Mise au point d'un modèle de développement et de tubérisation contrôlés et synchrones chez la Pomme de terre cultivée in vitro

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Acta Botanica Gallica

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Mise au point d'un modèle de développement et de tubérisation contrôlés et synchrones chez la Pomme de terre cultivée in vitro

Gilbert Charles , Line Rossignol & Martial Rossignol

To cite this article: Gilbert Charles , Line Rossignol & Martial Rossignol (1995) Mise au point d'un modèle de développement et de tubérisation contrôlés et synchrones chez la Pomme de terre cultivée in�vitro , Acta Botanica Gallica, 142:4, 289-300, DOI: 10.1080/12538078.1995.10515245 To link to this article: https://doi.org/10.1080/12538078.1995.10515245

Published online: 27 Apr 2013.

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Acta bot. Gal/ica, /995, 142 (4), 289-300.

Mise au point d'un modele de developpement et de tuberisation contrOies et synchrones chez Ia Pomme de terre cultivee in vitro

par Gilbert Charles ( ¹), Line Rossignol (2) et Martial Rossignol (2)

(1) Laboratoire d'Amelioration des Vigetaux- Biotechnologie, /SAM OR, Technopole Brest-/raise, F-29280 Plouzane- Brest

(2) Laboratoire de Morphogenese vegetale experimentale, Bat. 360, Universite Paris-Sud, F-91405 Orsay Cedex

Resume.-Pour faciliter l'etude des differentes etapes de Ia croissance et de Ia tuberisation chez Ia pomme de terre, un modele de developpement synchrone a ete mis au point in vitro a partir de fragments uninodaux de tiges. Pour y parvenir, seuls les facteurs de l'environnement physique et nutritionnel ont ete modi- fies, en absence de tout regulateur de croissance exogene pouvant perturber les teneurs ou activites de substances endogenes, recherchees par Ia suite comme marqueurs des etapes de Ia tuberisation. Le preconditionnement des plantes-mere, le niveau d'origine de I' explant, les photo- et thermoperiodes et les teneurs en azote et en sucre des milieux de culture sont des facteurs essen- tiels du conditionnement permettant d'optimiser et de synchroniser Ia tuberisation de Ia pomme de terre in vitro.

Summary.-In order to study the different steps of the growth and of the tuberization process in potato, a synchronous development model was achieved in vitro from uninodal stem fragments. This result was obtained by only modifying the physical and nutritional factors of the environment. No growth regulator was added to any culture medium in order to avoid any modification in the content level or activity of endogenous substances which could be further analysed as key factors in the tuberization process. The mother plant preconditioning, the origin level of the explant, the photo and thermoperiod as the nitrogen and sugar content of the culture medium are essential factors to take into account in order to optimize and synchronize the in vitro tuberization process.

Key words: Solanum tuberosum L. -in vitro tuberization -preconditioning- photo-thermoperiod - culture medium.

©Societe botanique de France 1995. ISSN 1253-8078.

(3)

290 ACTA BOTANICA GALLICA

INTRODUCTION

L'analyse du processus de tuberisation chez Ia pomme de terre pose differents pro- blemes lies essentiellement

a

Ia physiolo- gie meme de cette plante. De nombreux facteurs endogenes et exogenes sont impli- ques dans le bon deroulement de ce processus, depuis I' etat physiologique du tubercule mere mis en culture (Perennec et Madec, 1980) jusqu'aux conditions envi- ronnementales comme Ia photoperiode (Ewing et Wareing, 1978) et Ia thermoperiode (Menzel, 1985; Grison, 1991), !'irri- gation ou Ia nature et Ia quantite de I' apport azote (Ewing, 1985). Differentes etudes ont ainsi ete entreprises en vue de limi- ter le nombre de facteurs non controles, passant par Ia culture de plantes entieres ou de boutures en serre, et surtout par Ia cultu- red' explants in vitro.

