UNIVERSITE CHEIKH ANTA DIOP -
DAKAR
FACULTE DES SCIENCES
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THESE
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présentée par
Marie Madeleine SPENCER LOPES épouse BARRETO
Assistante à la Faculté des Sciences
pour obtenir le grade de
DOCTEUR DE 3" CYCLE
SUR LE SUJET
PLASTICITE MORPHOGENETIQUE
DES EBAUCHES RACINAIRES ADVENTIVES
PREFORMEES SUR LA TIGE DE
Sesbania rostrata Brem. (Leguminosae)
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soutenue publiquement le 12 mars 1987
devant la commission d'examen composée de :
Président
M.
Amadou Tidiane BA, Maître de Conférences
Rapporteur
M.
Emile DUHOUX, Professeur, Université de PARIS VII
(France)
Examinateurs
Mme Janine GAGNAIRE, Docteur ès-Sciences,
Centre d'Etudes Nucléaires de GRENOBLE (France)
M.
Antoine NONGONIERMA, Professeur
M.
Mouhamadou Lamine THIAM. Maître de Conférences
REMERCIEMENTS
Cette étude a ~té accomplie au Vépa~tement de
Biologie végétale de la Faculté de4 Science4 de l'Unive~4itê
Chei~h Anta VlOP, a VAKAR.
Le P~o6e44eu~ Yvette PARES, malg~é 4e4 multiple4
tâche4, m'a toujou~4 ~~4e~vé un accueil chaleu~eux dan4 40n
labo~atoi~e. Elle m'a initiée aux ~ciene~ biologiqu~ et
6ait aime~ ce6 me~veille~ de la natu~e : le6 plante~. Qu'elle
60it ici ~eme~ciée de 6a g~ande 60llicitude à mon éga~d.
Je p~ie Mon~ieu~ Amadou Tidiane BA, Che6 du Vépa~
tement de Biologie vég~tale, de t~ouve~ ici l'exp~e66ion de
ma p~o6onde g~atitude.
Son attention con6tante a toute6 me6
p~éoccupation4,
60n 6avoi~ et ~on p~o6ond humani6me m'ont
éno~mément aidée dan6 la ~~ati~ation de ce t~avail.
Je tien6 a eXp~ime~ ma ~econnai~6ance à Mon6ieu~ le
P406e46eU4 Emile VUHOUX. Vu~ant toute6 ce~ ann~e6 pa66ée6 à
accompli~ ce t~avail, il m'a p~odigué une aide t~l6 p4écieu6e
avec beaucoup de comp~tence et de patience. Mai6 ~u~tout il
m'a 6ait pa~tage~ 6a pa46ion pou~ l'inve6tigation 6cienti6i-
que et le t~avail bien 6ait. Soyez a66u~~, Mon~ieu~ le P~o6e6
6eu~, de mon p~o6ond attachement à l'e6p~it de vot~e en6eigne-
ment.
.../. ..
Me~ v~n~ ~eme~c~ement~ vont ~galement a Mon~~eu~
le P~o6e~~eu~ Anto~ne NONGONIERMA, te~ ent~et~en~ 6~uctueux
qu'~l m'a toujou~~ acco~dé~ avec beaucoup d'amab~l~t~ m'ont
beaucoup appo~té.
Je ~eme~c~e t~~~ ~~ncè~ement Mon~~eu~ Mouhamadou
Lam~ne THIAM qu~ a accepté de juge~ ce t~ava~l et de 6~~e
pa~t~e du ju~y.
Je ~u~~ t~è~ ~econna~~~ante a Madame Jan~ne GAGNAIRE
au labo~ato~~e de B~olog~e végétale du Cent~e d'Etude~ Nuclé-
a~~e~ de G~enoble, memb~e du 9~oupe d'étude~ de~ ~ac~ne~,
d'appo~te~ le po~nt de vue d'un ~péc~al~~te.
Je p~é~ente me~ ~incè~e~ ~eme~ciement~ a Mon~ieu~
Be~na~d MARCHANV pou~ le~ con~eil~ toujou~~ oppo~tun~ et judi-
cieux qu'il a b~en voulu me p~odigue~.
Je p~~e tou~ me~ collègue~ en~e~gnant~, che~cheu~~
et technicien~ du Vépa~tement de Bioto9~e végétale, de
l'ORSTOM-Bel-Ai~ et du C.N.R.f., de t~ouve~ ici l'exp~e~~ion
de ma g~atitude.
