Evolution des compétences morphogénétiques des cultures de pin Maritime (Pinus pinaster Ait. ) obtenues par embryogenèse somatique, et ses conséquences sur l'efficacité de ce système de multiplication végétative

Evolution of the morphogenetic potential of maritime pine (Pinus pinaster Ait. ) cultures obtained via somatic embryogenesis, and induced effects of this vegetative propagation method

• Auteur / Autrice : David Breton
• Direction : Luc Harvengt
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie végétale et forestière
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Embryogenèse somatique

Multiplication in vitro

Embryons

Pin maritime

Résumé

L'embryogenèse somatique de P. Pinaster est une méthode de clonage encore peu rentable, les embryons immatures se différenciant peu en embryons cotylédonaires. Les facteurs pouvant affecter les capacités morphogénétiques des embryons immatures dès l'étape de multiplication ont d'abord été étudiés. L'évolution qualitative et quantitative de la maturation a ensuite été décrite pour la lignée performante PN519. L'étude de l'action d'hormones, comme l'ABA, a enfin été menée pour mieux comprendre le mécanisme de maturation. La capacité morphogénétique des embryons immatures varie selon les lignées et décroît progressivement. La dégénérescence est ralentie par un repiquage hebdomadaire en présence de maltose et sans hormone. Pour PN519, le développement des embryons immatures varie selon leur appartenance à une masse embryonnaire (ESM). L'état des embryons immatures influence le rendement de maturation pour chaque ESM. La maturation requiert des embryons immatures d'être sous forme d'agrégats cellulaires organisés, seules structures sensibles aux traitements de maturation. L'application exogène d'ABA semble induire plus de différenciations lorsque la fluridone (inhibiteur de la synthèse d'ABA) est ajoutée au milieu. Une synthèse endogène d'ABA par les cellules et interagissant avec le signal exogène est supposée. Une réduction de la taille des embryons cotylédonaires due à l'évolution qualitative des embryons immatures (perte de suspenseurs), est enfin constatée. Nous concluons que l'embryogenèse somatique de P. Pinaster repose sur le maintien des embryons immatures, idéalement dans un état juvénile, synchrone et réceptif au stimulus de la maturation pendant leur prolifération.

Due to rare transitions from immature to cotyledonary embryos, P. Pinaster somatic embryogenesis yet remains uncompetitive as a mass propagation system. We first investigated factors affecting morphogenetic capacities of immature embryos during proliferation step. Second, evolution of maturation process has been qualitatively and quantitatively studied for one performant line, PN519. ABA and other plant growth regulators actions on maturation were finally analyzed in order to improve knowledge regarding this developmental transition. Morphogenetic ability of immature embryos which varied according to lines, decreased as a function of subcultures, in disconnection with their proliferation ability. Cell line origin definitely remained the main endogenous factor affecting morphogenetic ability. Nevertheless, weekly subculturing on a hormon-free and maltose-containing medium, reduced such degeneration. In line PN519, immature embryos developped differentially according to the embryonal-suspensor mass (ESM) they belonged to. Maturations occurred since immature embryos displayed organized cellular aggregation. Differentiations appeared promoted when using fluridone (ABA biosynthesis inhibitor) into the maturation medium. An endogenous ABA synthesis is suspected into ESM, that could interact with the exogenous application. Cotyledonary embryos length shortened according to the decrease of immature embryo quality. The disappearance of suspensor formation was suspected to be involved in such phenomenon. We concluded that proliferating somatic embryos should ideally be kept in a juvenile, synchronous and maturation-inducible stage, to enable mass production of P. Pinaster emblings.