Báo cáo khoa học: "Réflexion sur les modalités d’appréciation du rajeunissement in vitro chez le Sequoia sempervirens"

Chia sẻ: Nguyễn Minh Thắng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

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Tuyển tập các báo cáo nghiên cứu về lâm nghiệp được đăng trên tạp chí lâm nghiệp quốc tế đề tài: "Réflexion sur les modalités d’appréciation du rajeunissement in vitro chez le Sequoia sempervirens...

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Nội dung Text: Báo cáo khoa học: "Réflexion sur les modalités d’appréciation du rajeunissement in vitro chez le Sequoia sempervirens"

les modalités d’appréciation du Réflexion sur rajeunissement in vitro chez le Sequoia sempervirens A. Franclet 2 Y. Arnaud Y. Fouret C. Larrieu H. Tranvan 1 1 1 E. Migin ac 1 et E. Miginiac 1 Université P.-et-M.-Curie, Laboratoire de Physiologie du Développement des Plantes, T 53-E 5, 4, pl. Jussieu, 75252 Paris Cedex 05, et 2 AFOCEL, Domaine-de-l’Etançon, 77370 Nangis, France Introduction Eprouver la fiabilité de chaque critère Le rétablissement des propriétés «de jeu- Les résultats roumis sont-ils répétables? chez les fragments d’un arbre âgé Sinon, pourquoi? nesse" est un préalable indispensable à la micro- propagation in vitro, puis à l’acclimatation des vitroplants (Franclet, 1981; Franclet Deux hypothèses sont alors à envisager: et aL, 1987). Chez le Sequoia sempervi- bien le critère n’est pas fiable ou bien il ou révèle l’intervention de facteurs non en- rens, neuf protocoles de rajeunissement in vitro ont été mis en oeuvre (Fouret et core maîtrisés. Ainsi, nous référant au cri- tère «enracinernent induit» (milieu d’induc- al., 1985; Fouret, 1987). Pour juger de tion avec ANA 5x10- M pendant une 5 leur efficacité, il fallait disposer d’un cer- semaine, puis milieu d’expression sans tain nombre de critères. Nous avons donc hormone pendant 42 jours), nous avons comparé les comportements de matériels obtenu successivement chez le clone 11, issus d’arbres âgés de 1-50 et 500 ans au début de trois protocoles de rajeunis- (clones J-1 et 11, respectivement). Ceci sement, 67%, 25% et 0% d’explants enra- nous a permis de définir des critères mor- cinés (Fouret, 1987). Ceci nous a amené et biochi- phologiques, physiologiques à prendre en compte l’histoire in vitro du de l’état de l’état adulte et miques jeune, matériel antérieure à «la mise en rajeunis- de l’état âgé (Fouret et aL, 1985; Fouret sement» (non seulement le temps écoulé et al., 1986; Fouret, 1987). Nous avons depuis l’introduction in vitro, mais aussi les ensuite éprouvé la validité de ces critères modalités d’entretien). De même, quand le quant aux protocoles de rajeunissement séjour sur milieu d’allongement, au cours (Fouret et al., 1985; Fouret, 1987). Il est de l’entretien d’un matériel rajeuni, se pro- apparu que dans un travail de ce type il longe de 8 à 2
(clone 11); ceci est confirmé par plusieurs d’enracinement induit passe de 100 à 33. autres critères. Par contre, chez le clone Cet exemple qui confirme les précédents J, le pourcentage d’enracinement induit souligne le caractère réversible des pro- augmente d’abord, puis chute brutalement priétés du matériel que nous considérons de l’expérimentation; il en est de comme des caractéristiques de jeunesse. au cours même pour le nombre de racines. Faut-il penser que le matériel, initialement jeune, Peut-on utiliser valablement chaque cri- rajeunit dans un premier temps, puis vieillit tère en toutes circonstances expérimen- brusquement? Les résultats fournis par les tales ? critères «délai d’enracinement induit», «hauteur de la tige» et «néoformation spontanée de bourgeons épiphylle» vont à Nous ne mentionnerons pas les conditions l’encontre de cette hypothèse. Faut-il pen- d’environnement pour lesquelles les «pourcentage d’enracinement ser que observations sont encore fragmentaires. induit» et «nombre de racines» ne sont Nous n’évoquerons que le type de maté- pas des critères fiables? Les très nom- riel utilisé (Fouret, 1987). Généralement, breuses observations effectuées depuis au cours d’un protocole de rajeunisse- cinq ans (Bekkaoui et aL, 1984; Fouret, ment, pour un matériel issu d’un arbre de 1987) montrent que tel n’est pas le cas. 500 ans, le pourcentage d’enracinement L’intensité de rhizogenèse qui exprime un spontané demeure voisin de zéro. Par état de jeunesse physiologique pourrait contre, le pourcentage d’enracinement être limitée par la diminution - voire la dis- induit révèle des changements de l’état parition - d’un facteur biochimique ou par physiologique: par exemple, il passe de 0 une non-compétence des tissus. Ainsi, le à 66 ou mieux 90; ce critère est donc fait qu’un critère paraisse perdre sa validi- mieux