Je ~eme~cie également Me~~~eu~~ Geo~ge~ LEITE,
Abdoulaye BATHILY, Edoua~d COLY et Mamadou NVAO, qu~ m'ont
t~~~ ~mablement aidée dan~ la connect~on de~ document~ photo-
g~ap~que~ du m~moi~e.
Me~ ~eme~ciement~
vont au~~~ a Madame Nd~ye Fatou
MBOW, dont j'al g~andement app~écié l'e66icacité et la dili-
gence lo~~ du t~avail de dactylog~aphie.
Mon ame exatte te Seigneu~,
exutte mon e~p~it en Vieu mon Sauveu~
It ~'e~t penché ~u~ ~on humbte ~e~vante
dé~o~mai~ tou~ te~ age~ me di~ont bienheu~eu~eo
Le Pui~~ant 6it pou~ moi de~ me~veitte~
Saint e~t ~on nom! 000"
MAGNIFICAT.
A me~ pa~ent~, vé~itabte~ auteu~~ de ce t~avait,
A mon époux,
pou~ t'a66ection et te ~outien con~tant~ dont
it~ m'entou~ento
A m~~e, Ma~ie de ia P~ovidence, ~etigieu~e
de Saint Cha~te~ d'Ange~~, qui m'a ~i
géné~eu~ement ouve~t ie~ po~te~ de t'école
Sainte Thé~è~e du G~and-Vaka~o
A ma 6am~tte et à me~ am~~ ~e~~o~t~~~ant~
de~ Ile~ du Cap-Ve~t,
Je d~d~e cette mode4te cont~~but~on et ce~
quelque4 ~gne~ :
»
No~ te~~a ê p~qn~m
P~~d~de na me~ de ma~
Ca~açon ê g~ande
G~ande ~ na~ pen4a~ ... "
Ov~d~o MARTINS (1962)
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INTRODUCTION
- 1 -
1 - INTRODUCTION
Une plante supérieure, comme tout organisme pluricel-
lulaire vivant, constitue un système intégré au sein duquel les
diverses unités ou organes s'influencent mutuellement dans un
rêseau de corrélations multiples.
En effet, ces organes ne se comportent pas comme des
éléments indépendants. Un dialogue permanent existe entre ceux
qui, adaptés ~ une fonction sont spécialisés morphologiquement
et physiologiquement (comme les feuilles et les racines) et
d'autres organes ou territoires moins spécialisés qui les com-
plètent (les bourgeons et les autres tissus de la plante). Les
liens entre ces différents éléments sont anatomiques mais aussi
physiologiques.
Ces interactions, encore appelées corrélations sont
généralement complexes et mettent en jeu la perception, la trans-
mission, la réception et la traduction de signaux de natures di-
verses. A l'état naturel, elles vont permettre, entre autres à la
plante de prendre sa forme spécifique (CHAMPAGNAT P. e~ al., 1969).
Mais dans certaines conditions ; lorsque le cours normal est per-
turbé par un changement de l'environnement tmm~diat des récepteurs
(par accident écologique ou intervention humaine) les comporte-
ments peuvent être profondément modifiés. Ces pr~pr1étés ont fait
l'objet d'applications pratiques bien connues comme, le recepage
des plants, le bouturage ou le greffage.
Les systèmes corrélatifs qui contrôlent la morpholog6-
nèse de l'appareil caulinaire sont partiellement connus. Cela est
vrai pour la régulation de la croissance des rameaux, le phénomène
de dominance apicale, la préséance des bourgeons ou le mode de ra-
mification (BOUILLENNE R. et WENT F.W., 1933 - BOUILLENNE R.,
1950 ; 1964 - CHAMPAGNAT P. et THEALLIER A., 1954 -
CHAMPAGNAT P.
1965 a et b ; 1969 - CHAMPAGNAT P. e~ al., 1969).
.../ ...
- 2 -
En ce qui concerne les racines, notamment les racines
adventives, les informations disponibles sont peu nombreuses et
sont évoquées pour l'essentiel dans les travaux de GAUTHERET R.
J.
(1969) - FAVRE J.H. (1970 ; 1973 a et b ; 1977 a et b) et
LEROUX R.
(1973).
Pour notre part, nous avons choisi d'étudier les cor-
rélations qui régissent la morphogénèse racinaire adventive chez
Se~ban~a ~o~t~ata Brem. Cette légumineuse tropicale possède de
nombreuses ébauches racinaires a l'état latent sur la tige. Ces
ébauches ont des potentialités morphogénétiques remarquables et
peuvent évoluer dans certaines conditions soit en nodules fixa-
teurs d'azote, soit en racines adventives, soit enfin en bour-
geons adventifs.
