Micropagation des Anthurium spp.

2.1. Culture tissulaire d’Anthurium

Dans la vitropagation les méthodes ont plusieurs avantages par rapport à la propagation conventionnelle comme l’ajustement flexible des facteurs affectant la régénération tels que le type d’explant, les niveaux de nutriments et de régulateurs de croissance des plantes et les conditions de l’environnement, la production de clones dans le taux désiré, la production continue pendant les changements saisonniers en utilisant les méthodes de culture tissulaire augmentent également le taux de multiplication des plantes .

Type d’explant

Le succès de la culture tissulaire est lié au choix correct des explants. Les cultures de pousses ou d’extrémités de pousses et de nœuds sont les types de culture les plus utilisés dans la micropropagation des plantes. Les explants provenant des extrémités des pousses et des segments de tige nodaux conviennent pour améliorer la ramification axillaire. La micropropagation de l’anthurium à partir de bourgeons axillaires, de bouts de pousses, d’explants de lamina, de nœuds, de pétioles et de microboutures a été utilisée avec succès. Parmi ces parties de la plante, les feuilles sont la source d’explants la plus utilisée dans la vitroculture de l’Anthurium.

Le génotype de l’Anthuriumjoue un rôle important dans la vitropropagation. Les études ont montré que différents génotypes avaient des réponses différentes aux mêmes conditions de culture. Pour cette raison, il est nécessaire d’établir une procédure appropriée pour chaque variété d’Anthuriumqui peut être adaptée à la production commerciale.

La sélection du type d’explant pour induire la callogenèse et l’orgonogenèse est importante pour les plantes. Dans les études d’orgonogenèse directe et indirecte, l’utilisation de jeunes explants foliaires est importante pour le succès de la culture. Martin et al. ont observé un nombre plus élevé de pousses dans les explants de jeunes feuilles brunes que dans les jeunes feuilles vertes. Viégas et al. ont également indiqué l’importance d’utiliser de nouvelles feuilles brunes pour l’induction de cals. Bejoy et al. ont rapporté que les explants excisés à partir de feuilles vertes pâles montraient un meilleur développement des cals que les feuilles brunes pâles. Atak et Çelik ont également utilisé de jeunes feuilles brunes et vertes d’Anthurium andreanum pour évaluer l’efficacité de la formation de cals. Ils ont réussi à diminuer le temps de formation des cals en utilisant des explants de feuilles brunes et ont induit le pourcentage de formation de cals 50% plus que réalisé par les feuilles vertes.

Établissement d’une culture aseptique

La deuxième étape importante de la micropropagation est d’obtenir une culture aseptique du matériel végétal. Les systèmes de culture aseptique sont efficaces pour éradiquer les contaminants bactériens, fongiques et insectes. Les protocoles de stérilisation utilisés pour différentes sources d’Anthuriumexplant ont été donnés dans le tableau 1. Le NaOCl est le principal produit de désinfection utilisé pour établir des conditions de culture aseptique d’Anthurium. Le NaOCl a été utilisé à des concentrations variant de 1% à 5%. Les temps d’incubation des explants dans l’hypochlorure de sodium ont montré des différences dues à ses concentrations. Il est également nécessaire d’utiliser des solutions désinfectantes supplémentaires pour éradiquer les contaminants fongiques et bactériens. Le Benomyl , le Cetrimite, la gentamicine et le sulfate de streptomycine sont efficacement utilisés dans ce but .

A. espèce Source végétale Méthode de stérilisation Référence
A.andreanum Feuilles 0.6% Benlate +70% éthanol +1,5% NaOCl contenant deux gouttes de Tween 20
La feuille 0.1% HgCl2
La feuille 70% éthanol +gentamicine +20% eau de javel commerciale
A.andreanum L. Bourgeons de pousses apicales Teepol+ solution antifongique Cetrimite +NaOCl + 0.1% HgCl2
Spadices Lavage sous l’eau courante du robinet +1% solution pesticide de 50% bénomyl et 20% sulfate de streptomycine +5 fois eau distillée +
1% NaOCl + 2% NaOCl +80% alcool +5-.6 fois eau distillée
Feuilles et spadices
Segments
Lavage à l’eau courante +0.5% Trix +70% éthanol + 1,5% NaOCl contenant 0,01% Tween 20
A.andreanum
cv Rubrun
Graines de la plante spadix 1%NaOCl
Fruits séparés de la plante spadix
. spadice
Isoler les graines
3% NaOCl +3 fois eau distillée
1% NaOCl +2 fois eau distillée
A.andreanumHort Lamina segments 5% Extran +0,1% chlorure mercurique
Feuilles 15% eau de javel commersiale +0,1%HgCl2

Tableau 1.

