Fiche de révision : Culture in vitro végétale

Plan du Cours

  1. Principes de la culture in vitro
  2. Propriétés physiques des milieux
  3. Composition nutritive des milieux
  4. Régulateurs et organogenèse
  5. Mise en culture des explants
  6. Applications de la culture in vitro

1. Principes de la culture in vitro

Notions clés & Définitions

  • Culture in vitro : Culture de tissus, de cellules végétales ou de protoplastes dans des conditions artificielles et aseptiques.
  • Milieu de culture : Environnement artificiel dans lequel les tissus ou organes vivants prélèvent les éléments nécessaires à leur survie, leur croissance ou leur développement.

★ À maîtriser

  • La culture in vitro exige la stérilisation des tissus ou cellules végétales, des milieux, de la verrerie, des instruments et des aires d’ensemencement afin de prévenir les contaminations microbiennes ou fongiques.

Compléments

  • La culture in vitro exige une composition des milieux et des facteurs physiques de l’environnement précisément définis.

2. Propriétés physiques des milieux

★ À maîtriser

📌 Les milieux de culture peuvent être solides, semi-solides ou liquides, et leur état physique peut modifier le métabolisme des tissus cultivés.

  • Les milieux d’initiation sont généralement solides, tandis que les milieux liquides permettent une meilleure multiplication que les milieux solides, selon Zuraida et al. (2011) et Badou et al. (2018).

Compléments

  • Selon Boccon-Gibod (1989), des racines d’endive cultivées sur papier filtre imbibé produisent des bourgeons végétatifs, tandis que celles cultivées sur agar-agar forment des bourgeons floraux.

  • Les milieux de culture connus comprennent :

    • Murashige et Skoog
    • Kao
    • Gamborg (B5)
    • WPM (Lloyd et McCown)
    • White
    • Nitsch
  • L’agar fond à 100 °C en présence d’eau et se solidifie à 45 °C.

  • Les concentrations d’agar utilisées pour les milieux de culture des tissus végétaux se situent généralement entre 0,7 et 1 %.

Astuce mémo

Milieu solide pour l’initiation, milieu liquide pour mieux multiplier.

3. Composition nutritive des milieux

★ À maîtriser

  • Les milieux destinés aux petits explants comprennent :

    • de l’eau distillée
    • des sels minéraux
    • des substances organiques
    • des régulateurs de croissance
  • Les six macroéléments sont :

    • l’azote (N)
    • le phosphore (P)
    • le potassium (K)
    • le calcium (Ca)
    • le soufre (S)
    • le magnésium (Mg)
  • Les microéléments cités sont :

    • le fer (Fe)
    • le cuivre (Cu)
    • le zinc (Zn)
    • le manganèse (Mn)
    • le molybdène (Mo)
    • le bore (B)
    • le chlore (Cl)
    • le cobalt (Co)
    • le nickel (Ni)
    • l’iode (I)
  • Le saccharose est ajouté au milieu comme source de carbone et d’énergie, car la photosynthèse des tissus cultivés est souvent insuffisante pour assurer leur survie et leur développement.

Compléments

  • L’eau distillée est débarrassée de ses sels afin de permettre une évaluation juste des éléments ajoutés au milieu; elle peut être obtenue par distillation ou désionisation.

  • Après le saccharose, les sucres cités sont :

    • le glucose
    • le maltose
    • le raffinose

4. Régulateurs et organogenèse

★ À maîtriser

📌 Les auxines activent l’élongation, la division et la différenciation cellulaires et interviennent surtout dans la rhizogenèse, tandis que les cytokinines stimulent la prolifération cellulaire et interviennent surtout dans la caulogenèse.

📌 Une forte concentration en cytokinines associée à une faible concentration en auxines favorise les bourgeons adventifs et axillaires ainsi que les tiges feuillées.

Compléments

  • Les principales auxines citées sont :

    • l’AIA
    • l’ANA
    • l’AIB
    • le Pi
    • le 2,4D
  • Les cytokinines citées comprennent :

    • le BAP ou BA
    • la Kin
    • la Zéa
    • l’IPA
  • Les gibbérellines favorisent l’élongation cellulaire des entre-nœuds, la levée de dormance des graines et l’induction de la floraison; la GA3 est la plus utilisée.

  • L’acide abscissique (ABA) inhibe la croissance et sert notamment à ralentir celle des plants lors de la conservation à moyen terme.

