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| Prologue. | ||
| Le milieu de culture. |
1) Le petit matériel. 2) Composition des milieux. 3) Les régulateurs de croissance. 4) protocole de préparation. | |
| Technique de la culture in-vitro. | 1) Le matériel. | |
| 2) Travailler en conditions stériles |
a- Le plan de travail. b- Stérilisation du matériel. c- Stérilisation du matériel végétal. d- La mise en culture. e- Le travail en conditions stériles. | |
| La micropropagation. | ||
| L'acclimatation. | ||
|
Application à la culture des Plantes Carnivores. | 1) Les Droséras. | |
| 2) La Dionée. | ||
| 3) Le Céphalotus follicularis. | ||
| 4) Les Sarracénias. | ||
| 5) Les Népenthes. |
a- A partir de
boutures b - A partir de graines. | |
| Conclusion. | ||
| Remerciements. | ||
| Bibliographie. | ||
Un des projets initiaux du Club DROSERA de Metz a été
l'application de nouvelles techniques de culture applicables aux
Plantes
Carnivores
.
Des essais sur orchidées effectués par Alexandre Antoine
membre du club
ont montré que les milieux de culture sont aisés
à obtenir. Par contre le désinfectant nécessaire (l'hypochlorite de
Calcium) ne se trouve plus couramment dans le commerce.
En proposant l'entretien d'une petite collection de Droséras à
la Faculté des Sciences de Nancy
Mr le Professeur Favre a fourni
local et composants chimiques permettant la réalisation de notre
projet.
Les essais ont porté sur les plantes suivantes :
ET
SES APPLICATIONS A LA
CULTURE
DES PLANTES CARNIVORES.
| Le milieu de culture. |
1) Le petit matériel. 2) Composition des milieux. 3) Les régulateurs de croissance. 4) protocole de préparation. |
| Macroéléments: | NH4NO3 | 1,650 g. |
| KNO3 | 1,9 g. | |
| CaCl2 H2O | 0,44 g. | |
| MgSO4 7 H2O | 0,370 g. | |
| KH2PO4 | 0,170 g. | |
| Microéléments : | H3BO3 | 6,2 mg. |
| MnSO4 4 H2O | 22,3 mg. | |
| ZnSO4 7 H2O | 8,6 mg. | |
| Kl | 0,83 mg. | |
| Na2MoO4 2H2O | 0,25 mg. | |
| CuSO4 5 H2O | 0,025 mg. | |
| CoCl2 6 H2O | 0,025 mg. | |
| Fer : | FeSO4 7 H2O | 2,78 g. |
| Na2 EDTA | 3,73 g. |
Milieu de culture pour Sarracénias : (pour un litre)
| Macro | M.S. | 2/3 (dilué au 2/3) |
| Micro | M.S. | 1/1 |
| Fer | 1/1 | |
| BAP | 2,25 mg/l | |
| AIB | 0,2 mg/l | |
| Saccharose | 30 g/l | |
| Agar | 8 g/l |
pH |
| Vitamines Linsmaier & Skoog : | ||
| Thiamine | 0,4 mg/l | |
| Myo-inositol | 100 mg/l | |
Milieu de culture pour Droséras :
| Macro | M.S. | 1/2 |
| Micro | M.S. | 1/1 |
| Fer | 1/1 | |
| Vitamines Linsmaier & Skoog : | ||
| BAP | 0,5 mg/l | |
| AIB | 0,5 mg/l | |
| Saccharose | 30 g. | |
| Agar | 7 g. |
pH |
Milieu de culture pour Céphalotus follicularis :
| Macro | M.S. | 1/2 | |
| Micro | M.S. | 1/2 | |
| Fer | 1/1 | ||
| Vitamines de Linsmaier & Skoog | |||
| BAP | 1 mg/l | ||
| AIB | 0,1 mg/l | ||
| Saccharose | 30 g/l | ||
| Agar | 8 g/l | pH | |
Milieu de KNUDSON. (Pour un litre de milieu)
| Ca(NO3)2 4 H2O | 1 g. | |
| KH2PO4 | 0,25 g. | |
| MgSO4 7 H2O | 0,25 g. | |
| (NH4)2SO4 | 0,5 g. | |
| FeSO4 7 H2O | 0,025 g. | |
| MnSO4 4 H2O | 0,0075 g. | |
| Saccharose | 20 g. | |
| Agar | 8 g. | pH |
3) Les régulateurs de croissance.