adapté que le précédent à l’évalua- té au cours d’un protocole de rajeunisse- tion du rajeunissement d’un matériel issu ment peut révéler l’intervention de fac- d’un arbre âgé. Au contraire, pour un teur(s) qu’il convient de déterminer; ceci matériel issu d’un arbre de 50 ans, le souligne aussi l’importance d’utiliser simul- pourcentage d’enracinement induit de- tanément plusieurs critères. meure voisin du maximum; c’est le pour- centage d’enracinement spontané qui révèle un degré supplémentaire de rajeu- nissement: il passe de 0 à 17, par sur les modalités S’interroger d’expres- exemple. Ceci souligne qu’un critère doit sion de certains critères être adapté et qu’il est prudent de ne pas se limiter à un seul. «aptitude à Le critère l’enracinement» peut être appliqué à l’enracinement spon- La validité d’un critère se maintient-elle tané ou à l’enracinement induit; de plus, il pendant la durée d’une expérience de peut être exprimé selon quatre modalités: rajeunissement? Sinon pourquoi? «pourcentage d’explants enracinés», «dé- lai d’apparition de la première racine», Dans un ensemble de trois protocoles «nombre moyen de racines par explant», (Fouret, 1987), le pourcentage d’enracine- «type de système racinaire». Peut-on se ment induit révèle un rajeunissement du référer à une seule de ces modalités? Du matériel adulte (clone 1) et du matériel âgé matériel âgé (clone 11) est soumis à trois
protocoles de rajeunissement pendant 18 Tenir compte des avantages et des semaines (Fouret, 1987). Dans le premier, inconvénients des différents critères rajeunissement n’est décelé. Dans aucun le second, le rajeunissement est mis en Se référer au critère «enracinement spon- évidence par les quatre modalités, mais tané» présente des avantages sur le plan les résultats fournis par la quatrième sont pratique: on fait l’économie des repi- moins nets que les résultats fournis par quages sur le milieu d’induction et le les trois autres. Dans le troisième proto- milieu d’expression de la rhizogenèse; la cole, un rajeunissement est décelé seule- lecture des résultats n’exige pas un long ment par le pourcentage et par le délai délai et l’enracinement est de bonne quali- d’enracinement induit. Dans ce dernier té (racines longues et ramifiées). Mais il cas, le rajeunissement est moins accentué ne faut pas oublier un inconvénient que dans le précédent; si l’on ne se réfé- majeur: l’aptitude à l’enracinement sponta- rait qu’à une ou deux modalités, on pour- né ne s’exprime que tardivement au cours rait ne rien déceler et conclure à l’ineffica- d’un protocole de rajeunissement et elle cité du protocole. est généralement faible. Il est donc néces- saire de se référer à d’autres critères pour avoir rapidement des informations suffi- santes sur l’efficacité d’un protocole. sur la quantité et la qualité S’interroger de l’information que fournissent les dif- férents critères Vérifier s’il existe une corrélation entre Au cours d’un protocole de rajeunisse- les différents critères, particulièrement ment, l’aptitude à l’enracinement induit entre des critères physiologiques et s’exprime plus tôt que l’aptitude à l’enraci- des critères biochimiques nement spontané. Dans certains cas, alors que les pourcentages optima d’enra- Il est intéressant de mettre en évidence cinement induit et spontané sont atteints, corrélation entre plusieurs critères: en aptitude au bourgeonnement épi- une une effet, la validité de chacun s’en trouve phylle spontané apparaît (Fouret, 1987). Il confirmée; de plus, un critère peut, éven- semble que le rajeunissement s’accentue tuellement, être choisi à l’exclusion des progressivement. Pourtant, on observe parfois, en fin de protocole, une baisse autres en raison de sa spécificité: simplici- té d’utilisation («croissance de la tige»), des pourcentages d’enracinement et du précocité d’expression et rapidité d’évalua- nombre de racines. Le rajeunissement est, tion («délai de réactivation des méris- dans la pratique, considéré comme «total» tèmes caulinaires isolés»), précision et s’il y a croissance orthotrope de la tige intérêt d’ordre fondamental («rapport après transfert ex vitro. Des vitroplants, A/A/ABA endogènes&dquo;), intérêt d’ordre issus du bourgeonnement épiphylle induit appliqué («aptitude à l’enracinement»); de matériel âgé (clone 11) ont une crois- enfin, une approche des mécanismes du orthotrope, depuis sance en serre, un an. rajeunissement peut être amorcée: par Nous pouvons dire que le rajeunissement exemple, il est intéressant de chercher à «total» a été obtenu, sous réserve que la établir une corrélation entre l’évolution de conformité du matériel soit vérifiée (Fran- l’aptitude à l’enracinement et l’évolution du clet et al., 1987). Mais ces vitroplants ont- rapport AlA/A