Méthodes de stérilisation utilisées dans la culture de tissus d’Anthurium

Milieu de culture

Le milieu de culture influence l’efficacité de propagation dans les applications de culture de tissus végétaux. Des composés organiques, des vitamines et des régulateurs de croissance végétale sont utilisés pour stimuler une croissance saine. Le taux de croissance des tissus et les réponses morphogénétiques fortement affectés par les caractéristiques des nutriments inclus.

Il existe plusieurs milieux de base tels que Chu , Gamborg’s B5 , Murashige et Skoog , Murashige et Tucker et Nitsch et Nitsch . Ces milieux sont utilisés avec succès pour établir des cultures de tissus de différents explants de diverses plantes .

Dans les études de culture de tissus végétaux, différentes combinaisons de chaque milieu basé sur différentes concentrations de macro et micronutriments ont été utilisées pour développer des protocoles efficaces. Les protocoles de culture tissulaire rapides et efficaces sont importants pour la micropropagation des Anthuriums autant que pour les autres plantes.

Le succès de la culture tissulaire végétale dépend de la composition du milieu utilisé. Différentes combinaisons de macronutriments comme l’azote, le potassium, le calcium, le phosphore, le magnésium et le soufre et de micronutriments comme le fer, le nickel, le chlore, la manganase, le zinc, le bore, le cuivre et le molybdène modifient la nature du milieu.

Chaque espèce végétale a sa propre composition de milieu ou elle doit être améliorée pour obtenir de meilleurs résultats. Les modifications peuvent se faire au niveau des macro et micronutriments, de la teneur en sucre, des régulateurs de croissance des plantes, des vitamines et autres suppléments azotés.

Les milieux MS avec quelques modifications ont été fréquemment appliqués dans la culture de tissus d’Anthurium. Les différences causées par l’utilisation de différentes concentrations de régulateurs de croissance des plantes en combinaison avec les organiques MS utilisés pour obtenir les tissus désirés .

L’azote est un macronutriment essentiel dans la vie des plantes. C’est un composant important des protéines et des acides nucléiques. Le nitrate est la principale source d’azote. NO3- est réduit en ammonium après absorption. Les plantes ont la capacité d’utiliser la forme réduite de l’azote pour leur métabolisme. L’absorption des nitrates est efficace lorsque le pH est acide. Mais après l’absorption des nitrates, le milieu devient moins acide. Lorsque l’ammonium est absorbé, le milieu devient plus acide. Le pH du milieu de culture des plantes est important car dans un milieu tamponné, l’existence des deux ions affecte l’absorption efficace de l’azote. La forme et la quantité d’azote dans le milieu ont des effets significatifs sur la croissance et la différenciation des cellules. Le contrôle du pH dans le milieu n’est pas la seule raison de l’utilisation des deux ions, les ions ammonium en excès sont toxiques pour les plantes. Les milieux contenant des niveaux élevés de NH4+ inhibent également la synthèse de la chlorophylle.

Il est connu que la croissance des racines est induite par NO3- et réduite par NH4+. Mais la morphogenèse est contrôlée par la quantité totale d’azote dans le milieu et elle a besoin à la fois de NO3- et de NH4+. En raison de l’utilisation optimale de NH4+ : NO3- a un rôle clé dans la morphogenèse, donc l’équilibre entre NO3- et NH4+ diffère pour différentes plantes et différents types de cultures. Cette situation implique que ce rapport doit être ajusté spécifiquement pour chaque espèce végétale et pour différents objectifs. La modification du rapport entre NO3- et NH4+ par de petites altérations affecte la différenciation et la croissance.