L'existence des "hormones
végétales" a été découverte vers
les années 30 (auxine) et 50 (gibbéréllines et cytokinines). Ces trois
types de régulateurs ont une action stimulante sur la croissance du
végétal. On en fabrique depuis artificiellement mais d'une efficacité
variable. Une des applications sont les hormones
de bouturage du
commerce.
Caractères communs à ces composés:
n'a donc d'action spécifique.
synthétisées par le végétal seront régulées par
la plante
tandis que les hormones
de synthèse mettront beaucoup
plus de temps à être métabolisées; on se sert de ces hormones
pour des dosages en laboratoire et la composition de milieux de
croissance spécifique.
L'auxine (acide
indole acétique -AIA- ) :
Son action physiologique varie suivant sa concentration et son
interaction avec les autres hormones
. En général
elle intervient :
Les gibbérellines :
Les gibbérellines sont un ensemble d'hormones
présentant
chacune le même type d'action mais à capacité variable. Il convient
donc de se renseigner sur les propriétés précises des gibbérellines
que l'on souhaite utiliser.
Les principales propriétés appliquées à la culture in-vitro sont
les suivantes:
Les cytokinines :
Elles sont très actives et présentent de nombreuses actions :
En résumé
selon SKOOG
le comportement physiologique d'un
explant mis en culture serait le suivant:
4) Protocole de préparation des milieux.
et l'ajuster avec quelques gouttes de soude
pour l'élever ou d'acide
chlorhydrique pour l'abaisser.
|
| 1) Le matériel. | |
| 2) Travailler en conditions stériles |
a- Le plan de travail. b- Stérilisation du matériel. c- Stérilisation du matériel végétal. d- La mise en culture. e- Le travail en conditions stériles. | |
Voici une liste non exhaustive du matériel qu'il est conseillé
d'avoir:
Accessoires et produits :
Le choix dépend :
- de la taille de la plante
- du type de manipulation
Si on introduit des graines,
des boites de pétri suffisent jusqu'à
la germination. Ensuite
on repique les jeunes
plants
dans des
récipients plus grands (bocaux
tubes à essai).
Si on cultive des plantes,
on peut utiliser les tubes à essai (de
diamètre 25 mm ) ce qui évite la propagation de contaminations
puisque chaque plant
est isolé,
ou des bocaux type "Le Parfait"
(bocaux à confiture),
l'avantage étant un gain de place quand on a
beaucoup de plants
; si la manipulation est bien faite,
il n'y a
aucune raison pour qu'il y ait une contamination. De plus
le
volume d'air étant plus grand
la plante se développe mieux.
| 2) Travailler en conditions stériles |
a- Le plan de travail. b- Stérilisation du matériel. c- Stérilisation du matériel végétal. d- La mise en culture. e- Le travail en conditions stériles. |
La stérilité est la clef de la réussite de la culture in-vitro.
Cela demande beaucoup de rigueur.
a- Le plan de travail.
Le choix de l'emplacement est important :
il doit se trouver à
l'abri des courants d'air,
des endroits trop fréquentés (le passage
créant des déplacements d'air).
Le support du plan de travail doit être plan,
lavable à l'eau de
javel si possible. Il est possible de se faire un plan de travail avec
une planche de Novopan d'environ 1m2 carrelée comme une
paillasse de laboratoire. Le plan doit se trouver dans un endroit
bien éclairé.
| c- Stérilisation du matériel végétal. |
Les semences Les boutures et les bourgeons |
Lorsqu'on a un lot de graines à mettre en culture,
il vaut
mieux diviser ce lot en plusieurs; un à semer in-vivo afin de
s'assurer de la viabilité des graines,
les autres à mettre en culture
séparément au cas où une erreur se serait glissée dans la
manipulation afin qu'elle ne puisse pas condamner le lot entier de
graines.