Ainsi, parmi les facteurs propres au developpement et

a

1a tuberisation de plantes in vitro, ont ete pris en compte differents facteurs comme Ia qualite de I' explant (age, origine, taille}, Ia nature et Ia quantite de sucres presents dans le milieu, le type de solution minerale (particulierement Ia nature et Ia quantite de I' apport azote), Ia photoperiode et surtout les regulateurs de croissance exogenes. C'est ainsi que parmi les tres nombreux facteurs reconnus pour a voir une action sur Ia tuberisation, certains peuvent interagir et conduire finalement

a

des resultats apparemment contradictoires.

Un bon nombre des etudes effectuees ont consiste

a

placer directement les explants en conditions favorables

a

Ia tuberisation, avec une croissance bloquee par I' apport de cytokinines et/ou d' anti-gibberellines.

Nous avons cherche dans cette etude

a

obtenir un developpement des ex plants qui respecte au mieux les differentes etapes de I' evolution du modele pi ante entiere. En vue d' obtenir Ia meilleure repetabilite possible, nous avons evite !'utilisation d'explants de stolons ou de germes pouvant etre influen- ces par l'etat physiologique de Ia plante ou

du tubercule-mere. Apres avoir recherche les meilleures conditions de croissance in vitro pour les plantes-meres (Charles et al., 1992), des explants uninodaux de tiges de ces plantes ont ainsi ete repiques en tubes pour en etudier le developpement indivi- duel sur un milieu inchange jusqu'

a

^leur

tuberisation.

A pres a voir etudie I' effet de I' origine des plantes-meres et du niveau de prelevement des boutures destinees

a

tuberiser, differents facteurs de I' environnement ont ete combines pour controler le developpement des ex plants et parvenir

a

une tuberisation aussi synchrone que possible. Aucun regulateur de croissance ex ogene n' a ete ajoute aux milieux de culture, leur usage semblant pouvoir masquer certains effets interactifs entre Ia pi ante et son environnement et perturber les teneurs ou activites de substances endogenes recherchees par Ia suite comme marqueurs des etapes de Ia tuberisation.

MATERIEL ET METHODES

Materiel vegetal

Un clone de Ia variate semi-precoce BF15 propage in vitro par bouturage de nceuds depuis plus de quinze ans a ete utilise. Les plantas sont repiquees en tubes

a

essais (25 x 2,5 em) non scelles, coiffes de bou- chons transparents et contenant 17 ml de milieu de culture en vue de leur micropropagation et en tubes de 20 x 2,5 em avec 10 ml de milieu de culture en vue de leur tuberisation.

Milieux de culture

Differents milieux de culture ont ete utilises : le milieu MS,

a

base des sels mineraux de MS (Murashige et Skoog, 1962) et des vitamines de Morel (Morel et Wetmore, 1951) ; le milieu G mis au point par Charles eta/. (1992) et qui differe du precedent par les macroelements plus pauvres en azote (18,6 con- Ire 60,0 mmoiJ') et d'un rapport NH4/N03 egal

a

1/5;

et enfin le milieu W base sur les macroelements de White (1943) et les microelements de Nitsch (1951). Suite

a

des essais preliminaires, ce dernier milieu sera additionne de 4

a

6 %de glucose (m/v) (nom me W40 ou W60) tandis que les milieux MS et G seront additionnes de saccharose

a

2,5 % pour Ia micropropagation et

a

8 % (m/v) pour Ia tuberisation.

Environnement physique

Deux valeurs d'eclairement de 40 et 80 ~mol.

m·'.s·' ont ete appliquees par des tubes fluorescents et appelees respectivement L et H. Differentes

(4)

G. CHARLES, L. ROSSIGNOL ET M. ROSSIGNOL 291

photoperiodes de 0, 8 ou 16 heures de lumiere par jour correspondent aux conditions appelees Obs, JC et JL, respectivement. La temperature generale a ete fixee

a

20 ± 1 oc mais une thermoperiode (20/14 ± 1 oc

jour/nuit) a pu etre appliquee durant les jours courts (JCI).

