Études de l'embryogenèse somatique de la canne à sucre (Sacharum sp. ) : optimisation de la production : application aux cultures de cellules et de protoplastes

par Bertrand Mérot

Thèse de doctorat en Sciences biologiques

Sous la direction de Yvette Dattée.

Soutenue en 1988

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .


  • Résumé

    Après un rappel des principales caractéristiques biologiques et agronomiques de la canne à sucre, les possibilités de sélection classiques présentées au regard des exigences permanentes en nouveaux cultivars. L’intérêt d’un recours aux cultures in vitro est donc discuté au sein d’une revue bibliographique et étendue aux graminées dans leur ensemble en présentant les perspectives de manipulation génétique. Le premier axe de recherches poursuivi dans cette thèse fût l’amélioration de la production d'embryons somatiques en tant que matériel source pour les cultures de cellules et de protoplastes. Les facteurs des milieux de culture ont été étudiés. L’agarose et le nitrate d’argent ont eu un effet positif. Les facteurs génétiques se sont révélés plus importants que les facteurs physiologiques. La production a ainsi pu être augmentée de 5 à 50% permettant les premiers essais positifs d’enrobage d’embryons somatiques. Seule, l'initiation directe en milieu liquide des explants embryogènes a permis l'établissement de suspensions de microcals aptes à régénérer et qui fournissent une grande quantité de protoplastes. Les densités de culture et le niveau de dissociation des structures cellulaires sont apparus décisifs sur l'évolution des suspensions. Dans le but de mieux comprendre la régulation de l'embryogenèse somatique chez une graminée comme la canne à sucre, des études cytologiques et des analyses biochimiques comparatives ont été menées entre cals embryogènes et cals non embryogènes. L'organisation générale des cals et la nature des parois se sont révélées très différentes. La présence de réserves est caractéristique des cals embryogènes, de même qu'une tendance nette à la lignification. Des différences quantitatives et qualitatives importantes ont été mises en évidence dans les teneurs endogènes en régulateurs de croissance, notamment au niveau de l'ABA et du métabolisme des cytokinines. Une grosse glycoprotéine majoritaire s'est révélée spécifique des cals embryogènes, ainsi que l'activité d'isozymes et la composition en acides aminés. Les différentes natures possibles de cette protéine sont discutées, ainsi que la régulation du métabolisme protéique en relation avec les régulateurs de croissance et la voie des polyamines. Ces résultats ont été confrontés aux acquis de la culture in vitro, permettant ainsi de proposer quelques protocoles expérimentaux et tentant de contribuer à une meilleure compréhension de l'embryogenèse somatique chez les graminées.

  • Titre traduit

    Studies on somatic embryogenesis in sugar cane (Saccharum sp. ) : yield optimization : cell and protoplast cultures, cytological, biochemical and hormonal analysis


  • Résumé

    In order to increase the yield of sugarcane somatic embryos, the culture media factors were studied. Agarose and Silver nitrate had a positive effect. Genetical factors appeared most important than physiological factors. Thus, the yield was increased from 5% to 50% allowing the first positive trials of encapsulation of somatic embryos, and the application to cell and protoplast cultures. The very compact structure of embryogenic calli remained an obstacle. The establishment of microcallus suspension cultures has been allowed only by direct initiation in liquid medium of embryogenic expiant. These suspensions were able to regenerate plants and to give a great quantity of protoplasts. Some cytological studies and biochemical analysis were carried out to compare embryogenic and non embryogenic calli. Callus structure and cellwall behavior appeared very different. A lignification of embryogenic callus was pointed out. Some very important qualitative and quantitative differences were exhibited in endogenous growth regulators and particularly in ABA and cy­tokinin metabolism. A specific protein of embryogenic calli and some differences of isozymes and amino-acids were also showed. The whole of these results are discussed in taking the results of in vitro culture into account for a best understanding of gramineous somatic embryogenesis.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (295 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 254-295

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(1988)367
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-035214
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