Bienvenue sur notre site consacré à la culture in vitro

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Nous sommes trois lycéens de la 1eS1 au lycée André Boulloche.
C'est dans le cadre des travaux personnels encadrés que nous avons crée ce site internet sur la culture in vitro.

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En vous souhaitant une bonne visite,

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______________Marie Rodrigues, Grégoire Maisonneuve et Caroline Trin

Introduction

__Dans le cadre de ce TPE, nous traiterons de la culture in vitro . Sur ce sujet, un fil directeur a été le nôtre : l’idée de révolution. En effet, l’application de cette nouvelle technique n’est pas sans conséquences sur l’économie du monde agricole et sur notre environnement. Nous nous sommes alors demandés quels pouvaient être les apports, aussi bien positifs que négatifs, de cette technique, somme toute récente. Une approche concrète de cette méthode a aussi permis d’apporter à notre problématique un regard « réellement » expérimental. Nous avons, pour ce faire, réalisé au lycée une culture en laboratoire de germes de pommes de terre. Nous montrerons dans cette production le bilan de cette expérience.
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__Nous avons choisi de traiter ce thème selon la problématique suivante : « Comment, malgré des difficultés de mise en œuvre, la culture in vitro végétale a-t-elle révolutionné, économiquement et écologiquement, le monde agricole ? ».
__Nous commencerons par définir le terme de « culture in vitro ». Dans un second temps, nous aborderons l’évolution historique de cette méthode de reproduction des végétaux depuis le début du XX° siècle. Nous expliciterons ensuite, les techniques possibles de la culture in vitro végétale. Parmi ces techniques, une a été retenue par notre groupe, la micropropagation, et sa mise en œuvre a fait l’objet de notre expérimentation. Enfin nous étudierons le questionnement de la problématique, c’est-à-dire les répercussions de cette technique sur le monde agricole. Nous distinguerons l’aspect économique de l’aspect écologique.

SOMMAIRE

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I. Qu'est-ce que la culture in vitro ?

___1. Définition et caractéristiques
___2. Quelques grandes dates

II. Les techniques de la culture in vitro

___1. La micropropagation, ou clonage végétal
___2. Autres techniques envisageables

III. Des difficultés de mise en oeuvre

___1. Expériences: culture in vitro de la pomme de terre
______a-Protocole expérimental
______b-Résultat et suivi de l'expérience 1
______c-Résultat et suivi de l'expérience 2
___2. Conditions de culture

IV. Les évolutions économiques et écologiques apportées par la culture in vitro dans le domaine agricole
___1. Évolutions économiques

___2. Évolutions écologiques

I. Qu'est-ce que la culture in vitro ?

___1. Définition et caractéristiques

__On qualifie d'in vitro (par opposition a in vivo = dans le vivant) toute exploration ou expérimentation biologique qui se fait en dehors de l'organisme d’origine (dans des tubes, éprouvettes, etc.). La culture in vitro, effectuée en laboratoire, est une technique visant à régénérer une plante à partir de cellules ou de tissus végétaux mis en culture sur des milieux nutritifs spécifiques ; dans des conditions stériles, un environnement contrôlé (température, pH et éclairement) et un espace réduit (ces plantes sont miniaturisées).

__Elle est notamment utilisée afin de :

-garder des plants stériles,

-modifier le génotype d’une plante (introduire un nouveau caractère ou supprimer un caractère -préexistant),

-produire plus rapidement une large quantité de plantes et réduire les coûts de production,

-conserver et multiplier des plantes rares ou difficiles à trouver dans le commerce,

-créer de nouvelles plantes appelées plants génétiquement modifiés (biotechnologie végétale).

__Grâce a la culture in vitro, des plantes entières sont régénérées a partir d’un fragment végétal : Il s’agit donc d’une technique de clonage. Les clones obtenus possèdent donc le même patrimoine génétique que la plante mère.

__Parmi les premiers succès de la transgénèse végétale figurent notamment les plantes résistant aux herbicides et aux insectes.

