Biotechnologie et utilisation du vivant

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Des chercheurs ont mis au point des milieu de culture très utilisé pour toutes les cultures :

- Le milieu de Murashige et Skoog du tabac (1962)

- Le milieu B5 de Gamboy (1965)

Les microéléments vont avoir un petit rôle dans la plante mais sont très important et à très petite dose.

Un élément que l’on place systématiquement dans les cultures est le Fer que l’on chélate (accroche) à une autre molécule, l’Edta formant le Fer chélaté (Fer-Edta).

On va aussi placer en quantité contrôlé des vitamines B (B1, B5, B6), de la biotine (vit H) mais on place aussi de l’inositol en très grande quantité.

On rajoute aussi du saccharose pour permettre un meilleur développement photosynthétique dans des cultures sous lumière non naturelle.

Doc 1 : Enfin on place aussi des hormones végétales permettant ici la morphogénèse (et non pas la nutrition des éléments précédents) :

- Auxines : prolifération cellulaire des racines

- Cytokinines : développement des bourgeons

- Certaines Gibbérellines : Pour la croissance cellulaire

La rapport auxines/cytokinines est très important : [pic 1]

- A>C, S’il y a plus d’auxines que de cytokinines → rhizogénèse

- Entre ces deux étapes, on va avoir de l’embryogénèse somatique

- A=C, S’il auxines/cytokinines = 1 → callogénèse (=formation de cals)

- Entre ces deux étapes, on va avoir du bourgeonnement adventif

- C>A, S’il y a plus de cytokinines que d’auxines → bourgeonnement

On peut cultiver :

- En milieu liquide ou solide en ajoutant un milieu gélifiant.

- A un certain pH : classiquement à 5,6 (voir 4,5 pour des plantes carnivores)

La stérilisation du milieu de culture se fait par l’utilisation d’un autoclave pour éliminer les microorganismes (121°C, 20min) (on peut diminuer la température et augmenter la durée).

Certaines molécules sont sensibles à cet autoclavage, on peut les placer après tout en l’ayant stériliser grâce à l‘aseptisation par filtration.

On va pouvoir placer l’explant stérile dans le milieu stérile, mais pour cela les chercheurs doivent être eux même en milieu stérile dans une hotte à flux laminaire (= flux horizontal pour éviter la contamination).

- Placement en milieu contrôlé

Maintenant, on va placer les cultures dans un milieu contrôlé = phytotron (=pièce de culture) où sera contrôlé :

- La température en créant une thermopériode (plus ou moins chaud en fonction de la « journée »)

- La lumière en créant une photopériode et en régulant la quantité et la qualité de la lumière (blanche de préférence avec plus ou moins de nuance en rouge, rhizogénèse et bleu, callogénèse).

- S’il on peut on intervient sur les échanges gazeux en jouant sur le mode de capuchonnage (bouchon en cellulose plutôt qu’en plastique pour le passage de l’eau etc.)

En générale, la culture se fait en période de jours longs.

- Les technologies de clonage des plantes

Il existe différents types :

- La micro propagation

- La culture de méristème

- L’embryogénèse somatique

- La micropropagation

Cette technique va permettre d’obtenir des milliers de plantes identiques entre elles et à la plante mère.

Elle comporte 4 étapes :

- La phase initiale : Par aseptisation de la plante et l’introduction in vitro de l’explant (passage de l’in vivo à l’in vitro). L’objectif est d’obtenir au moins un explant non contaminé qui régénère des bourgeons.

- La phase de multiplication : En prélevant des bourgeons de la phase initiale qui seront multipliés à l’infini.

- La phase de développement/d’enracinement : En transférant les bourgeons de la phase 2 en phase 3 pour provoquer leur enracinement. L’enracinement sera provoqué par l’inversion de du rapport Auxines/Cytokinines : on va alors obtenir des vitroplants.

- La phase d’acclimatation : En transférant les vitroplants en milieu in vivo.

Il arrive que cette 4ème phase provoque un choc des vitroplants car ils vivaient en milieu stérile, avec une atmosphère humide, un milieu mou et saccharosé.

Il faut donc prendre certaines précautions :

- Développer une cuticule efficace

- Rendre fonctionnelles les stomates

- Activer les chloroplastes

- Rendre plus fortes les racines

Pour cela, on va acclimater les plantes :

- En diminuant progressivement l’humidité ambiante,

- En boostant le taux de lumière,

- En utilisant un substrat léger pour le développement des racines

- Et enfin en lavant la plante pour retirer le milieu gélosé et éviter le développement des plantes.

Il existe différentes méthodes dépendantes des explants végétaux :

- Les explants avec méristème caulinaire : on fait alors de la culture de fragments nodaux (= un fragment nodal est un bout de la tige avec une feuille et un bourgeon)

- On peut avoir deux types de développement différents en fonction de l’espèce végétale et du milieu de culture :

- Certains explants vont se développer et donner une tigelle,