Fiche de révision : Culture végétale in vitro

📋 Plan du Cours

1. Applications de la culture in vitro
2. Stratégies et équilibre hormonal
3. Callogénèse et suspensions cellulaires
4. Rhizogénèse et organogénèse
5. Milieux nutritifs et protocole
6. Bioproduction de métabolites
7. Phytoremédiation et brunissement
8. Travaux pratiques et évaluation

📖 1. Applications de la culture in vitro

🔑 Notions clés & Définitions

• Micropropagation : Multiplication d’une plante d’intérêt par organogenèse ou embryogenèse somatique, jusqu’à l’obtention de vitroplants.
• Bioproduction : Utilisation de cultures de cellules ou d’organes, notamment en bioréacteurs, pour produire des molécules bioactives.

📝 Points essentiels

• Les applications comprennent:
  • la micropropagation
  • la bioproduction
  • la réintroduction
  • la phytoremédiation
  • l’ingénierie métabolique

📖 2. Stratégies et équilibre hormonal

🔑 Notions clés & Définitions

• Callogénèse : Formation de cals à partir d’explants cultivés in vitro.
• Rhizogénèse : Formation de racines, notamment de racines adventives, à partir de matériel végétal cultivé in vitro.

★ À maîtriser

📌 La balance entre les concentrations d’auxines et de cytokinines oriente le développement in vitro vers la rhizogénèse, la callogénèse ou la caulogénèse.

Compléments

• Les matériels utilisés comprennent:
  • les explants
  • les cals
  • les organes
  • les suspensions cellulaires
  • les cultures de racines

💡 Astuce mémo

Auxine → rhizogénèse, cytokinine → caulogénèse

📖 3. Callogénèse et suspensions cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Racines chevelues : Matériel racinaire utilisé pour la bioproduction en culture végétale in vitro.

📝 Points essentiels

• La mise en suspension cellulaire peut commencer avec 5 g de cals de lin dans 50 mL de milieu, suivis d’une agitation à 130 rpm pendant 10 jours, puis de dilutions de moitié pendant 15 jours et au quart avant le passage à l’échelle supérieure.

• Le passage à l’échelle supérieure des suspensions cellulaires conduit à une production en bioréacteurs.

💡 Astuce mémo

Explants → cals → suspension → bioréacteur

📖 4. Rhizogénèse et organogénèse

🔑 Notions clés & Définitions

• Organogénèse : Formation d’organes à partir d’explants, directement ou indirectement après une phase de callogénèse.

★ À maîtriser

• Dans un exemple de micropropagation de Gymnema sylvestre, un explant permet d’obtenir 400 plantes en 4 à 5 mois. — Thiyagarajan et al., Industrial Crops & Prod. 50, 517-524, 2013

Compléments

• Dans l’exemple de Gymnema sylvestre, les traitements utilisent BAP à 1 mg/L, BAP à 1 mg/L avec KIN à 0,5 mg/L et GA3 à 1 mg/L, ou IBA à 3 mg/L. — Thiyagarajan et al., Industrial Crops & Prod. 50, 517-524, 2013

📖 5. Milieux nutritifs et protocole

📝 Points essentiels

• Le milieu nutritif contient: de l’eau déminéralisée, des sels minéraux, des hormones, du sucre, des vitamines, éventuellement un agent gélifiant, des antimicrobiens, des substances adsorbantes ou des antioxydants

• Les milieux courants sont:

  • Murashige et Skoog MS
  • Murashige et Skoog MS 1/2
  • Gamborg B5

• Les auxines sont utilisées à des concentrations de 0,01 à 10 mg/L et les cytokinines à des concentrations de 0,001 à 5 mg/L.

• 🔄 La préparation générale suit ces étapes: mélanger l’eau, le milieu basal, les hormones et le sucre, ajuster le volume et le pH, ajouter éventuellement un agent gélifiant, stériliser, répartir dans les récipients de culture

💡 Astuce mémo

Milieu → pH → stérilisation → culture

📖 6. Bioproduction de métabolites

🔑 Notions clés & Définitions

• Élicitation : Stimulation de la production de métabolites secondaires par des éliciteurs biotiques, abiotiques ou hormonaux.

★ À maîtriser

• Les catégories d’éliciteurs comprennent:

  • les champignons inactivés
  • les UV
  • le froid
  • les minéraux
  • le jasmonate

• La shikonine possède des propriétés:

  • colorantes
  • antibactériennes
  • anti-inflammatoires
  • anticancéreuses

Compléments

• La production d’acide gymnémique peut utiliser 200 mg de matériel dans 25 mL de milieu MS contenant 30 g/L de saccharose, 0,5 mg/L de 2,4-D et 2 mg/L d’ANA et de BA, à pH 5,8, à 25 °C dans l’obscurité et sous agitation à 110 rpm. — Veerashree et al., 2012

💡 Astuce mémo

Élicitation → stimulation des métabolites secondaires

📖 7. Phytoremédiation et brunissement

★ À maîtriser

• Le brunissement des cultures résulte de l’oxydation des polyphénols en ortho-quinones par la polyphénol oxydase, ce qui inhibe des enzymes et perturbe le développement.

Compléments

• La phytoremédiation par culture végétale in vitro peut être étudiée pour l’élimination de colorants. — Lokhande et al., 2015

💡 Astuce mémo

Polyphénols oxydés → ortho-quinones → brunissement

📖 8. Travaux pratiques et évaluation

★ À maîtriser

• Le protocole de micropropagation du tabac suit la succession stérilisation et germination des graines, callogénèse pendant 4 semaines, caulogénèse pendant 2 à 4 semaines, puis rhizogénèse pendant 2 à 4 semaines.

• Pour les explants foliaires de tabac, la stérilisation utilise une immersion de 8 minutes dans de l’hypochlorite de sodium à 2,4 % de chlore actif avec 0,1 % de Tween 20, suivie de trois rinçages de 3 minutes à l’eau stérile.

• Le milieu de culture du tabac est autoclavé pendant 20 minutes à 120 °C, et les cultures sont maintenues à 24 °C avec une photopériode de 16 heures de lumière et 8 heures d’obscurité pendant 3 à 4 semaines.

📌 La short communication doit être une description concise mais complète d’une investigation limitée et ne doit pas dépasser 4 pages imprimées, figures, tableaux et références compris.

Compléments

• Les deux variétés de Nicotiana tabacum utilisées sont SPTG-172 et K-399, tandis que les travaux pratiques de micropropagation portent sur la variété Xanthi âgée de 2 mois.

💡 Astuce mémo

Stériliser → mettre en culture → observer → optimiser

📊 Tableaux de synthèse

Applications et matériels utilisés