Anthurium species Source végétale Composants du milieu Aim Référence
A.andreanum Feuilles MS+2,2-4,4µM BA+0,9µM 2,4-D Pousses adventices
Racines MS modifié+2.2µM BA Multiples pousses
Feuilles Nitsch modifié +1mg/l BA+0.1mg/l 2,4-D Initiation du calice
Nitsch modifié +0.5mg/l BA Développement des pousses
Nitsch +1,0mg/l IBA+0,04% AC Racines
Feuilles ½MS+0.6mg/l 2,4-D+1mg/l BAP Induction du calice
½MS+250mg/l NH4NO3+0,1mg/l 2,4-D+1mg/l BA Régénération des pousses
½MS+1mg/l IBA+0.04% AC Racines
Feuilles, spadice ¼MS+1mg/l BAP Multiples pousses
¼MS+1mg/l IBA Racines
Graines MS+2mg/l BA+0.5mg/l NAA Prolifération du calice
Petiol ½MS+0.1mg/l 2,4-D+0,5 mg/l BA Callus
½MS+0,1mg/l 2,4-D+1,0 mg/l BA Shoot
½MS+0.5mg/l 2,4-D Root
Anthuriumssp. Leaf ½MS+1mg/l BA+0.08mg/l 2,4-D Induction du calice
½MS+1mg/l BA Multiplication du calice
½MS +1mg/l BA Régénération des pousses
¼MS+1g/l AC Racines
A.andreanumAndré cv. Feuilles, pétiole Milieu Pietrik modifié+0,36µM 2,4-D+4,4µM BA Callus
Anthurium andreaumcv Rubun Microcoupe à partir de graines germées MS+4.4µM BA+0,05µM NAA Multiples pousses
A.andreanumLind. Bouton de pousse apical MS+0,1mg/l NAA+0,25mg/l BAP Multiples pousses apicales
MS+0.5mg/l BAP+60mg/l adénine sulfate Multiples pousses
MS+0.5mg/l IAA+2g/l AC Pousses
Culture de demi-anthères NWT+0,25mg/l 2,4-D +0,02mg/l NAA+1,5mg/l TDZ + 0.75 mg/l BAP Callus
Régénération des pousses
NWT+ 0. 2mg/l NAA+1.0 mg/lKIN Racines
A.andreanumLindl.cv. Sections nodales MS+4,44mM BAP+2,89mM GA3 Induction de pousses
A.andreanum Hort Lamina ½MS+1.11µM+BA+1.14µM IAA+0.46µM Kin Induction de pousses
½MS+0.44µM BA Multiples pousses
½MS+0.54µM+NAA+0.93µM Kin Racines
Feuilles ¼MS+0.88µM BA+0,9µM 2,4-D+0,46µM Kin Callus
¼MS+0.88µM BA+0,54µM NAA+0,46µM Kin Multiples pousses
½MS+0,54µM NAA Roues
½MS+0.5mg/l 2,4-D+1mg/l BAP Pousses adventices
Feuilles, pétiole ½MS+0.90µM 2,4-D+8,88µM BA Induction du calice
½MS+0,90µM 2,4-D+4,44µM BA Prolifération du calice
MS+5.71mM NAA Racines
A.scherzerianum Feuilles ½MS+0.08mg/l 2,4-D+1mg/l BAP+1mg/l 2-iP Callus
MS+0,5mg/l BAP Shoots
A.scherzerianumSchott Feuilles Modifié MS+2,5 mM NH4NO3+18µM 2,4-D+6% saccharose Induction embryonnaire

Tableau 2.

Composants des milieux de culture in vitro pour les cultivars d’Anthurium (Modifié de ).

Milieu MS utilisé fréquemment pour la culture de tissus d’Anthurium et le rapport entre NO3- et NH4+ est de 66:34 à ce milieu. Pour cette raison, le milieu MS généralement modifié est utilisé pour l’organogenèse des Anthurium. Les modifications de la concentration en nitrate d’ammonium ont été étudiées par des chercheurs sur le milieu Anthurium. Hamidah et al. ont utilisé des macroéléments MS demi-forts avec 2,5 mM de nitrate d’ammonium pour les cultures in vitro. Alors que Puchooa a utilisé une concentration réduite de 200 mg/L de nitrate d’ammonium pour la culture de cals, ils ont augmenté la quantité à 720 mg/L pour la régénération. Dufour et Guérin ont utilisé différentes compositions de NO3 et NH4 pour évaluer les résultats du développement. D’après leurs résultats, le rapport de 0,37 a montré une meilleure croissance et un meilleur développement des plantes. Atak et Çelik ont préféré utiliser des sels MS demi-forts avec NH4NO3 abaissé à 250 mg/L pour la régénération des pousses. Winarto et al. ont amélioré un protocole pour l’induction de cals et la régénération des plantes et le milieu NWT-3 contient 750 mg/l de NH4NO3.