___2. Quelques grandes dates
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«La régénération d’une plante entière, qu’elle se produise naturellement ou in
vitro à partir d’explants mis en culture, implique que certaines cellules d’une
plante adulte puissent se multiplier et produire par différenciation tous les
types cellulaires de la plante. »

__Cette propriété, appelée totipotence cellulaire végétale, est énoncée par Haberlandt en 1902. Elle permet la multiplication végétale et est la théorie de base de la culture in vitro.

__En 1928, le chercheur Went découvre l’auxine, première substance de croissance détectée grâce au « test Avena ».
__Quelques temps après, en 1950, des chercheurs découvre l’existence et les propriétés d’autres hormones de croissances végétales (notamment la cytokinine) qui contrôlent la rhizogénèse (formation des racines) et la caulogénèse (formation des tiges). Les hormones de croissance sont indispensables au développement d’une plante et doivent être fournies aux cellules en culture.
__Dans les années 1970, les scientifiques comprennent ce que pourrait apporter la culture in vitro dans le domaine de la recherche et de l'économie. En effet, à partir d’un bourgeon, on peut obtenir plusieurs millions de nouvelles plantes en moins d’un an.
__Ce n’est pourtant qu’en 1983 que la première plante transgénique est crée. Il s’agit d’une plante de tabac qui résiste au kanamycine, un antibiotique. Cette découverte ouvre la voie à l’incorporation de caractéristiques spécifiques dans des plantes.

__Deux ans après, aux Etats-Unis, les premiers essais en champ de plantes transgéniques résistantes à un insecte, un virus ou une bactérie ont lieu. La commercialisation de plantes transgéniques comme le maïs ou le soja génétiquement modifiés est autorisée en 1994 pour les Etats-Unis (la première plante commercialisée est une tomate à longue conservation) et dans les années 1996-1997 pour les quinze pays de l’Union Européenne de l’époque.

II. Les techniques de la culture in vitro

___1. La micropropagation, ou clonage végétal


__C’est la technique que nous avons utilisée pour notre expérience.

__Des explants issus d’une plante mère sont placés sur un milieu de croissance stérile (qui comprend du saccharose comme source d’énergie, des oligoéléments comme nutriments) et dans un environnement avec une température, un taux d’humidité, une luminosité contrôlés.
On obtient ainsi des plantes identiques génétiquement à la plante de départ en grande quantité grâce au phénomène de totipotence des cellules végétales (la totipotence ou la multiplication végétative est un processus spécifique des plantes. Chaque cellule possède en effet les potentialités nécessaires et suffisantes pour se multiplier, pour s’organiser en tissus différents permettant de reconstruire la plante.)


__Cette technique comprend 4 étapes :
- L’initiation ou la mise en place des cultures, c’est l’étape la plus délicate et difficile qui permet d’obtenir le cal : amas de cellules indifférenciés capables de fournir des cals de seconde génération et de générations ultérieures.
- La multiplication
- L’enracinement
- Le sevrage et l’acclimatation.

__Lors de notre expérience, nous avons réalisé seulement les trois premières étapes, dans le temps imparti.

___2. Autres techniques envisageables


__La culture de méristèmes ou l’élimination de virus : les méristèmes sont des zones de cellules à divisions intenses, situés au cœur des bourgeons et des extrémités des racines, qui, lorsque la plante est atteinte par un virus ou une bactérie, sont indemnes. D’ou l’idée de régénérer une plante a partir des méristèmes. La dissection se fait sous loupe binoculaire et la culture s’effectue à température élevée pour favoriser l’élimination des virus. Cette expérience permet la repousse saine d'un plant à l'origine malade, mais en aucun cas la future plante sera immunisée contre les virus.

__L’embryogénèse somatique : c’est une forme de multiplication végétative qui permet d’obtenir des plantules génétiquement identiques à la plante donneuse d’explants. C’est l’obtention d’embryons à partir de cellules non sexuées.

__L’halo-diploidisation ou la création de lignées pures : Ces plantes sont issues d’une cellule mâle ou femelle sans fécondation. Elles peuvent être obtenues par androgenèse (développement d'une plante à partir d'un gamète mâle) ou par gynogenèse (développement d'une plante à partir d'un gamète femelle).