Les differentes combinaisons de conditions utilisees pour Ia tuberisation seront presentees au cours des differents resultats.

Mesures

Pour chaque traitement, 24 ou 48 explants ont ete repiques. Le pourcentage d'explants tuberises, le nombre et Ia masse fraiche moyens des tubercules recoltes par explant tuberise ont ete calcules.

RESULTATS

A - Effets de l'etat physiologique des explants

1 - Effet des conditions de culture des plantes-meres

Les plantes-meres utilisees se sont developpees dans differentes conditions de photoperiode (JL ou JC), de milieu (MS ou G) ou de valeur d'eclairement (L ou H) (Charles et al., 1992). Les six ncJ:uds feuilles superieurs ont ete repiques sur un milieu W ₆₀, dont nous verrons plus loin qu'il entraine une tuberisation rapide et permet au mieux d'exprimer les potentialites de !'explant. A pres repiquage et 3 semaines en JL, les plantes sont induites par 1 semaine en JC avant de passer

a

l'obscurite ou la tuberisation peut a voir lieu. Sur ce type de milieu, on ne recolte pas plus d'un tubercule par explant tuberise.

La forme des explants issus de plantes- meres developpees en JC ou en JL est tres facilement reconnaissable (Pl. I, A, B). Les explants issus de plantes-meres developpees en JC developpent un appareil vegetatif typique de plantes induites : croissance vegetative faible et lente et tiges plagiotropes ou

a

geotropisme positif, comme I' ont decrit Ewing et Wareing (1978) ou Perennec et Franc;:ois ( 1981 ). Les tubercules, d'une masse moyenne de 35,9 mg, sont le plus sou vent malformes. lis apparaissent

a

un pourcentage eleve (87 ,5 %) et rapide- ment [parfois durant les phases de JL ou de JC, produisant alors des tubercules fonc;:es,

puis clairs apres passage

a

I' obscurite (Pl. I, A)].

Chez les ex plants non preinduits (preleves sur des plantes-meres developpees en JL), le repiquage sur milieu de tuberisation W ₆₀entraine tout d' abord le developpement de tiges orthotropes durant Ia phase de 3 semaines en JL. lis ne tuberiseront qu' apres la phase d'induction en JC et passage

a

I' obscurite (Pl. I, B). La plante de droite est issue d'un explant tres jeune (subapi- cal), qui s'est etiole

a

I' obscurite et n'a pas tuberise. Chez ces explants non preinduits, contrairement aux explants preinduits, les autres parametres de l'environnement (milieu et lumiere) appliques durant la culture des plantes-meres influencent nettement Ia qualite de Ia recolte (Fig. 1).

Le milieu de culture des plantes-meres presente l'effet le plus net. Les explants issus de plantes-meres developpees sur milieu G tuberisent systematiquement mieux (meilleur pourcentage d'explants tuberises et masse moyenne des tubercules plus im- portante) que ceux issus de plantes-meres developpees sur milieu MS (Fig. I).

On constate de meme un effet du preconditionnement par Ia lumiere : les explants issus de plantes-meres developpees sous faible valeur d'eclairement (L) tuberisent mieux (tubercules plus gros) que ceux issus de plantes-meres developpees sous forte valeur d'eclairement (H) (Fig. 1).

2 - Effets des conditions de culture des plantes-meres et du niveau de prelevement des ex plants soumis ensuite

a

differents traitements de tuberisation

Dans cette experience, nous avons repi- que en vue de les faire tuberiser des explants originaires de differents niveaux de Ia tige des plantes-meres comme il est detaille figure 2. Nous distinguerons done les explants comprenant I' apex (AP), les trois explants uninodaux feuilles situes sous I' apex (SUP), les trois situes encore en des- so us (INF) et enfin I' explant le plus basal, comprenant deux n<l!uds en raison de leur

(5)

petite taille (BAS). Les trois explants SUP ont egalement ete repiques seuls, apres en avoir supprime Ia feuille (SUP.F).

