Produire des plantes en laboratoire peut sembler surprenant ! Pourtant, les techniques de culture in vitro, qui utilisent les étonnantes capacités de régénération des cellules végétales, présentent de nombreux avantages. Découvrons ces méthodes.
Caractéristiques de la culture des plantes in vitro
Principe de la culture in vitro
La culture in vitro consiste à cultiver des explants issus de végétaux, c’est-à-dire des fragments qui vont permettre de régénérer une plante entière. Ils peuvent être de différentes natures :
- un organe entier ou un fragment d’organe : tige, feuille, racine, fleur, graine, etc. ;
- un tissu particulier, le méristème par exemple, présent à l’extrémité des tiges et des racines, qui assure la croissance ;
- un embryon ;
- une cellule sexuelle, etc.
Ce fragment végétal est posé sur un milieu nutritif, qui lui apporte l’ensemble des éléments nécessaires à son développement, dans un petit contenant, comme un tube à essai. Il est ensuite placé dans une pièce où les conditions de lumière et de température sont contrôlées.
Composition du milieu de culture
Le milieu de culture sur lequel se développent les plantules contient généralement :
- de l’eau ;
- des éléments minéraux (des macro-éléments : azote, phosphore, potassium, calcium, soufre, magnésium ; et des micro-éléments, comme le fer, le cuivre, le zinc, le bore, etc.) ;
- des éléments organiques : sucres, vitamines et acides aminés ;
- des hormones végétales : auxine et cytokinines, dont la proportion va permettre d’orienter le développement d’organes particuliers.
L’ensemble est solidifié grâce à l’utilisation d’un gélifiant comme l’agar-agar.
Conditions stériles
La culture in vitro se déroule en laboratoire, en conditions d’asepsie pour éviter toute contamination par des bactéries ou des champignons :
- Les explants sont soigneusement désinfectés.
- L’ensemble du matériel utilisé est stérilisé.
- Toutes les manipulations sont réalisées sous un dispositif particulier, la hotte à flux laminaire horizontal, qui propulse un air filtré.
Intérêts de la culture in vitro
Cette technique de multiplication des végétaux est menée à plusieurs fins :
- reproduire à l’identique, en masse et rapidement une plante d’intérêt horticole ou agronomique, tout en réduisant les coûts de production : la culture in vitro mobilise en effet peu de personnel, se déroule dans un espace réduit et consomme moins d’énergie que les productions classiques ;
- accélérer la création de nouvelles variétés ;
- conserver des espèces rares ou anciennes ;
- assurer la production de plantes saines, indemnes de virus : cette méthode a ainsi permis de sauver certaines variétés, comme la pomme de terre Belle de Fontenay.
Différentes méthodes de culture in vitro
Micropropagation
Également appelée microbouturage, cette technique est très utilisée à travers le monde pour multiplier des plantes dont la reproduction est difficile, comme les orchidées. Elle permet la création d’un grand nombre de clones, parfaitement sains. L’explant utilisé est par exemple un fragment de tige.
Culture de méristème
Cette méthode consiste à prélever le cœur d’un bourgeon ou l’extrémité d’une racine où se trouve le méristème, zone de cellules qui se divisent activement pour assurer la croissance de la plante. Cette région est toujours dépourvue de virus, de bactéries ou de champignons, même chez les plantes contaminées. Cette méthode permet donc de créer des plants sains et a assuré le sauvetage de variétés entières.
Haplodiploïdisation
L’explant utilisé dans le cadre de cette technique est une cellule sexuelle mâle ou femelle. Cette dernière conduit à la formation de plantes qui ne portent qu’un seul lot de chromosomes. Le matériel génétique est ensuite doublé. Cette méthode permet la création de lignées pures, qui portent exactement la même information sur chaque chromosome d’une paire.
Embryogenèse somatique
Cette méthode assure la formation d’embryons à partir de cellules non sexuelles. Elle est par exemple utilisée pour reproduire certains arbres d’intérêt.
Obtention de protoplastes
Cette technique vise à obtenir des cellules dépourvues de parois, appelées protoplastes, souvent à partir de jeunes feuilles. Ces cellules sont indispensables à la création de plantes génétiquement modifiées et permettent le développement de nouvelles variétés.
Nos contenus vous permettent d’en savoir plus sur les végétaux :
- L’essentiel à connaître sur la croissance des plantes.
- Découvrez le principe et l’utilité des croisements entre plantes.
- Multiplier une plante vivace et multiplier les plantes par division, c’est facile grâce à nos fiches pratiques !