quantité de travail de la méthode de propagation augmentent également. La méthode suivante est le clonage dans lequel une plante possédant la génétique souhaitée est trouvée et les pousses sont supprimées. Ceux-ci deviendront la prochaine génération. Les boutures peuvent être trempées dans une hormone d'enracinement, puis collées dans un milieu d'enracinement, tel que de la terre, de la perlite ou de la laine de roche. Habituellement, ils sont conservés dans un environnement très humide pour empêcher la plante de se dessécher, car la bouture n'a pas de racines pour fournir de l'eau. Cela peut être risqué puisque les agents pathogènes aiment également une humidité élevée. Après quelques semaines, une fois que la plante a développé des racines, elle peut être transplantée pour terminer son cycle de vie. L'avantage par rapport aux semences est que la pureté génétique peut être maintenue en clonant les générations suivantes. Dans les plantes qui produisent à la fois des sexes mâles et femelles, il est possible de maintenir des stocks du type souhaité. Les hybrides peuvent également être utilisés dans les générations successives, alors que les semences perdront leur puissance après la première génération. L’inconvénient est que les plantes mères prennent beaucoup de place et ne peuvent produire qu’un nombre limité de clones à la fois.

Certaines plantes se clonent, les fraises et les plantes araignées envoient toutes deux des stolons qui sont des pousses qui finiront par s'enraciner et démarreront une nouvelle plante.

Hors des champs et des pépinières et dans le laboratoire

La micropropagation (une forme de culture de tissus végétaux) présente l'avantage des graines dans la mesure où un grand nombre de plantes peuvent être produites dans un laps de temps relativement court et le même avantage du clonage dans la mesure où tout sera génétiquement identique. L’autre avantage qu’il présente par rapport au clonage est qu’il permet de démarrer un très grand nombre de plantes dans un espace restreint. L’inconvénient de cette méthode est qu’elle nécessite un niveau de compétence plus élevé, la plupart des gens peuvent planter des graines ou faire une bouture après avoir reçu des instructions simples. La micropropagation comporte plusieurs étapes et différentes plantes ont des exigences différentes, ce qui nécessite davantage de formation ainsi que des équipements spécialisés. L’autre facteur qui peut compliquer les choses est le fait que tout doit être complètement stérile, car la moisissure peut facilement envahir les plantules.

*Saviez-vous?*

Il existe plusieurs types de culture de tissus végétaux, l’un des plus intéressants est appelé culture de microspores. Les cellules polliniques immatures sont extraites des boutons floraux en développement et cultivées. Les cellules normales ont 2 jeux de chromosomes (diploïdes) et les microspores n'en auront qu'un (haploïde), mais si la plante en croissance est traitée avec un produit chimique qui empêche la division cellulaire, elle pourrait se retrouver avec le bon jeu de 2. Cela présente un énorme avantage. en sélection végétale puisqu'il est possible d'avoir une véritable lignée de sélection en une seule génération. L’utilisation de techniques traditionnelles de consanguinité prend plusieurs générations pour parvenir à une véritable lignée de sélection.

Le processus

Il y a plusieurs étapes dans la production de plantes à partir de micropropagation et cet article les passera en revue rapidement, car cet article n'est pas destiné à être un guide mais plutôt une brève introduction pour voir si la technique est une bonne option pour la situation des lecteurs. La bonne nouvelle est qu’une fois une des étapes bien comprise, la suite est assez simple puisque tout est lié.



Médias

Tout comme les plantes ordinaires, celles cultivées ont besoin de 12 nutriments essentiels, mais comme elles sont si petites et délicates, d'autres ingrédients sont également nécessaires. Le premier étant une source de carbone, les plantes le captent normalement de l'atmosphère, mais comme en culture elles sont hébergées dans des récipients scellés, cela n'est pas possible. Le carbone a été apporté artificiellement sous forme de sucre mélangé au milieu. Les autres ingrédients essentiels sont les hormones végétales, car elles sont trop petites et manquent de tissus spécialisés et ne peuvent donc pas produire les leurs en quantité significative.