Principe général de désinfection :
Les semences :
La stérilisation des semences est une opération très délicate
car elle consiste à plonger les graines dans un désinfectant très
agressif. Si le bain est prolongé,
celui-ci risque d'attaquer le cortex
et de tuer la graine. Par contre
si le bain est trop court,
la
désinfection n'est pas complète et
lors de la mise en culture,
les
microorganismes se développeront.
La durée des bains varie selon le type de graine et la
concentration du désinfectant : plus la concentration en
hypochlorite est forte
plus le temps de passage dans la solution de
désinfectant doit être court. De même,
plus la graine est fragile
comme celle du Népenthes,
plus la concentration du désinfectant
devra être faible et la durée d'immersion courte.
La préparation de l'hypochlorite de calcium :
Suivant la graine
la concentration peut aller de 1 à 10%
c'est-à-dire de 1 à 10 grammes d'hypochlorite pour 100 ml d'eau
distillée. L'hypochlorite étant peu soluble dans l'eau
il faut bien
mélanger la poudre dans l'eau distillée
puis filtrer la suspension.
On obtient alors un liquide jaune qu'il faudra utiliser dans la
demi-journée. La solution d'hypochlorite doit donc se préparer avant
chaque séance de désinfection et ne se conserve pas. Pour nettoyer
la verrerie
il suffit de la rincer dans de l'acide
chlorhydrique
dilué
pour précipiter les traces blanches de l'hypochlorite.
Le rinçage dans de l'eau distillée stérilisée n'est pas
absolument nécessaire. En effet
si la concentration en gélose du
milieu de culture est relativement faible (environ 6 g/l )
on peut
observer une fine pellicule d'eau à la surface du milieu. Dans ce
cas
cette eau
parfaitement stérile
servira d'eau de rinçage. Cela
évite une manipulation supplémentaire donc un risque de
contamination supplémentaire.
- Les boutures
et les bourgeons.
Théoriquement
c'est possible
mais il faut un temps de
désinfection beaucoup plus long et une concentration en
hypochlorite beaucoup plus forte.
Après le rinçage,
il faut couper les extrémités brûlées par
l'hypochlorite avant de les mettre en culture. Cependant
il faut
s'attendre à beaucoup de pertes en contaminations car il est très
probable que l'intérieur du végétal soit contaminé. Dans ce cas,
il n'y a rien à faire.
N'ayant pas encore essayé
je ne peux rien dire sur le
prélèvement de méristèmes. Tout ce qu'on peut dire
c'est que
cela demande du matériel (au moins un bon microscope) ; le
prélèvement de cellules méristématiques est très délicat car elles
se dessèchent très vite.
Il faut donc les maintenir dans un milieu
humide,
opération difficile autour d'une flamme qui dessèche l'air.
De plus
les risques de contamination sont grands
donc les pertes
de matériel végétal importantes. En ce qui concerne les plantes
carnivores
,
notamment les Nepenthes,
il est dommage d'en perdre
autant alors qu'on a plus de chance de les réussir in-vivo.
| e- Le travail en conditions stériles. |
La flamme La hotte à flux laminaire Organisation du plan de travail |
La flamme.
Les manipulations se font autour d'une flamme d'un réchaud à
alcool ou d'un bec Bunsen. Le principe est le suivant (Fig. 1):
Fig. 1 : Création d'une atmosphère stérile.
La chaleur que dégage la flamme crée un courant d'air chaud
ascendant qui empêche les micro-organismes de se déposer. Il en
résulte une sphère stérile d'environ 10 à 15 cm de rayon où on
pourra manipuler. Lors des premières tentatives de manipulation,
s'entraîner à étudier chaque geste
calmement
de façon à avoir
des gestes précis
sans se brûler.
On peut préparer le plan de travail suivant (Fig. 2) :

Fig. 2 : Plan de travail avec atmosphère stérile.
En manipulant entre les deux flammes,
on est sûr d'avoir une
atmosphère stérile
sans être gêné par 1a crainte de se brûler.
Mais attention,
les explants dessèchent vite à la chaleur.
La hotte à flux laminaire.
Elle n'est nullement indispensable pour une culture in-vitro en
amateur. Le principe est le suivant (Fig 3) :

Fig. 3 : Schéma d'une hotte à flux laminaire.