Dans le cadre de ce travail, nous présentons principa-
lement, les résultats concernant les deux dernières possibilit€s
d'évolution de ces ébauches racinaires.
Nous nous efforcerons de montrer que cette légumineuse
possêde des caractéristiques biologiques exceptionnelles. Ce qui
fait du S. ~o~~~ata, non seulement une plante d'un intérêt agro-
nomique indéniable, mais également un modêle expérimental de
choix pour étudier deux des grands et difficiles problêmes liés
au développement de la plante: l'induction de l'entrée en crois-
sance d'ébauches racinaires adventives préformées et la "conver-
tibilité" entre méristême de racine et méristême végétatif chez
une plante supérieure.
L'étude a été conduite sur la plante entière qui
conserve
toute son intégrité morphologique et physiologique et
sur des entre-noeuds isolés, donc après rupture des corrélations
générales. Ces parties de tige ont été placées soit en culture
hydroponique, soit en culture ~n v~tAo.
- 3 -
Il - HISTORIQUE
1. LA PLANTE
Se~ban~a ~o~t~ata Brem., légumineuse tropicale annuel-
le appartient â la sous famille des Pap~t~onoZdeae (BERHAUT J.,
1976) •
Cette sous famille encore appelée faboldeae comprend
quelques 440 genres et 12.000 espèces (POLHILL R.M., 1981) large-
ment répandus depuis les forêts humides jusqu'aux abords des dé-
serts froids ou chauds.
BENTHAM G.
(1865) dans son traité "GeneJLa Planta~u.m"
établit une classification des Pap~t~onoZdeae dans laquelle, la
tribu des Gategeae occupe une position centrale, les autres tri-
bus : Podaty~~eae, Gen~~teae, T~~6ot~eae, Loteae, Hedy~a~eae,
V~~~eae, Ph~eoteae, Valbe~g~eae et SophoJLeae s'y rattachent par
divers caractères: nombre des folioles, forme des étamines, ••.
1
(Tableau 1).
L'hétérogénéité constatée dans certaines des tribus de
BENTHAM G~ (1865), notamment les Gategeae et les Hedy~~eae, a
conduit â des remaniements. HUTCHINSON S.,
(1964) a élevé certai-
nes des sous-tribus de BENTHAM G.
(1865) en tribus en a créé de
nouvelles.
Des divergences subsistant encore, surtout en ce qui
concerne les plantes tropicales, les systématiciens participant
â la Conférence Internationale sur les Légumineuses (Kew, Angle-
terre, Juillet 1978) ont proposé de placer Se~ban~a ~o~~ata
dans la tribu des Pap~l~onoldeae-Rob~n~eae (GOLDBLATT P., 1981 -
SOUSA S.M. et DE SOUSA M.P., 1981 - POLHILL R.M. et SOUSA S.M.,
1981).
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Tableau 1_. Diagramme représentant la classification des PaQilionoidées
selon BENTHAM G. (1865)
1.
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- 5 -
Cette tribu compte 21 genres, répartis essentiellement
au Mexique, en Amérique Centrale, en Inde (régions occidentales)
et dans le Nord de l'Amérique du Sud. Le genre Se4ban~a est lar-
gement représenté dans les régions humides des Tropiques.
Au Sénégal, du fait de nombreuses années consécutives
de sécheresse, Se4ban~a ~o4t~ata ne se rencontre plus que dans
les régions du centre du pays oü la nappe phréatique est suffi-
samment proche de la surface.
2. LA RBIZOGENESE ADVENTIVE CHEZ Se4ban~a ~o4t~ata
Les tiges de S. ~o4t~ata présentent â partir de la
base des pétioles des lignes verticales de petites ponctuations
appelées "verrues" par BERHAUT J.
(1976), puis "lenticelles" par
DREYFUS B.L.
(1982). Des observations plus précises ont conduit
DUHOUX E. et DREYFUS B.L.
(1982) â les désigner sous le nom de
"mamelons caulinaires".
En réalité, ces mamelons caulinaires renferment des
ébauches d'apex racinaire à lGétat latent.
Ces ébauches sont surtout connues comme sites d'infec-
tion par le Rh~zobium spécifique (TSIEN H.C. e~ ai., 1983 -
DUHOUX E., 1984 - OLSON J.E. et ROLFE B.G., 1985).
