PLANTES  IN  VITRO

Que sont les cultures in vitro de plantes ? Comment procède t-on ? Quelles sont les différentes techniques utilisées ? A quoi servent elles ?  Ces techniques sont elles utilisées à grande échelle? Dans quels pays ? Autant de questions qui trouveront en partie réponses dans cette page.

! Les termes techniques ou le vocabulaire spécifique sont expliqués dans le lexique  

 Dans les programmes classiques d'amélioration des plantes, pour créer une nouvelle variété il faut compter de 8 à 15 ans selon l'espèce. C'est très long, d'autant que les objectifs de sélection peuvent évoluer avec le temps: goût du consommateur, contraintes industrielles, besoins du marché, maladies etc.

Les techniques de culture in vitro sont des outils qui peuvent aider l'obtenteur de plantes à différents niveaux de son programme d'amélioration, notamment pour réduire les délais de mise sur le marché des nouveaux cultivars, mais aussi pour assainir les variétés, les conserver et réduire les coûts de production.

• DEFINITION

 Les cultures in vitro végétales sont des cultures d' explants de plantes, sur un milieu synthétique, dans des conditions stériles, dans un environnement contrôlé et dans un espace réduit.

Les explants  peuvent être des parties d'organes ou des organes entiers, (tige, feuille, racine, fleurs, etc.), des tissus, des pièces florales, des graines ou des embryons, des bourgeons ou des apex ou des méristèmes, des cellules somatiques ou sexuelles, des protoplastes. Le choix de l'explant sera fonction de la technique utilisée, de l'objectif et de l'espèce travaillée.

Le milieu synthétique  est adapté dans sa composition à la technique, l'explant, l'objectif et l'espèce, voire le cultivar. Il est en général composé d'eau, de macro et de micro-éléments, (sels minéraux), de substances de croissance: phytohormones et vitamines, de sucre et d'un agent gélifiant pour les milieux solides. Le pH est ajusté le plus souvent entre 5 et 6. On modifie le milieu au cours des différentes étapes de production, on doit utiliser un milieu neuf toutes les 3 ou 4 semaines en général.

Les conditions stériles  sont obtenues par une désinfection des explants, une stérilisation du milieu de culture et des flacons ou tubes de culture. Les différentes opérations de mise en culture sont réalisées dans un environnement stérile obtenu par une hotte à flux laminaire horizontal: de l'air stérile est propulsé vers le vitroculteur.Les conditions stériles sont primordiales à obtenir afin qu'aucun champignon ou bactérie ne viennent coloniser les milieux de culture, très favorables à leur prolifération, sous peine de nécrose de l'explant.

L'environnement contrôlé  concerne notamment deux paramètres: la température de culture, et l'éclairement: intensité et longueur du jour. Ils sont obtenus artificiellement. Leurs valeurs dépendent de l'espèce travaillée ainsi que de la technique utilisée.

• PROPRIETES

Les techniques de culture in vitro végétales utilisent la propriété de totipotence des cellules végétales mise en évidence en 1902 par Haberlandt :en théorie il est possible de régénérer une plante entière à partir de n'importe quelle cellule d'une plante donneuse. Cette propriété s'exprime dans la nature et est exploitée depuis la nuit des temps dans les phénomènes de bouturage, drageonnage, marcottage etc.

• TECHNIQUES

Les différentes techniques de culture in vitro végétales que nous utilisons au laboratoire TECHNIVIT sont:

la micropropagation , la culture de méristèmes, l'embryogenèse somatique, l'haplo-diploïdisation par androgenèse ou gynogenèse, la création de variants, le sauvetage d'embryons immatures issus de croisements interspécifiques par exemple.

D'autres techniques existent : la culture de cellules et la production de métabolites secondaires, la bio-encapsulation et la production de semences artificielles, la cryo-conservation à -196°C, la culture de protoplastes et la fusion somatique, la transformation génétique.

En général il y a 4 étapes de culture:                  

  - l'initiatation ou la mise en place des cultures (la plus délicate et difficile)

             - la multiplication

   - l'enracinement

  - le sevrage ou acclimatation

• APPLICATIONS

Aujourd'hui, de nombreuses espèces sont concernées par l'utilisation des cultures in vitro, tant au niveau de l'élaboration de nouvelles variétés qu'au niveau de la production des plants, et des centaines de millions de plantes in vitro sont acclimatées annuellement dans le monde dans la plupart des pays y compris dans ceux en voie de développement.. On estime à plus de 300 espèces de plantes qui sont multipliées in vitro de façon industrielle.

Certaines plantes vertes sont multipliées uniquement par in vitro. De nombreuses variétés de plantes horticoles et maraîchères de grand intérêt, anciennes ou nouvelles, ont été sauvées de la menace de disparition, car virosées, par culture de méristèmes. Aujourd'hui, la culture des orchidées s'est "démocratisée", grâce à la culture in vitro, on peut trouver dans le commerce des plantes carnivores protégées car elles sont multipliées in vitro.

On a créé des banques de conservation , par culture in vitro, des variétés anciennes et menacées de disparition. C'est un moyen de sauvegarder la biodiversité des espèces sauvages et les espèces rares ou difficiles à multiplier naturellement (peu de graines ou de rejets).

Enfin, les cultures in vitro permettent de mettre plus rapidement sur le marché les plants certifiés, les nouvelles créations,  ou encore d'assainir des collections.