Dans les conditions de culture, l’utilisation de produits chimiques synthétiques avec des activités physiologiques similaires aux hormones végétales ont des capacités pour induire la croissance des plantes comme souhaité. L’auxine et les cytokinines sont les hormones les plus importantes qui régulent la croissance et la morphogenèse dans la culture des tissus végétaux. Leur utilisation combinée favorise la croissance des calices, des suspensions cellulaires, le développement des racines et des pousses et a la capacité de réguler la morphogenèse. Il existe des auxines et des cytokinines synthétiques à côté des substances naturelles. Différentes combinaisons et concentrations de régulateurs de croissance végétale tels que l’acide 2,4-dichlorophénoxyacétique, l’acide naphtalène-acétique, la benzylaminopurine et la kinétine ont été utilisées pour indiquer la formation de cals à partir de différents types d’explants de cultivars d’Anthurium. Dans les études préliminaires, l’induction et la régénération des cals, suivies de la régénération des pousses et des racines, sont les principales étapes de la culture tissulaire des plantes entières. En tant que plante commerciale importante, développer un protocole de culture tissulaire rapide et plus efficace pour raccourcir le temps est l’objectif principal de la culture tissulaire d’Anthurium.

Comme indiqué dans le tableau 2, la combinaison de 2,4-D et de BA dans les milieux de culture pour induire l’initiation du cal à partir d’explants de feuilles dans différentes variétés d’Anthurium est fréquemment utilisée. De même, l’ajout de BAP et de 2-iP au milieu de culture des cals a été évalué par différents chercheurs. Les concentrations de 2,4-D utilisées dans le milieu de cals varient entre 0,08 mg/l et 1 mg/l de 2,4-D. Les concentrations de BA varient entre 0. Les concentrations de BA varient entre 0.1 mg/l et 1 mg/l.

Les plantes micropropagées nécessitent un système racinaire développé pour résister aux conditions environnementales extérieures. L’enracinement des pousses a lieu in vitro. Par conséquent, la détermination du type et des niveaux appropriés d’auxine dans les milieux nécessaires pour promouvoir l’enracinement.

Le charbon actif est ajouté au milieu pour promouvoir la croissance des racines . Le CA est composé de carbone et il est souvent utilisé dans la culture de tissus végétaux pour absorber les gaz et les solides dissous. Ce n’est pas un régulateur de croissance mais il a une capacité à modifier la composition du milieu .

Il existe plusieurs utilisations avantageuses du charbon de bois sur le type de culture. Ce sont l’adsorption des composés sécrétés par les tissus cultivés, les diminutions des oxydations phénoliques, les changements de pH du milieu pour optimiser la morphogenèse, la prévention de la croissance indésirable des cals, la simulation des conditions du sol en raison de la capacité à promouvoir la formation de racines, la capacité à utiliser dans la production de produits végétaux secondaires dans des conditions de culture .

L’effet le plus important de l’utilisation de l’AC au milieu est la diminution rigoureuse des concentrations de régulateurs de croissance des plantes et d’autres suppléments organiques. L’AC montre une plus grande capacité d’adsorption des phénols communément produits par les tissus blessés, des hormones végétales comme IAA, NAA, IBA, BA, kinétine, zéatine et d’autres hormones . La propriété adsorptive de l’AC change avec la pureté, le pH et la densité. Les plantules d’Anthurium propagées par Atak et Çelik ont été enracinées dans un milieu contenant de l’AC et données dans la figure 1.

Figure 1.

Propagation in vitro de cultivars d’Anthurium . Les pousses avec racine ont été cultivées dans un milieu de culture de tissu végétal avec AC .

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