Lorsque la tige de S. ~o4t~ata est infectée par le Rhi-
zobium spécifique, des nodules fixateurs d'azote apparaissent
précisément au niveau de ces mamelons caulinaires. Ces sites
d'infection de la tige de S. ~o4t~ata possèdent deux caractères
remarquables :
- ils sont préformés sur la tige et l'on connait alors d'avance
de manière exacte le lieu de formation des nodules ;
·../ ...
-
6 -
- ils sont continuellement formés lors de la croissance de la
tige et restent sensibles â l'infection par le Rh~zob~um pen-
dant toute la vie de la plante (DREYFUS B.L. et DOMMERGUES
Y.R.,1981).
La double nodulation (racinaire et caulinaire) est
beaucoup plus abondante chez S. ~o~t~ata que chez les autrè9
légumineuses qui présentent les mêmes propriétés : les genres
Ae.~c.h!/t1.ome.t1.e. et Ne.ptu.t1.~a, not.ëm'aent (DREYFUS B.L. et ai., 1984).
Des expériences effectuées dans les laboratoires de
Microbiologie des Sols de l'ORSTOM-Bel-Air â DAKAR, ont montré
que la fixation d'azote de S. ~oAt~ata peut dépasser 250 kg
d'azote par hectare en 52 jours (RINAUDO G. et al ., 1983). De
tous les systèmes fixateurs d'azote connus S. ~o~t~ata semble donc
le plus performant.
La situation aérienne des nodules facilite grandement
les manipulations, ce qui a permis d'accumuler un certain nombre
de résultats en quelques années seulement.
--- C'est ainsi qu'ont été d6terminêesles caractéris-
ques de la souche, baptisée ORS571, son mode de croissance et
sa position par rapport aux autres microorganismes fixateurs
d'azote (DREYFUS B.L. e.t al., 1983 - GEBHARDT C. et al., 1983 -
DREYFUS B.L. et al., 1984).
De la même façon les problèmes génétiques et molé-
culaires font actuellement l'objet d'études très précises. Des
chercheurs de l'Université de GAND (Belgique) en collaboration
avec le laboratoire de Microbiologie des Sols (ORSTOM-DAKAR) ont
ainsi caractérisé les fonctions symbiotiques du Rh~zobium ORS.
571. Ils' ont montré que cette souche ne possède pas de plasmide
symbiotique. De plus, c'est le seul Rh~zobium connu qui ne pos-
sède pas d'homologie avec les gènes nod communs à tous les micro-
.../ ...
-
7 -
organismes fixant l'azote en symbiose [ELMERRICH C. et at., 1982
- VAN DEN EEDE G. et HOLSTERS M.,
(communication personnelle) -
AHMAD M.H. et McGLAUGHLIN W., 1985].
--- Et enfin, l'intérêt de la fixation symbiotique
d'azote étant double: effectivité de la symbiose et utilisation
du systême fixateur d'azote comme facteur améliorant des sols,
de nombreux travaux ont été entrepris dans le but de mieux con-
naltre la symbiose Se~ban~a ~o~t~ata-Rh~zob~um ORS571. Elle sera
utilisée
pour enrichir les sols subtropicaux largement appau-
vris en éléments minéraux, soit directement comme engrais vert,
soit indirectement comme fourrage [HAVARD-DUCLOS B., 1967 -
RINAUDO G. et al., 1982 - DUHOUX E. et ALAZARD O., 1983 - DUHOUX
E. et DOMMERGUES Y.R.
(communication personnelle)].
Les informations concernant les corrélations qui con-
trôlent la morphogénèse racinaire sont peu nombreuses, de plus
elles concernent surtout les racines latérales. Les mécanismes
intervenant lors de l'apparition et de la distribution des raci-
nes latérales sont en effet, assez bien connus (THlMANN K.V.,
1936 - CHAMPAGNAT P. et THEALLER A., 1954). Les résultats se rap-
portant aux racines adventives, notamment les mécanismes de leur
entrée en croissance, sont nettement moins nombreux. Chez les
Cryptogames vasculaires, de même que chez certaines O~chidaceae,
du genre Ae~ang~~, la rhizogênèse
adventive spontanée parait
être de règle (EMBERGER L., 1960). Les racines adventives sont
encore prêpondéranteschez les Monocotylédones. Par contre, chez
les Dicotylédones la formation de racines adventivesv1ent en com-
plément de l'enracinement latéral chez certaines espêces, ou
après bouturage, c'est-à-dire après isolement de tiges ou de
fragments de tiges.
.../ ...