L'air est stérilisé par filtration et passage sous U.V.. Il ressort
en flux régulier qui crée une atmosphère stérile.
Néanmoins
le travail à la flamme demeure indispensable,
même sous une hotte.
Organisation du plan de travail.
Voici
dans l'ordre
les principales manipulations à effectuer :
Entre chaque manipulation,
ne pas oublier de désinfecter
systématiquement les instruments.
III-La micropropagation.
La micropropagation consiste à faire des repiquages sur
différents milieux. Si le but est la multiplication,
le milieu peut
alors contenir des régulateurs de croissance. Cela n'est pas
nécessaire; personnellement
j'en utilise rarement,
les plantes se
multipliant très bien en leur absence.
Si on souhaite la formation de cals
les hormones
sont
conseillées. Dans ce cas
on obtient des amas de cellules
indifférenciées à partir desquels croissent des plantules
. Pour une
multiplication à grande échelle
ceci est intéressant. En général,
il
est conseillé de repiquer dans un milieu neuf tous les deux mois
environ. On en profite pour ôter les feuilles mortes,
les cals
indésirables,
sélectionner les meilleurs plants
,
diviser les touffes
changer de milieu...
L'intérêt de la culture in-vitro
est que les boutures
à partir
de feuilles ou de pièges réussissent pratiquement à 100% alors
qu'elles sont aléatoires en culture in-vivo.
Si le repiquage
n'est pas fait régulièrement,
on risque de
constater deux choses :
lors d'un
repiquage
trop tardif. Ces auréoles correspondent
à des molécules phénoliques qui sont rejetées par la plante. Les
phénols sont des inhibiteurs de croissance,
il faut donc repiquer les
plantules
à nouveau.
IV- L'acclimatation.
L'acclimatation consiste à transplanter le vitro-plant dans le
milieu ambiant.
Voici quelques conseils pour réussir :
est trempé dans de l'eau légèrement tiède avec
du Benlate très dilué. La gélose se décompose très rapidement
dans l'eau.
(après les avoir repiqués dans de
l'hormone
de bouturage) sur une terrine propre
déjà humide.
,
brumiser une fois toutes les
plantes repiquées. (J'utilise de l'eau de pluie non stérile.)
le même éclairement et la même
température que lorsqu'ils étaient en salle de culture jusqu'à ce
qu'ils aient pris racine.
Le risque d'échec est grand lorsque le vitroplant a été
maintenu trop longtemps in-vitro. C'est le cas pour Byblis gigantea
qui est multiplié in-vitro au laboratoire depuis des années et qui
dépérit à chaque tentative d'acclimatation.
|
V- Application à la culture des
Plantes Carnivores | 1) Les Droséras. | |
| 2) La Dionée. | ||
| 3) Le Céphalotus follicularis. | ||
| 4) Les Sarracénias. | ||
| 5) Les Népenthes. |
a- A partir de boutures b - A partir de graines. | |
1) Les Droséras.
Milieu utilisé : M.S. ( Macro 1/2 et Micro 1/1 )
Les Droséras se multiplient très bien in-vitro,
presque trop
bien,
car rapidement on se retrouve avec un amas de rosettes
qu'il
faut sélectionner lors du repiquage
. C'est un excellent matériel
d'entraînement pour le repiquage
,
le bouturage,
et toutes les
manipulations in-vitro.
De plus
toutes les Droséras s'acclimatent facilement. On peut
remarquer la D. binata qui,
cultivée in-vitro,
ne développe pas sa
fourche mais reste sous forme de tige avec une fourche avortée.
Elle se multiplie très bien par division de touffes. Lors de
l'acclimatation,
elle se remet à développer sa fourche. C'est un cas
intéressant quoique peu généralisable car les autre Droséras
développent de magnifiques rosettes
. Est-ce la richesse du milieu
qui entraîne l'avortement des pièges? Pour pouvoir répondre,
il
faudrait tester différentes concentrations et différents milieux de
culture.
2) La Dionée.