📌 Des concentrations équilibrées en auxines et en cytokinines conduisent à la formation de cals par prolifération cellulaire désorganisée.

Astuce mémo

Auxines vers les racines, cytokinines vers les pousses.

5. Mise en culture des explants

★ À maîtriser

  • La totipotence cellulaire permet à certaines cellules végétales différenciées de revenir à un stade indifférencié puis de régénérer une plante identique à la plante mère dans des conditions adéquates.

  • La mise en culture d’un explant comprend son prélèvement, sa désinfection, son rinçage puis son ensemencement sur un milieu de culture.

  • L’ensemencement est réalisé sous une hotte à flux laminaire horizontal, qui dirige l’air de l’intérieur vers l’extérieur et réduit les risques de contamination.

Compléments

  • Les désinfectants cités sont :

    • l’hypochlorite de sodium
    • l’hypochlorite de calcium
    • l’alcool
    • le chlorure mercurique
  • La chambre de culture permet de contrôler autant que possible la température, l’hygrométrie, la luminosité et la photopériode.

Astuce mémo

Prélever, désinfecter, rincer, ensemencer.

6. Applications de la culture in vitro

Notions clés & Définitions

  • Micropropagation : La micropropagation régénère et multiplie rapidement du matériel végétal afin de produire de nombreuses plantes génétiquement identiques à la plante de départ.
  • Sanitation : Production de plantes saines à partir de plantes virosées, lorsque les tests confirment que la plante est entièrement virosée.
  • Conservation ex situ : Préservation des espèces menacées hors de leur milieu naturel comme mesure de sécurité contre leur disparition.

★ À maîtriser

  • Les cinq applications sont :

    • la micropropagation
    • la sanitation
    • la conservation ex situ
    • la création variétale
    • la production de métabolites secondaires
  • La voie d’organogenèse de la micropropagation comprend le conditionnement des plants-mères, l’initiation de la culture, la multiplication de l’explant, l’enracinement des plantules et leur sevrage-acclimatation.

  • Les méthodes d’assainissement citées sont : la culture de méristème, la thermothérapie, l’association de la culture de méristème et de la thermothérapie

Compléments

📌 L’embryogenèse somatique peut être directe ou indirecte.

📌 La thermothérapie favorise la multiplication cellulaire tout en ralentissant celle des virus, mais elle n’assainit que la partie végétale ayant poussé pendant le traitement et n’élimine pas tous les types de virus.

  • Les méristèmes sont souvent indemnes de virus parce qu’ils : sont entièrement protégés par de nombreuses écailles, ont un système vasculaire indépendant de celui de la plante, produisent fortement des auxines toxiques aux virus, présentent de fortes divisions mitotiques qui ne permettent pas aux virus de les atteindre

📌 Les plantes assainies par culture de méristème sont indemnes de virus, mais ne sont pas devenues résistantes et peuvent être recontaminées par des insectes en l’absence de prophylaxie.

  • Les techniques citées pour la création variétale comprennent : l’hybridation somatique, l’haplodiplodisation, le sauvetage d’embryon, l’obtention de variants somaclonaux par callogenèse

  • La culture in vitro permet de produire des métabolites secondaires, particulièrement chez les plantes médicinales, en favorisant leur libération dans le milieu avant leur purification.

Teste tes connaissances

Teste tes connaissances sur Culture in vitro végétale avec 14 questions à choix multiples et corrections détaillées.

1. Dans un laboratoire, une équipe prépare une série de cultures végétales aseptiques. Quelles mesures contribuent à prévenir les contaminations ?

2. Un laboratoire choisit un milieu pour initier des explants puis en multiplier d’autres. Concernant les propriétés physiques des milieux :

Faire le QCM →

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les concepts clés de Culture in vitro végétale avec 44 flashcards interactives.

Que désigne la culture in vitro végétale ?

La culture artificielle et aseptique de tissus, de cellules végétales ou de protoplastes.

Qu’est-ce qu’un milieu de culture ?

Un environnement artificiel où des tissus ou organes vivants prélèvent les éléments nécessaires à leur survie, leur croissance ou leur développement.

Que faut-il stériliser pour prévenir les contaminations en culture in vitro ?

Les tissus ou cellules végétales, les milieux, la verrerie, les instruments et les aires d’ensemencement.

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