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Plateau technique Xylobiotech : biotechnologies forestières
ArbreBois

XYLOBIOTECH contribue à évaluer la qualité physiologique des embryons de pin maritime produits par embryogenèse somatique

L’embryogenèse somatique est une technique prometteuse de multiplication végétative développée conjointement en France par FCBA et l’INRA d’Orléans. Une étude récente (collaboration FCBA/Université de Málaga, Espagne) a montré que le métabolisme de l’arginine est perturbé chez les embryons somatiques de pin maritime comparé à l’embryon zygotique disponible dans chaque graine. L’arginine est un acide aminé riche an azote qui entre dans la composition des protéines de réserve. La perturbation de la biosynthèse et/ou du catabolisme de l’arginine pourrait expliquer la plus faible vigueur initiale des plants somatiques observée au champ dans plusieurs essais plantés par FCBA depuis 1999. Ces résultats ouvrent des perspectives importantes pour améliorer la croissance initiale des plants somatiques, notamment via la maîtrise de la nutrition azotée pendant le développement embryonnaire.

XYLOBIOTECH contribue à évaluer la qualité physiologique des embryons de pin maritime produits par embryogenèse somatiqueEmbryons cotylédonaires de pin maritime

FCBA et l’INRA développent maintenant depuis plus de 20 ans une méthode de multiplication végétative performante du pin maritime par embryogenèse somatique. Ce processus de clonage reproduit le développement embryonnaire tel qu’il se déroule dans les graines mais sans recours à la reproduction sexuée. Ses applications en amélioration génétique seraient multiples, depuis la gestion durable des ressources génétiques jusqu’à la sélection plus efficace des meilleures variétés et leur déploiement facilité dans les plantations.

Les essais au champ pilotés par FCBA depuis 1999 ont montré que les plants somatiques présentent une plus faible vigueur initiale que des semis témoins issus de graines. La croissance des arbres est cependant restaurée au niveau de celle des témoins après quelques années indiquant que c’est la qualité intrinsèque des embryons somatiques qui est différente de celle de l’embryon zygotique de la graine. Des analyses moléculaires menées par l’INRA dans le cadre de la thèse de Morel (2014) ont finalement démontré que les embryons somatiques correspondent « en substance » à des embryons zygotiques « frais » (non déshydratés) qui n’ont donc pas encore accumulé toutes leurs réserves, en particulier les protéines.

Une collaboration scientifique engagée de longue date entre FCBA et une équipe de l’Université de Málaga (Espagne) spécialiste du métabolisme azoté chez les arbres (Pr. F. Cánovas et C. Avila) vise à étudier les aspects moléculaires de la qualité des embryons somatiques de pin maritime en lien avec le métabolisme azoté. La mobilisation de protéines riches en azote est en effet essentielle pour la germination et la production de plants vigoureux chez les pins. Une étude impliquant XYLOBIOTECH pour la fourniture d’embryons à différents stades de développement (Llebres et al. 2017, Tree Physiology, sous presse) vient de montrer que le métabolisme de l’arginine est perturbé chez les embryons somatiques qui expriment au cours de leur développement à la fois des gènes impliqués dans la biosynthèse et le catabolisme de cet acide aminé riche en azote. Dans le cas des graines, le catabolisme de l’arginine n’intervient qu’à la fin de la maturation et pendant la germination. Ces résultats montrent donc que les embryons somatiques s’engagent dans une voie de germination précoce dès la phase de maturation, un processus qui est très défavorable au développement ultérieur des plants (épuisement/déplétion précoce des protéines de réserve). Des protocoles d’amélioration de la qualité des embryons somatiques de pin maritime pourront être élaborés, notamment via la maîtrise de la nutrition azotée pendant le développement embryonnaire.

Collaboration FCBA/Université de Málaga, Espagne

Cette étude a été partiellement soutenue par le Ministère de l’Agriculture (DGAL, N°2014-352, projet QuaSeGraine).

Lien vers la publication Llebres et al. (2017)



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