Une autre plante qui se multiplie très bien est la Dionée. Elle
croit très bien in-vivo,
mais elle n'en reste pas moins fascinante
in-vitro. L'unique avantage à ce niveau est la rapidité de croissance
et la facilité de multiplication végétative. Les graines venaient de
la récolte Printemps-Eté 91 de Mr Didier Vasseur. Semées courant
janvier,
les premières germinations sont apparues une dizaine de
jours après.
Le protocole suivant a été appliqué :
Remarque : il est conseillé de ne pas suivre les temps exacts;
c'est à chacun d'essayer avec différents lots de graines des temps
variant autour des durées citées.
Obtention de 47% de germination.
La croissance est spectaculaire. On n'assiste pas à la formation
d'un pseudobulbe comme dans la nature,
mais comme dans ces
milieux aseptiques rien ne meurt,
il se forme une véritable chaîne
de feuilles avec chacune une racine. Les graines ayant été placées
initialement dans des tubes,
ceux-ci sont vite devenus trop étroits
et j'ai dû les repiquer dans des bocaux
C'est alors qu'on divise la
plante,
en sectionnant la "chaîne" avec un scalpel. La "chaîne" est
facile à voir: chaque étage est constitué d'un piège,
d'une feuille,
d'une racine. Il suffit de couper entre deux étages. Ainsi à partir
d'une graine on peut obtenir trois à quatre plants
dès le premier
repiquage
.
Si on laisse les dionées dans un milieu trop riche,
les parties
immergées dans la gélose se transforment en cals et une multitude
de petites dionées de 5 mm de haut environ se développent. C'est
une expérience intéressante; s'il vous reste un bocal inoccupé,
placez-y des feuilles ou des pièges que vous aurez prélevés lors
d'un repiquage
. Il faut que le milieu ne soit pas trop "agressif",
le
risque étant que les boutures
deviennent toutes rouges et finissent
par dépérir.
En octobre 92,
soit 9 mois après avoir semé les graines,
j'ai
obtenu quelques rosettes
qui atteignent 7 à 8 cm de diamètre,
ainsi qu'une multitude de dionées issues de cals.
L'acclimatation se fait sans problème,
quelque soit la taille de
la Dionée,
suivant le protocole du chapitre IV.
3) Le Cephalotus follicularis.
Ne trouvant pas de graines,
je me suis procuré des vitroplants
de Céphalotus et les ai repiqués sur milieu M.S. (Macro 1/2,
Micro
1/2,
BAP 1 mg/l,
AIB 0,1 mg/l).
Les vitroplants étaient répartis en six bocaux,
contenant une
vingtaine de pieds chacun. les pieds ayant 10 à 15 mm de haut avec
de petits pièges de 3 mm environ. Le but des essais était d'obtenir
des cephalotus de grande taille avec des pièges d'au moins 3 cm.
Or le Céphalotus,
lorsqu'il est cultivé in-vitro,
a plus tendance
à se multiplier qu'à grandir. En fin d'été,
la division des touffes et
la séparation des pieds ont nécessité deux jours de travail,
et ont
permis de remplir en entier 30 bocaux de Céphalotus d'environ 15
mm. Par ailleurs l'acclimatation d'un demi-bocal
a donné trois
terrines à acclimater; ce qui a été fait sans difficulté particulière
dans les conditions suivantes :
Aucun plant
n'a dépéri,
mais ceux se trouvant dans le
terrarium paraissent plus vigoureux.
Quant aux 30 bocaux,
ils ont été répartis suivant cinq milieux:
. - lot n°3 -
On constate une forte induction racinaire dans le lot n°5,
une
formation moindre pour le lot n°4,
et pas de formation de racine
pour les autres lots.
La taille des plantes est sensiblement la même pour tous les
milieux.
Autre constatation : généralement je ferme hermétiquement le
bocal en scellant le couvercle avec du parafilm afin d'éviter que
l'on soulève le couvercle. Cette fois-ci,
un couvercle de chaque
groupe est resté non scellé,
le couvercle uniquement maintenu par
deux morceaux de ruban adhésif.
Il n'y a pas eu de contamination,
mais les plantes poussant
dans les bocaux non hermétiquement fermés présentent une couleur
verte beaucoup plus foncée que les autres plants
et semblent
beaucoup plus vigoureuses.