-
8 -
--- Certains types d'axes, comme les stolons et les
rhizomes forment naturellement des racines adventives, facili-
tant ainsi la multiplication vê~étative des espêces. Il existe
également des tiges aériennes d'arbres, d'arbustes ou de lianes,
dans les régions tropicales essentiellement, qui présentent spon-
tanément des racines adventives. Celles-ci sont généralement d'un
type particulier : ce sont les racines "échasses" issues de la
base du fat ou des branches basales qui donnent un aspect carac-
téristique aux arbres de certaines familles comme les Pandanaceae,
les Palmiers, et surtout le genre F~cu~ de la famille des Mo~a
ceae, ou les Pneumatophores des plantes de la famille de Rh~zo
pho~aceae (Av~cen~a et Rh~zopho~a, notamment),
(SHNELL R., 1970).
--- Lors du bouturage, il apparatt sur les fragments
de tiges des racines adventives qui résultent alors, soit de
l'entrée en croissance dU~bauches racinaires latentes au sein
des tissu.e, soit de la formation de nova de méristèmes de racines
à partir d'organes divers (FAVRE J.M., 1977).
La rhizogénèse adventive qui existe chez Se~ban~a ~o~
t~ata ne correspond à aucune de ces deux situations. Elle r~sulte
de l'entrée en croissance d'ébauches racina ires préformées et la-
tentes à la surface des tiges et des rameaux latéraux (DUHOUX E.
et DREYFUS B.L., 1982).
Il existe un certain nombre d'exemples de "racines pré-
formées" à l'aisselle des feuilles, au niveau des noeuds ou plus,
rarement des entre-noeuds, mais elles sont généralement "latentes
au sein des tissus qui leur ont donné naissance". C'est le cas de
l'Olivier, de certaines espèces des genres C~t~u~, Cotonea~te~,
Hyd~angea, Ja~m~num, Poputu~, R~be~, Sat~x (d'après FAVRE J.M.,
1977), et du T~ade~cant~a 6tum~nen~~~ (NADJAHI, R. et FAVRE J.M.,
1977). Récemment des ébauches racinaires latentes ont également
été décrites chez des Ae~chynomene (ALAZARD D., 1985). SWINGLE
C.F.,
(1925) a également montré l'existence de méristêmes de ra-
cines latents groupés en amas en un même point, alors appelé
·../ ...
- 9 -
"Burr-not" chez certains arbres fruitiers tels les pommiers et
les cognassiers.
Par ailleurs, chez Se~ban~a ~o~tAata les phénomènes de
rhizogénèse adventive (= initiation des ébauches racinaires)
sont très nettement dissociés des phénomènes de croissance pro-
prement dite des racines. Cette situation, non seulement permet
une multiplication végétative aisée, mais fait également de la
plante un modèle expérimental de choix pour l'étude de l'un
ou l'autre de ces phénomènes considéré séparément.
3. lE ~ ADVENTIF DE LA TIGE DE Se~ban~a ~o~:t~a:ta
Les nombreux travaux se rapportant à l'êtude des corré-
lations morphogénétiques existant dans la plante, ont surtout
montré la grande complexité des mécanismes mis en jeu. Face à
cette situation, l'accent a été mis surtou~ sur la recherche de
systèmes biologiques ou expérimentaux simplifiés, qui tendent
d'une part à réduire le nombre de facteurs à considérer, d'autre
part a trouver des signaux très perceptibles.
Le cas de S. ~D~:t~a:ta, avec ces ébauches racinaires
"en attente" dont l'évolution dans un sens ou un autre semble
fonction de facteurs externes et internes facilement mattrisa-
bles, constitue un exemple d'un grand intérêt. Le comportement
des mamelons caulinaires, peut être assez aisément étudiê
sur
des fragments de tiges soit en culture hydroponique, soit en
culture ~~ v~:t~o.
Cette dernière technique parce qu'elle provoque l'iso-
lement physique et physiologique de l'expIant de son environne-
ment tissulaire organisé d'une part, et établit de nouvelles in-·
teractions quantitatives entre les régulateurs de croissance et
les facteurs de milieu d'autre part, permet une étude très pré-
cise des phénomènes. Elle induit également souvent l'expression
.../ ...
-
10 -
de potentialités morphogénétiques autres que celles dans les'~
quelles étaient engagées les cellules de l'expIant (STEWARD F.