de rajeunissement, le rapport AIAlABA Conclusion passe de 0,17 à 0,31 en 18 semaines; parallèlement, le pourcentage d’enracine- ment induit passe de 0 à 66; dans un pro- Ainsi, le processus de rajeunissement est tocole plus efficace, le rapport AIAlABA il est plus ou complexe; progressif et s’élève dans le même temps à 4,63; paral- moins rapide selon l’état physiologique ini- lèlement, le pourcentage d’enracinement tial du matériel traité; en outre, au cours induit atteint 100. du temps, il y a disharmonie entre les évo- lutions respectives d’un certain nombre Quand des critères sont pas corrélés ne (Fouret, 1987), il faut s’interroger sur le des propriétés qui caractérisent l’âge d’un matériel. L’état rajeuni peut aussi dispa- type d’information qu’ils peuvent néan- raître (du moins certaines de ses proprié- moins fournir. tés) : il est donc nécessaire de l’entretenir. Alors que nous ne disposons pas encore 1 Exemple d’un marqueur incontestable et suffisam- ment sensible (par exemple protéique) du Chez le clone J, au cours d’un protocole degré de rajeunissement, nous pensons de rajeunissement, le rapport AIAlABA, qu’il est prudent de se référer à plusieurs initialement de 0,60, s’élève à 3,28 en 12 critères, simultanément, à chaque étape d’un protocole. Il convient de rechercher le semaines; parallèlement, le pourcentage d’enracinement induit, initialement de 75, protocole le plus simple pour lequel le plus s’abaisse à 42. Ce résultat paradoxal grand nombre de critères indique un rajeu- montre que les propriétés du matériel nissement. Nous avons tenté de définir les jeune se modifient rapidement et qu’appa- plus significatifs en utilisant l’analyse fac- raissent des facteurs limitants. torielle des correspondances; dans nos conditions expérimentales, ce sont le pourcentage et le délai d’enracinement Exemple 2 induit, la hauteur de la tige, le nombre de feuilles, le délai de réactivation des méris- Le délai de réactivation des méristèmes tèmes caulinaires isolés, le rapport caulinaires isolés révèle parfois des fluc- AIAIABA endogènes. Enfin, la croissance tuations apparemment injustifiées de l’état orthotrope de la tige après transfert ex physiologique du matériel (Fouret, 1987). vitro est, dans la pratique, considérée On peut alors se demander s’il s’agit bien le critère du rajeunissement comme là d’un critère de rajeunissement (et de «total». Mais peut-on parler de rajeunisse- nombreuses expériences permettent de ment «total» si certaines propriétés de répondre par l’affirmative) ou si ce critère l’état rajeuni ont pu disparaître au cours apporte une information complémentaire: même du protocole de rajeunissement? par exemple, on sait que chez les arbres, Sans doute, dans la mesure où ces pro- dans les conditions naturelles, il y a appa- priétés sont, à chaque étape du processus rition de rythmes de croissance au cours du rajeunissement, les «marqueurs» d’un du vieillissement; les fluctuations in vitro état physiologique qui évolue. Toutefois, du délai de réactivation des méristèmes l’étape ultime du rajeunissement ne caulinaires isolés ne traduiraient-elles pas devrait-elle pas être «marquée» par l’apti- la «mise en mémoire» du fonctionnement tude à l’embryogenèse somatique? Les complexe de l’arbre, acquis au cours du recherches en cours et à venir devraient temps? permettre de répondre à ces questions.
Ann. Rech. Sylv 1984 AFOCEL, Références juvénilité. Paris, pp. 111-137 Fouret Y., Arnaud Y., Maldiney R., Sotta B. & Bekkaoui F., Arnaud Y., Larrieu C. & Miginiac E. E. (l!)86) Relation entre rhizogenèse Miginiac (1984) Etude comparative de la rhizogenèse in et teneurs en auxine et acide abscissique chez vitro du Sequoia sempervirens chez deux trois clones de Sequoia sempervirens (Endl.) clones d’âge différent. Ann. Rech. Sylv. 1983 issus d’arbres d’âge différent. C.R. Acad. Sci. AFOCEL, Paris, pp. 5-25 Paris Sér. 1114, 135-138 Fouret Y. (1987) Etude in vitro du rajeunisse- Franclet A. (1981) Rajeunissement et propaga- ment préalable à la micropropagation chez le tion végétative des ligneux. Ann. Rech. Sylv. Sequoia sempervirens (Endl.) : recherches de 1980 AFOCEL, Paris, pp. 11-41 marqueurs morphologiques, physiologiques et Franclet A., Boulay M., Bekkaoui F., Fouret Y., biochimiques. Thèse de Doctorat de l’Université Verschoore-Martouzet B. & Walker N. (1987) Pierre-et-Marie-Curie (Paris VI), Paris, France Rejuvenation. ln: Cell and Tissue Culture in Fouret Y., Arnaud Y. & Larrieu C. (1985) Rajeu- Forestry. Vol. r- General Application in Biotech- nissement in vitro du Sequoia sempervirens: nology (Bonga J.M. & Durzan D.J., eds.), M. effet du nombre et de la fréquence des repi- Nijhoff and Dr. D.W. Junk (Canada), pp. 232- quages; recherche de critères précoces de 248