Le fait de ne pas mettre de parafilm a permis un échange
d'air avec l'extérieur. L'absence de contamination est dûe au fait
que l'air est filtré en passant entre le couvercle et le bocal.
Quelques soient les milieux,
les Céphalotus ont présenté des
pièges.
4) Les Sarracénias.
Pour l'instant,
peu de graines ont germé. Il faut sûrement
respecter leur période de repos au froid avant de les mettre en
culture. Par contre,
on peut admirer de magnifiques pieds de S.
purpurea au Jardin Botanique de Nancy. Ils proviennent de
germinations in-vitro. Apparemment,
le fait que la germination soit
in-vitro
donne aux jeunes plantes une plus grande vigueur.
5) Les Népenthes.
Les essais ont été effectués à partir de
boutures et de
graines.
a- A partir de boutures
( Février 92 )
A l'occasion d'une taille de plusieurs espèces
de Nepenthes,
une introduction primaire a été effectuée : elle consiste à
introduire in-vitro des boutures
de Népenthes de 5 à 6 cm
contenant un à deux noeuds. 24 boutures
ont été effectuées. Le
gros problème a été la décontamination qui,
pour rappel,
est
beaucoup plus difficile que dans le cas des graines.
Voici le protocole suivi :
Des 24 boutures
,
2 seulement ont donné des résultats. Il s'agit
de N.gracilis. dont 1 bouture
fut gardée in-vitro,
l'autre fut
acclimatée dés l'apparition de la première feuille.
b- A partir de graines ( Avril 92 ).
Les graines doivent être de première fraîcheur pour obtenir un
maximum de germination.
Les graines reçues sont des graines de
N. kampotiana et de N.
gracilis. La répartition fut la suivante :
Résultats :
En aucun cas les graines de N.
gracilis,
qui pourtant à la
réception paraissaient de meilleure qualité,
n'ont germé.
Les N. kampotiana
mis en semis 2 semaines après réception
n'ont pas dépassé un diamètre de 1cm.
Par contre sur 30 semis
faits dès la réception :
Quant à la culture in-vitro de N.
kampotiana,
presque toutes
les boites de pétri ont été contaminées non par manque de
désinfection mais du fait que les graines étaient contaminées de
l'intérieur. Après repiquages sélectifs une boite de pétri a été
isolée. Les premières germinations sont apparues après un mois et
demi Après 7 mois et demi,
les vitroplants sont très vigoureux et
certains ont un diamètre compris entre 8 et 10 cm.
VI- Conclusion.
La culture in-vitro permet plus facilement des multiplications
végétatives,
et est tout aussi passionnante que la culture in-vivo.
Mais la préparation des milieux,
le coût des installations,
la
rendent relativement onéreuse. Par ailleurs, l'acclimatation
nécessaire est aussi une contrainte. Ainsi on a vu que si elle est
facile pour la Dionée,
elle est très délicate pour Byblis gigantea.
Les cultures in-vitro effectuées ont montré pour les Droseras,
les Dionées et le Céphalotus follicularis une multiplication
végétative particulièrement efficace. Quant au Népenthes,
des
difficultés sont apparues du fait d'une contamination interne des
graines et des boutures
. Néanmoins,
des résultats satisfaisants ont
été obtenus à partir de repiquages sélectifs. On a pu constater que
la fraîcheur des graines est un facteur de première importance.
Rappelons enfin que la culture in-vitro est utilisée
commercialement pour la production rapide à grande échelle ainsi
que pour la récupération d'espèces
malades dont on cultive les
cellules méristématiques afin de produire des plantes saines.
Remerciements.
Je tiens à remercier tout particulièrement MM les Professeurs
J.M. FAVRE et J. DEXHEIMER et toute l'équipe du Laboratoire de
Biologie des Ligneux pour leurs précieux conseils ainsi que M. B.
CUNIN du Jardin Botanique de Nancy,
M. J. PIQUEE de l'Ecole
d'Horticulture de Roville-aux-Chênes,
l'Association DIONEE,
tous
mes amis du Club DROSERA,
M. M. LECOUFLE et tous ceux qui
ont participé à la présentation de cet article.
Bibliographie.
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