Les plantes-meres qui ont foumi ces explants etaient agees de 65 jours et issues soit de jours longs uniquement (JL), soit de 58 jours longs sui vis d'une semaine enjours courts (JL + JC).

La recolte a eu lieu apres 60 jours. Trois types de traitements ont ete appliques :

- passage

a

^I'obscurite directe (0 + 0) - 4 semaines en jours courts avant obscurite (0 + 28)

- 3 semaines en jours longs et I semaine en jours courts avant obscurite (21 + 7).

Nous voyons (Fig. 3) que 1es m1:uds in- ferieurs (INF) ont un comportement homogene quel que soit le preconditionnement des plantes-meres (avec ou sans preinduction), ceci pour les explants places directement en obscurite (0 + 0) et pour ceux ou la mise

a

I' obscurite a ete precedee de 28 jours courts (0 + 28).

Par contre, si les ex plants ont subi le traitement de tuberisation (21 + 7), ceux dont les plantes-meres ont ete preinduites

Fig. 1.- Pourcentage de tuberisation et masse fraiche moyenne des tubercules recoltes selon les conditions de culture des plantes-meres ayant fourni les explants.

L et H : Iaibie et forte valeur d'eclairement (40 et 80 1Jmol.m-².s·') ; MS et G : milieux de culture des plantes-meres.

Les valeurs sur les barres indiquentla masse fraiche moyenne des tubercules (mg).

Fig. 1.- Tuberization of explants originating from mother plants grown under different conditions.

L and H : low and high light intensity (40 and 80 1Jmol.m-².s·'); MS and G : mother plant propagation media.

For each condition, the mean fresh weight of the tubers is indicated (mg).

(JL + JC) ont un pourcentage de tuberisation superieur

a

ceux dont les plantes-meres n'ont pas ete preinduites (JL).

Ceci est encore plus net avec les na:uds de la partie superieure (SUP), surtout lors- que la feuille de 1, explant a ete enlevee (SUP.F).

Quels que soient les cycles de lumiere appliques aux cultures, les meilleurs resultats sont obtenus avec les na:uds superieurs preleves sur des plantes preinduites (JL + JC), le maximum etant atteint avec les explants soumis au traitement (21 + 7).

Les plus mauvais resultats ont ete obtenus en prenant comme explants :

-1' apex (AP), partie tres jeune de la plante, trop orientee en croissance et contenant peu de reserves, difficile

a

enraciner et

a

induire.

- les na:uds SUP de plantes non preinduites (JL) et places directement

a

I' obscurite (0 + 0), produisant des tiges etiolees qui ne tuberisent que tres rarement. L'explant vieillit done sans quitter son program- me de croissance et sans atteindre le seuil d'induction.

(6)

G. CHARLES, L. ROSSIGNOL ET M. ROSSIGNOL

=:J

^BAS.

Fig. 2.- Description de l'origine des differents explants mis en culture.

AP. : partie apicale comprenantl'apex et une premiere petite feuille; SUP. : chacun des trois premiers explants feuilles uninodaux superieurs ; SUP.F- : nreuds SUP. sans leurfeuille associee;

INF. : chacun des trois explants feuilles situes sous les trois premiers (SUP.) ; BAS. : explant le plus basal, comprenant une ou deux feuilles ecailleuses proches.

Fig. 2.- Origin of the different explants used for tuberization experiments.

AP. : apical part comprising the apex and a first small leaf ; SUP. : each of the 3 leafy nodal explant under the apex ; SUP.F : upper nodes (SUP.) after removal of their associated leaf ; INF. : each of the next 3 leafy nodal explants ; BAS. : very first basal explant, comprising 1 or 2 close nodes with scally leaves.

293

- les nreuds supeneurs sans feuille (SUP.F) de plantes non preinduites, Ies reserves foliaires ayant ete eliminees. Ces explants ont un taux d'enracinement particulierement faible, les quelques nreuds en- racines conduisant cependant

a

une tuberisation correcte. Dans le cas ou ces nreuds superieurs sans feuille (SUP.F) proviennent de plantes preinduites (JL + JC), on recu- pere, grace

a

cette preinduction, un pourcentage de tuberisation tres eleve.

quement plus ages, n'ont que des feuilles ecailleuses. Leur enracinement est cependant assez correct. Ce sont ici Ies nreuds issus de plantes meres non preinduites (JL) qui donnent le meilleur resultat en pourcentage de tuberisation.