C. et al., 1958 - SKOOG F. et MILLER c.a., 1957 - THORPE T.A.,
1980) •
La première description d'une morphogénèse in vit~o
est due à WHITE P.R.,
(1969) qui a montré la formation de "pous-
ses feuillées" à partir de cal de tissu de l'hybride Nicotiana
glauca X Nicotiana lang~do~6ii en culture liquide~, ~COURT P.,
'"'.
'..
Li /
".~,
(1946), à son tour, a observ~ la formation de ~aèines~~~rtir
/
"
de cal de Carotte. De nombreux autres travau>t-ob;t" par la suite,
!
-
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montré qu'il est possible de provoquer la r~~~êratl~ de bour-
',. -;. \\
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geons végétatifs, de racines et même de bour~9~,flo~~',/à par-
tir de fragments de tige, de feuille, de hampe~lo~i~r~~'~d'in
florescence ; les ré sul tats de ces recherches so~t-raÎ?portés pour
l'essentiel par SKOOG F. et TSUI C.
(1948)
- SKOOG F. and MILLER
C.O. (1957) - NITSCH J.P. et NITS CH C.
(1965)
- THORPE T.A.
(1980).
Ces organes néoformés, proviennent généralement d'une
réactivation des tissus à fortes potentialités mitotiques comm~
le cambium (GAUTHERET R.J., 1969) et dans quelques rares cas de
la transformation d'un méristème déjà engagé dans une autre voie
de différenciation (CHAMPAGNAT P. et al., 1967).
Cette derniêre observation, c'est-à-dire la "converti-
bilité" entre méristème de racine et méristème de tige ne fait
pas l'unanimité parmi les chercheurs en Biologie végétale. En
effet, d'une façon générale les auteurs admettent que ces deux
méristèmes présentent, chez les Angiospermes notamment, une struc-
ture et un fonctionnement extrêmement différents (MARGARA J.,
1983).
.../ ...
-
I l -
Pour d'autres cependant, comme EMBERGER L. (1960), ces
deux sortes d'axes ont eu une origine commune au cours de la phyl-
logénie et ne présentent donc pas de différences fondamentales.
c'est ainsi que CHAMPAGNAT P. et al.
(1967) ont montré
que chez le Cresson (Na~tu~t~um o66~c~nate R. Br.), grâce â ur.e
application de kinétine (un cristal introduit par piq6re dans
l'aisselle d'une feuille), il est possible d'inverser l'organogé-
nèse racinaire du coussinet mêristêmatique axillaire dans le sens
d'une organogénèse caulinaire aboutissant à la formation d'un
bourgeon végétatif en position apicale (BALLADE P., 1967).
Ce phénomène a également été observé chez des Cryptoga-
mes vasculaires, comme les Selaginelles (WOCHOK Z. et SUSSEX I.,
1975). Chez Neph~olepi~ b~~~e~ata aussi, ESPAGNAC H. (1973) a
montré que le jeune méristème plus ou moins déterminé en ~bauche
racinaire peut évoluer en méristème de tige ou de racine selon
sa position (dorsale ou ventrale) ou les traitements hormonaux
qui lui sont appliqués. Il a ainsi défini l'existence d'une cer-
taine "permutabilité" entre racine et rameau latéral chez cette
espèce.
Par ailleurs, cette idée de "convertibilité" lorsqu'elle
est admise, semble limitée â des "proaêrlatiaes" ou massifs mêris-
têmatiques non organisés. Lorsque s'installe un début d'organisa-
tion, c'est-A-dire lorsque le massif méristêmatique prend une for-
me hémisphérique, il devient un "champ morphogénétique" et sa des-
tinée racinaire parait définitivement acquise (FAVRE J.M., 1977).
Les résultats que nous avons pu obtenir A partir des
méristèmes de racine latents sur la tige de Se~ban~d ~o~t~ata,
posent le problème du détermi~isme des méristèmes de racine.
·../ ...
- 12 -
Aprês avoir présenté les principales méthodes utili-
sées, nous étudierons les êvolutions possibles des êbauches de
racines adventives présentes au centre des mamelons caulinaires
caractéristiques de la tige de Se~ban~a ~o~t~ata et nous tente-
rons de conclure sur la plasticité des cellules méristêmatiques
qu'elles renferment.