Il existe 2 grandes catégories de médias, liquides et solides. Le milieu liquide est utilisé dès le début, lorsque des cellules individuelles se divisent pour devenir des embryons. Dès lors, ils sont cultivés sur un support solide, qui est simplement un liquide contenant un agent gélifiant tel que l'agar-agar.

Matériel parental pour embryons

La première chose à faire est d'identifier une plante présentant les caractéristiques génétiques d'intérêt et d'en retirer un morceau de tissu tel qu'une feuille. Celui-ci est mis dans un désinfectant chimique pour le stériliser, tel que de l'eau de Javel diluée ou du peroxyde d'hydrogène, en gardant à l'esprit que trop longtemps et concentré tuera les cellules végétales, tandis qu'un temps trop court et trop dilué ne tuera aucune moisissure à la surface. du tissu végétal.

Une fois stérilisé, le tissu végétal est ensuite macéré généralement en l'écrasant, puis filtré pour éliminer les gros morceaux de débris restants. Les cellules sont ajoutées à un milieu liquide constamment agité afin d'oxygéner les embryons en développement. Il existe des variations selon les espèces de plantes, certaines nécessitent une étape supplémentaire sur support solide avant de passer dans le liquide. Différents ratios d’hormones peuvent également être nécessaires pour différentes plantes.



Pousses d'embryons

Lors de la première extraction, les cellules seront de taille microscopique. Ils se transforment en embryons, puis deviennent de plus en plus gros, pour finalement devenir suffisamment grands pour être vus et manipulés individuellement. À ce stade, ils sont placés sur des boîtes de Pétri en milieu solide, plusieurs par plaque, et laissés continuer leur croissance. Généralement, le milieu à ce stade est plus riche en cytokinine, car ces hormones sont responsables du déclenchement de la production de pousses par l'embryon.

Plantules...

Cultiver dans des boîtes de Pétri exiguës et avoir des ratios hormonaux loin d’être idéaux produira des plantes déformées. Bien qu'il puisse y avoir des pousses et des racines, il existe également de nombreux tissus appelés cals, qui sont des cellules non spécialisées qui ressemblent à des tumeurs.

Les pousses d'apparence normale sont ensuite découpées dans la masse déformée et placées dans de nouveaux conteneurs. Bien que ceux-ci contiennent encore du milieu solide, les conteneurs sont hauts, ce qui permet à la plante de grandir et de se ramifier comme le ferait une plante normale. De plus, les plantes développent généralement un système racinaire approprié à ce stade de croissance.

La transition vers une croissance normale

Une fois que la plantule est devenue trop grande pour son contenant, il est temps de la faire passer à la partie normale de sa vie. Les plantules sont sorties de leur environnement artificiel et mises en terre, mais à ce stade elles sont très délicates et doivent être acclimatées. Ce n’est rien de plus qu’une sorte de dôme d’humidité. Après quelques jours, le dôme est légèrement soulevé pour que la plante soit exposée à plus d'air et éventuellement retirée complètement, puis elle peut être traitée comme n'importe quelle autre plante.

En conclusion...

Comme mentionné précédemment, cette méthode de propagation des plantes demande beaucoup de main d’œuvre et nécessite un équipement et une formation spécialisés. Il y a un décalage au début, car il peut s'écouler des mois entre l'extraction initiale des cellules et la transplantation de plantes normales.

D'un autre côté, il devrait être évident qu'en utilisant cette méthode, il serait relativement facile d'avoir des milliers de centrales en production à tout moment. De plus, comme tout est stérile, il n'y a aucun souci de contamination par des maladies ou des insectes.

*Saviez-vous?*

Les virus végétaux se transmettent facilement par clonage et il y a eu des cas où une lignée génétique entière a été contaminée par un virus. Pour des raisons qui ne sont pas tout à fait claires, les pointes des pousses et des racines ( méristèmes apicaux) ne contiennent pas de virus. Si une lignée entière est infectée par un virus, il est possible de retirer l'extrémité de la pousse et de la cultiver, éliminant ainsi le virus des générations suivantes.