Ces donnees confirment celles foumies parIes explants places en obscurite directe (0 + 0). Les ex plants SUP tuberisent tres rarement s'ils sont issus de plantes non preinduites (JL), tandis qu'ils recouvrent un taux de tuberisation eleve s'ils sont preinduits (JL + JC).

Les nreuds basaux (BAS), physiologi-

En conditions (0 + 28), plus les nreuds, issus de plantes non preinduites (JL), sont preleves

a

un niveau basal, meilleur est leur pourcentage de tuberisation.

Signalons que Ies explants issus de Ia partie superieure des plantes meres donnent une recolte generalement plus homogene que ceux de Ia partie inferieure ou de Ia base. Comme dans I' experience preceden- te, Ia base des plantes preinduites donne des tubercules irreguliers portes par des plantes greles

a

apex en crochet, comme un stolon.

(7)

294 ACTA BOTANICA GALUCA

Fig. 3.- Effets combines de l'origine des plantas-meres, du niveau de prelevement de I' explant sur Ia tige des plantas- meres et du traitement de tuberisation applique.

Origine des plantas-meres: JL = jours longs (non preinduites) ; JL + JC : jours longs puis jours courts (preinduites).

Niveau de prelevement (AP., SUP., SUP.F-, IN F., BAS.) :voir Fig. 2. Traitement de tuberisation sur milieu W

00:

(0 + 0) = obscurite directe ; (0 + 28) = 28 jours courts avant obscurite ; (21 + 7) = 21 jours longs puis 7 courts avant obscurite.

Fig. 3.- Combined effects of the origin of the mother plants, the origin level of the explant along the mother plant stem and of the tubering treatment applied.

Origin of the mother-plants : JL = long days (without preinduction) ; JL + JC = long days before preinduction under short days. Origin level of the explants (AP., SUP., SUP.F-, INF., BAS.): see Fig. 2. Tubering treatment on W00 medium: (0 + 0) =direct darkness; (0 + 28) = 28 short days before darkness; (21 + 7) = 21 long days before 7 short days and darkness.

B - Effets de differents facteurs de l'en- vironnement sur Ia tuberisation des ex- plants

Au cours des experiences suivantes, nous avons utilise les six nreuds superieurs de plantes-meres ayant pousse en JL et sur milieu G, ce milieu etant favorable au preconditionnement des explants destines

a

tuberiser.

I - Effets combines du contenu en sucres et des cycles jour/nuit sur Ia cinetique de tuberisation et sur le rendement en tubercules

Cet essai de tuberisation a ete realise sur milieu W

40 ou W

60• Nous rapporterons les resultats obtenus dans deux situations ex- tremes,

a

savoir un passage direct des explants

a

I' obscurite (0 + 0) ou bien un traite-

(8)

G. CHARLES, L. ROSSIGNOL ET M. ROSSIGNOL 295 ment de 2 semaines en JL suivi d'une se-

maine en JC avant passage a l'obscurite (14 + 7).

La recolte a eu lieu 75 jours apres le repiquage et les donnees en sont indiquees sur la figure 4. Sur milieu a forte teneur en sucre, Ie pourcentage de tuberisation est plus eleve, les premiers tubercules apparaissent plus tot et les tubercules sont plus gros.

Ces ecarts sont cependant mains marques lors du traitement faisant intervenir des phases d' eclairement ( 14 + 7), celles ci pouvant compenser le deficit en sucres.

Sur ce milieu W, un pourcentage maximum d'explants tuberises a done pu etre obtenu (I 00 % ), mais les plus gros tuber- cutes ne depassent pas 5 ou 6 mm de long pour 55 mg (Pl. I, C), et les plantes se developpent trop peu pour pouvoir prelever du materiel vegetal en vue de caracteriser les differentes etapes du developpement par des analyses biochimiques ou moleculaires.