MATERIEL
ET
METHODES
- 13 -
III - MATËRIEL ET MËTHODES
--------------------------
1. LE MATERIEL VEGETAL
Les plantes utilisées lors de nos expérimentations
proviennent de grain.e,s récol tées da~s la rég ion de LINGUERE
(Nord-Est du Sénégal). Ces graines sont ensemencées soit en
pleine terre dans le Jardin botanique du Département de Biologie
végétale de la Faculté des Sciences de DAKAR, soit dans des pots
qui contiennent un mélange de sable prélevé dans les dunes (Nia-
yes) et de terreau provenant du Jardin. Ces pots sont placés
dans une pièce de culture oü les conditions de température,
d'éclairement et d'humidité ambiantes sont contrOlées A l'aide
d'un thermo-hygro-baromètre.
Selon les besoins, nous avons utilisé des plantes
dites "jeunes", ayant moins de 6 feuilles et environ 5 A 6 se-
maines, puis des plantes dites "âgées", avec plus de 6 feuilles
âgées de 7 à 12 semaines.
1.1. Les germinations
Des graines soigneusement triées à la main sont lavées
A grande eau pour éliminer toute trace de produits de con-
servation ou de composés phénoliques (inhibiteurs de la
germination) de la surface des téguments. Les graines sont
ensuite plongées dans un bécher contenant de l'eau pour
éliminer par flottaison les graines parasitées. Les graines
jugées saines sont ensuite séchées et immergées dans l'aci-
de sulfurique pur, que l'on fait agir pendant 20 minutes.
Cette opération provoque la levée de l'inhibition tégumen-
taire en permettant la pénétration de l'eau et de l'oxygène
indispensables à la germination. Les graines sont ensuite
.../ ...
- 14 -
lavées plusieurs fois, car il ne doit pas subsister de
trace d'acide.
Elles sont ensuite ensemencées à 2 cm de profondeur
en pleine terre ou dans les pots à raison de 15 graines
par pot.
1.2. Les plantes
En comparant les plantes en pleine terre et celles
qui sont dans les pots, nous avons constaté un meilleur
développement des premières, probablement du fait de
meilleures conditions êdaphiques.
Pour cette raison nous avons remplacé le sable pur
par un mélange de 50 % de sable éolien (Niayes) + 50 %
de terreau provenant des sous-bois du Jardin botanique.
Par ailleurs nous avons pu remarquer qu'il faut tou-
jours prévoir un bon éclairement (forte intensité ~ 3000
lux, longue photopériode 16/8) et assurer la symbiose avec
le Rhizobium spécifique en badigeonnant les tiges avec un
9
inoculum contenant environ 10
Iml pour obtenir des plan-
tes bien vertes et très vigoureuses.
Afin d'assurer une certaine régularité dans les mani-
pulation nous avons choisi de faire des germinations toutes
les 3 semaines.
... / ...
-
15 -
2. LES METHODES EXPERIMENTALES
2.1. Les techniques de culture hydroponique
Les modalités de l'entrée en croissance des ébauches
racinaires ont d'abord été appréciées in vivo sur des
plantes entières ou sur des boutures mononodales en cultu-
re hydroponique.
Ces deux situations permettent, en effet, de précis8r
les comportements des racines adventives d'une part sur la
plante mère, c'est-à-dire lorsqu'elles sont soumises à
tous les facteurs de corrélations morphogénétiqu€s
(influ-
ence des bourgeons, des feuilles ou des racines séminales),
d'autre part sur des fragments de tige isolés de la plante
mère, donc soustraits à une grande partie de ces contrôles
corrélatifs.
Des plantes entières de Se~bania ~o~t~ata de 30 à
40 cm de hauteur sont immergées dans des éprouvettes de
1,5 1 contenant de l'eau. Les plantes sont maintenues
par du "papier aluminium" (Fig. 1) •
Pour tenter de cerner l'influence des facteurs endo-
gênes, nous avons constitué des lots de plantes effeuil-
ltes ou non, privées ou non d'apex et de racines sémina-
les.
Quant à l'intervention des facteurs exogènes elle
est appréciée en plaçant des lots de plantes homogènes
dans des conditions d'éclairement
différentes: fort
éclairement (3000 lux), pénombre (90 lux) et obscurité
(0 lux) obtenue en entourant les tubes de papier "craft"
ou dans des solutions nutritives définies (eau addition-
née d'un régulateur de croissance : acide a-naphtalène
acétique [ANA] à différentes concentrations [0 - 0,05 -
0,1 - 0,5 - 1 et 2 mg/l]).
.../ ...
_16_
,."....:--feuil..1
bourgeon
axillaire
mamelons
c.au linal res
.....-t--_,eau
•
~---+-_racJne.
