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Culture de tissus végétaux

Isolement de cellules et de tissus végétaux à l'aide d'une culture tissulaire

La culture de tissus et de cellules végétales consiste à faire croître et se multiplier des cellules, tissus et organes végétaux in vitro en conditions stériles. Les cellules végétales cultivées sur des milieux nutritifs dans un environnement artificiel peuvent être reproduites par clonage à différentes échelles, afin de produire plus rapidement des plants matures exempts de maladie. Il est possible de multiplier rapidement des plantes uniformes de grande qualité pour les applications d'ingénierie génétique moléculaire, la sélection des végétaux, la production horticole et la conservation de l'environnement. Ce type de matériel peut aussi être utilisé en phytologie, en phycologie et en recherche pharmaceutique.

Dans de nombreux procédés courants de culture de cellules végétales tels que la culture de semences, de méristèmes, de calus, de bourgeons et autres, les tissus sont placés sur un substrat gélifié, par exemple du milieu de Murashige et Skoog (souvent appelé milieu MS, MSO ou MS0) ou du milieu B5 de Gamborg. Les tissus peuvent aussi être placés dans un milieu liquide, comme dans le cas de la culture de cellules en suspension. La formulation des milieux de culture végétale, qui varie en fonction des besoins spécifiques de chaque plante, peut comprendre des macronutriments, des micronutriments, des vitamines et des suppléments organiques, des acides aminés et des suppléments azotés, des hormones de croissance végétale et des régulateurs de croissance végétale (RCV).

Les récents développements en bio-ingénierie et en science végétale ont permis de faire progresser les procédés de culture de tissus et de cellules végétales.


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Isolement et multiplication de cellules et tissus végétaux

Recherche de pathogènes végétaux pour la conservation des espèces

Une contamination microbienne peut être introduite à n'importe quelle étape du processus de culture tissulaire, ce qui peut avoir des effets désastreux sur les efforts mis en œuvre pour la conservation des espèces cruciales. Les espèces végétales rares, menacées, ou en voie de disparition nécessitent des techniques méticuleuses de culture tissulaire afin de reproduire rapidement le matériel végétal avec un fort coefficient de multiplication et une multiplication rapide à partir d'échantillons de plantes initiaux limités. La recherche de pathogènes peut permettre d'éviter des pertes importantes dans les systèmes de micropropagation, ce qui augmente l'efficacité de la production et améliore la qualité du résultat des efforts de conservation. Les milieux de culture pour tissus végétaux qui intègrent une recherche des pathogènes peuvent faciliter le diagnostic, le traitement ou la prévention d'une future contamination, et accélérer la production de plantes matures dépourvues de maladies.

Régulateurs de croissance végétale optimisés pour le développement pharmaceutique

Les métabolites secondaires des plantes sont constitués de composés phytochimiques complexes qui apportent aux végétaux des fonctions protectrices ou non essentielles, mais qui peuvent avoir une importante valeur médicinale pour l'homme. Appliqués au moment idéal du développement, les éliciteurs tels que les régulateurs de croissance végétale (RCV) peuvent faciliter la croissance cellulaire et déclencher des voies métaboliques secondaires qui stimulent les réponses de régulation des plantes dans la synthèse de composés phénoliques et de flavonoïdes. Les produits dérivés des plantes tels que les arômes, parfums, alcaloïdes, pigments et composés pharmaceutiques ont une valeur considérable. Les techniques de culture de tissus végétaux peuvent offrir un moyen de production maîtrisé, durable et rentable de ces produits, raccourcir les délais de mise sur le marché et accélérer les applications commerciales.

Isolement et culture de protoplastes pour l'amélioration des cultures agricoles

Les techniques de culture des tissus végétaux peuvent servir à l'amélioration des plantes pour répondre aux besoins alimentaires grandissants à l'échelle mondiale. L'isolement et la culture des protoplastes permet aux sélectionneurs de végétaux de faire face aux défis de la culture traditionnelle et de faciliter le transfert de gènes qui permet de tester les caractéristiques recherchées. Les protoplastes sont des cellules dépourvues de paroi cellulaire qui peuvent être utilisées dans les systèmes de culture de tissus végétaux afin de régénérer des plants entiers à partir d'une seule cellule. Les efforts déployés dans l'amélioration des cultures afin d'augmenter la qualité, la quantité et l'efficacité de la production agricole peuvent permettre de produire les hybrides recherchés par fusion, isolement et culture de protoplastes, malgré les problèmes de compatibilité rencontrés dans la sélection traditionnelle des végétaux.




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