Signalons cependant deux points : - les plantes placees directement a l'obscurite portent des tubercules aeriens tandis que celles soumises au traitement (14 + 7) tuberisent a un niveau beaucoup plus basal, ce qui est plus en accord avec le modele de la plante au champ ; - suite au traitement ( 14 + 7), les tubercules apparaissent des que les plantes sont placees a 1' obscurite, ce traitement avec phase de croissance en jours longs et phase inductrice en jours courts permet done une certaine synchronisation de la culture.

2 - Tuberisation sur milieu MS

Sur ce milieu, beaucoup plus riche que le milieu W, nous avons observe un developpement plus important des plantes et un rendement en tubercules plus eleve.

Le traitement optimal obtenu sur milieu W a tout d'abord ete applique (Tableau la), donnant un pourcentage eleve (91 %) d' explants tuberises et portant plusieurs gros tubercules. Ils sont sou vent de forme regu- liere, partes par la partie superieure de tiges etiolees, mais apparaissent de fa~on non

controlee a 1' obscurite apres des peri odes variables.

L'application d'une thermoperiode durant la phase d'induction (JC') a permis d' augmenter le rendement, mais la peri ode avant recolte demeure particulierement lon- gue (Tableau lb).

Afin de tenir compte de la richesse du milieu, la duree de la phase de croissance en JL a ete accrue jusqu'a 5 semaines (Tableau I c), permettant aux plantes de se developper davantage avant de subir les conditions inductrices en JC. Le rendement a ainsi encore ete accru, mais !'initiation de la tuberisation se fait encore de fa~on

non controlee apres une periode de plus de trois mois d'obscurite.

Dans le demier essai que nous presente- rons sur ce milieu, les plantes sont restees en conditions inductrices sans passer a l'obscurite (Tableau ld). Une masse maxi- male de tubercules a ainsi ete produite par des plantes dont les feuilles sont restees vertes beaucoup plus longtemps. Les tubercules ont une forme allongee et sont fortement anthocyanes. L'inhibition de la tuberisation par la lumiere a done pu etre sur- mantee chez ces plantes fortement induites, mais le stolon semble egalement pouvoir poursuivre une croissance ralentie, d'ou la forme des tubercules (Pl.l, D). Ces conditions n'ont pas ete retenues pour no- tre modele pour le manque de synchronisation et pour le delai beaucoup trop important qu' elles entralnent avant tuberisation.

Un demier inconvenient avec ce milieu MS est qu'il induit souvent un phenomene de repousse, favorise par le contact des tubercules avec le milieu de culture.

3 - Developpement et tuberisation sur milieu G

A pres usage du milieu W, produisant des plantes a developpement bien controle mais trop chetives, et du milieu MS qui donne des plantes tres vigoureuses mais a tuberisation trop etalee dans le temps, le milieu G, deja utilise pour le preconditionnement

(9)

Fig. 4.- Effets combines de Ia teneur en sucre du milieu et des cycles photoperiodiques sur Ia tuberisation.

(0 + 0) =passage

a

l'obscurite directe; (14 + 7): 14 jours longs puis 7 jours courts avant obscurite; m =masse fraiche moyenne des tubercules.

Fig. 4.- Combined effects of the sugar content of the medium and of the photoperiodic cycles on the tuberization.

(0 + 0) =direct darkness ; (14 + 7) : 14 long days before 7 short days and darkness ; m =mean tuber fresh weight.

des plantes-meres, a ete utilise comme milieu de tuberisation.

