Culture in vitro de la Fucale Pelvetia canaliculata : applications à la production de biomasse algale et à la cryoconservation des semences

Culture in vitro of the Fucale Pelvetia canaliculata : applications to the production of algal biomass and cryopreservation of natural seeds

• Auteur / Autrice : Déborah Janocka
• Direction : Jean-Marc Lebel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie. Biologie des organismes, populations, interactions
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Caen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cellules végétales -- Cryoconservation

Plantes -- Embryons

Bourgeons

Protoplastes

Cellules végétales -- Cultures cellulaires

Pelvetia canaliculata

Résumé

Pelvetia canaliculata est une Phéophycée commune des côtes de la Manche. Son exploitation industrielle n’est pas actuellement envisageable en raison de ses peuplements limités nécessitant alors l’élaboration de systèmes de micropropagation. La production de biomasse algale de Pelvetia a été développée à partir des cellules somatiques (protoplastes, explants) et des semences naturelles (zygotes) en fonction de la période du cycle de développement. La cryoconservation des zygotes permet d’envisager la constitution d’un stock de semences disponible toute l’année. La mise au point d’une solution enzymatique a permis la production en routine de protoplastes avec des rendements atteignant 107 protoplastes. G-1 de matière fraîche à partir des apex. L’étude des paramètres physicochimiques de leur régénération a abouti à la formation de la paroi squelettique puis au déclenchement de bourgeonnements et de divisions cellulaires traduisant une reprise du programme morphogénétique. La culture d’explants sur milieu solide a induit la néoformation de bourgeons à partir des différentes zones du thalle, notamment de la zone sous-apicale. L’amélioration du protocole a été initiée. Les facteurs contrôlant la libération synchrone et massive des gamètes de Pelvetia et la production des zygotes ont été identifiés. La séquence du développement embryonnaire in vitro a été décrite jusqu’au stade plantule mettant en évidence l’absence de polarité du zygote et d’une première division asymétrique. Le protocole de cryoconservation des zygotes mis au point permet d’obtenir une viabilité des embryons après réchauffement d’environ 60% au bout de 28 jours de culture et leur régénération en plantules.

Pelvetia canaliculata is a common Phaeophyceae of the French Channel coast. For the time being its industrial exploitation is not possible due to its restricted wild populations it is requiring the elaboration of systems of micropropagation. The production of algal biomass of Pelvetia has been developed from somatic cells (protoplasts, tissue culture) and from natural seeds (zygotes) according to the period of the life cycle. The cryopreservation of zygotes has been also developed allowing to the establishment of a seedstock available throughout the year for macroalgal culture. The composition of an enzyme solution has been determined in order to produce reliably protoplasts from apical regions of the thallus, protoplasts yields reaching 1 x 107 protoplasts per gram of fresh weight. The study of the physicochemical parameters of the protoplast regeneration has led to the synthesis of the cell wall followed by buddings and cell divisions indicating a new start of a morphogenetic program. Tissue culture on solid medium induced buds regeneration from the different regions of the thallus, particularly from subapical explant. The improvement of the protocol has been initiated. The factors involved in the synchronous and massive discharge of gametes of Pelvetia and the production of zygotes have been identified. The sequence of the embryonic development in vitro has been described until the plantlet stage revealing the absence of a zygotic polarity and of a first asymmetric division. A protocol of cryopreservation of zygotes has been established. The viability of the cooled embryos after thawing was about 60% after 28 days of culture and they developed into plantlets.