Sur ce milieu G contenant 8 % de saccharose, les plantes ont tout d' abord ete soumises

a

5 semaines enjours longs (JL),

jusqu'

a

leur maturite. Elles sont alors pas- sees pendant 2 semaines en jours courts, sans (Tableau I e) ou avec thermoperiode (Tableau It). La thermoperiode en phase inductrice a eu pour effet d, ameliorer le pour-

(10)

Tableau 1.- Tuberisation sur milieux MS et G: pourcentage d'explants tuberises, masse fraiche moyenne et nombre moyen de tubercules recoltes par explant tuberise. JL + JC + Obs = nombre de jours longs. de jours courts puis d'obscurite avant recolte ; ¹= avec thermoperiode ; M.M.F. = masse de matiere fraiche.

Table 1.- Tuberization on MS and G medium : percentage of tuberized explants, mean fresh weight and mean number of tubers harvested per tuberized explant. JL + JC + Obs =number of long days, short days and darkness before harvest: ¹=with thermoperiod: M.M.F. =mean fresh weight.

Traitanent % d'expan1S M.M.F. moyenne nb moyende recottee par explant tubercules recoltfs

JL+X::+Ch 1LJOOi<;es (irus)

MilieuMS

a 14+ 7 + 130 91

b 14+ 71+ 130 100

c 35+ 7 + 100 100

d 35 + 145 + 0 100 MilieuG

e 35+ 14+ 21 78

f 35 + J4l + 21 96

centage de tuberisation, et done d'homo- geneiser Ia reponse de Ia population, et surtout de synchroniser Ia phase de tuberisation. Apres 10 JC', Ies plantes ant pro- duit des stolons basaux

a

geotropisme positif. Ces stolons s' allongent et se ramifient jusqu'au passage de Ia plante

a

l'obscurite ou Ies tubercules se forment alors sous trois jours (Pl. I, E).

DISCUSSION ET CONCLUSIONS Nous avons vu au cours de ces diverses experiences que de nombreux facteurs de I' environnement, conn us pour leur action sur Ia pi ante entiere, meritent d' etre pris en compte pour obtenir une bonne tuberisation in vitro.

Les premieres experiences mettent en avant Ie role des facteurs endogenes et de l'etat physiologique de !'explant. On pour- rait parler d'un «effet memoire» au niveau des boutures de nreuds dont Ia tuberisation est fortement influencee parIes conditions de culture des plantes-meres (milieu de culture, lumiere). Stallknecht et Farnsworth ( 1979) ant montre comment differentes conditions de nutrition azotee chez des ger-

tuberi<t par explant tuberi<t

258 1,4

350 I, I

775 2,3

1426 ^')")^_,^....

1223 I ,0

1282 I, I

mes pouvaient preconditionner Ia croissance et Ia tuberisation de boutures de ramifi- cations. Seabrook eta/. ( 1993) ant rappor- te I' influence de Ia photoperiode appliquee aux plantes-meres sur Ia tuberisation ulte- rieure de leurs explants en presence de regulateurs de croissance.

Plus precisement a ete montre !'importance du role de Ia feuille et de son etat physiologique : Ia capacite de tuberisation semble etre correlee aux capacites metaboliques de Ia feuille, d' ou un effet gradient de I' origine de I' explant montre en premiere partie. Le mauvais enracinement constate chez les nreuds superieurs sans feuille et non preinduits indique que dans cette partie de Ia plante, c'est Ia feuille qui fournit Ies reserves necessaires

a

un bon enracinement.

Les nreuds (SUP.F) preinduits s'enracinent et tuberisent beaucoup mieux, d'ou une information differente contenue au niveau des fragments de tige restants. Nous verrons dans une prochaine publication que cette information peut etre Iiee

a

une augmenta- tion d'activite invertase dans les tiges en phase d'induction, permettant de mobiliser Ies reserves du milieu et favorisant ainsi l'enracinement des explants. La comparai-

(11)

Planche 1.-A: Tuberisation d'explants iss us de plantes-meres preinduites en jours courts ; B : Tuberisation d'explants non preinduits, issus de plantes-meres ayant pousse en jours longs ; C : Petits tubercules produits sur milieu W6(), 7 mois apres recolte; D: Tubercules anthocyanes et allonges produits sur milieu MS en jours courts; E:

Tuberisation contr61ee sur milieu G. Les barres representent 1 em.

Plate 1.-A: Tuberization of explants subcultured from mother plants preinduced by short days; B : Tuberization of explants subcultured from mother plants propagated under long days (not preinduced) ; C: Small tubers produced on W6() medium, 7 months after harvest; D : Elongated and anthocyaned tubers produced under short days on MS medium ; E : Controlled tuberization on G medium. Bars : 1 em.

(12)

son avec les memes m:euds feuilles (SUP) non preinduits no us montre I' importance de Ia feuille non seulement sur !'induction, mais aussi sur le remplissage des tubercu- Ies, ceux issus d' ex plants sans feuille (SUP.F) etant plus petits et irreguliers.

Nous avons vu egalement que chez certains ex plants, I' obscurite ne suffit pas a induire Ia tuberisation, meme sur un milieu de culture favorable a celle-ci. C' est sim- plement un facteur favorable au remplissage des tubercules chez des plantes induites, tandis que Ia lumiere inhibe le deve- Ioppement d'apex de stolons en tubercules (Ewing, 1985). Chez Ies plantes qui tuberisent tardivement apres passage a I' obscurite, et ou Ies tubercules se forment plutot sur des tiges etiolees et agees, Ia tuberisation peut etre correlee

a

Ia senescence de Ia plante, ni I' obscurite ni Ia teneur elevee en sucres du milieu n' ayant suffi a Ia declencher auparavant.

Soulignons pour nous resumer !'importance du preconditionnement des plantes- meres dans Ia reponse des boutures qui en sont issues.

Un bon remplissage des tubercules exi- ge de respecter certaines phases du developpement, Ia plante devant etre induite, mais devant aussi pouvoir remplir correc- tement Ies tubercules, ce qui necessite des disponibilites en energie. De bonnes conditions inductrices n'entrainent pas force- ment une bonne expression de Ia tuberisation. C' est ainsi que les meilleurs resultats sont produits par !'application d'une phase de croisance et d'induction avant passage

a

I' obscurite. Chez les plantes originaires d' ex plants basaux, ages ou fortement preinduits, I' expression de Ia tuberisation pour- ra avoir lieu beaucoup plus tot et ces phases de croissance et d'induction prealables

seront nettement reduites, mais au detriment Ie plus souvent du rendement et de Ia qualite des tubercules.

Nous avons pu montrer que chez une meme variete, Ia taille, Ia forme et le nombre des tubercules obtenus pouvaient etre modules par differents facteurs de I' environnement et sans utiliser de regulateurs de croissance. C' est ainsi que d' evidentes pre- cautions devront etre prises pour estimer Ia precocite ou Ie rendement de nouvelles va- rietes par des tests in vitro, par exemple.

La richesse du milieu de tuberisation in- flue nettement sur Ie potentiel de developpement de Ia plante et sur son rendement en tubercules. Un milieu de richesse moyenne (G), mis au point en fonction de sate- neur totale en azote ainsi que du rapport nitrate/ammonium (511 ), a ainsi permis d'obtenir un developpement des plantes dont les etapes sont tres proches de celles observables chez une plante entiere au champ,

a

Ia fois synchrone et avec un reo- dement permettant une bonne conservation et germination des tubercules. Le modele retenu comporte ainsi, apres repiquage sur milieu soli de a 8 % de saccharose, une phase de croissance en jours longs jusqu'a maturite (5 semaines), ce stade etant repe- rable, pour d'autres varietes a precocite differente, par Ia chute d'une premiere petite feuille basale, puis une phase d'induction en jours courts avec thermoperiode (2 semaines), durant Iaquelle les stolons basaux plagiotropes se developpent, puis enfin une phase d'expression a l'obscurite, ou les tubercules apparaissent en trois jours.

Remerciements.- Ce travail a ete realise avec le sou- lien de Ia Federation des Syndicats Bretons (FSB). Les auteurs remercient egalement Mme Defoug et M Froger pour les illustrations.

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