..-_ _ fraqment
seminale.
d'entre- noeud
Fig.1_Q!§DOsitif exPérimentai
Fig.2_B.m>résentation
schë-
-
ut!lïsé pour l'observation des
matique d'une bouture mono-
R.A .. sur la plante entière.
nodale.
dôme .pldermique
plaq.ué de' pOlyatyrène
.b. mononodel••.
l .
ebauche
racinaire
Fig.3_ Dis ositif ex érimental
Fig.4_ B!.Présentati~n schéma..
,
!.
utilisé pour la culture
hydro-
!.!.gue d'une :'port ion" de Ua.!...
J?_o nique
des b. mooonoda les.
portant un mamelon caulinaire.
- 17 -
Nous appelons "boutures mononodales" des boutures de
tiges constituées d'un entre~noeud portant sur sa partie
apicale un bourgeon axillaire et une feuille axillante
(Fig. 2).
Ces boutures calibrées à 2,5 ~ 0,5 cm sont plongées
dans l'eau, soit dans des tubes à essais, soit dans des
bacs en plastique ; elles sont alors maintenues en surface
par des plaques de polystyrène (Fig. 3). Cette dernière
technique a permis d'augmenter de façon appréciable le nOffi-
bre de boutures dans chaque expérimentation (48 à 50 boutu-
res au lieu de 24 dans les tubes) et a été adopté pour la
multiplication végétative du S. ~o~t~4t4.
Sur ces boutures, également, ont êté déterminées les
influences respectives du bourgeon axillaire, de la feuille
axillante et des mêmes facteurs exogènes que ceux étudiés
sur la plante entière (lumière, obscurité, solutions nutri-
tives diff€rentas)
•
2.2. Les techniques de culture ,(·n v.it~o
Les racines adventives de Se~b4n.ia ~o~t~at4 apparais-
sent exclusivement sur les tiges et les rameaux axillaires,
à partir des ébauches racinaires préformées. Bien que des
potentialités morphogénétiques puissent exister sur n'im-
porte quel organe de la plante, le problème qui nous inté~
resse ici (développement des racines adventives) nous a
amené à mettre en culture exclusivement des fragments de
tiges.
·../ ...
- 18 -
2.2.1.1. LES EXPLANTS
Des tiges de S. ~o~t~ata sont découpées en fragments
de 6 â 8 cm de longueur. Chaque fragment est soigneuse-
ment lavé â l'eau courante et ses extrêmitês obturées par
immersion dans de la paraffine fondante. Cette opération
est nécessaire pour limiter la pénétration des désinfec-
tants.
2.2.1.2. LA DESINFECTION
Les fragments de tige sont désinfectés par passage
dans les bains suivants :
NATURE DU BAIN
DUREE
- Eau distillée •••.••..••.•••••••
5 mn
- Eau distillée + agent mouillant
(S.O.S.- a 0,01 ,) •.•........
30 mn â 1 haure
- Eau distillée •.•.•...•.•..•.•.•
5 mn
- Alcool à 70 %••••••••••••••••••
quelques secondes
- Eau distillée ..•••....••.••••••
5mn
- Solution d'hypochlorite de cal-
cium à 7 %••••••••
20 mn
0
•
$
.,.
• •
eo
80
• • •
ou
- Solution de chlorure mercurique
â 0,1 %
3 à 6 mn
Si ces manipulations peuvent sans risques être réa-
lisées â l'air libre, la suite des opérations doit impé-
rativement se dérouler en conditions d'asepsie, c'est-à-
dire sous la hotte â flux laminaire.
. . .1 ...
_ Sodium dodecyl sulfate, SIGMA L 5750.
-
19 -
Les fragments sont alors rincés avec de l'eau
stérile par 3 fois après un s~jour dans l'hypochlorite
de calcium, par 6 fois après immersion dans le chloru-
re rnercurique.
Le chlorure rnercurique a, en effet, peu à peu
remplacé l' hypochlori te parce que bien souvent ce der··
nier provoque des lésions au niveau des ébauches raci-
naires qui blanchissent.
2.2.1.3. LA MISE EN CULTURE
Ces fragments sont ensuite disposés un à un dans
une grande boite de Petri stérile. A l'aide d'un bis-
touri désinfecté, nous éliminons les extrémités endui-
tes de paraffine et délimitons les différents explants :
- explants de 2 cm de longueur avec ou sans bourgeon
axillaire ;
- explants de 0,5 à 0,8 cm avec au plus 2 mamelons;
- explants de iiportions" de tige avec un mamelon (Fig. 4) .
Les fragments sont plantés, soit un par un dans
des tubes de culture contenant le milieu nutritif, soit
par 3 dans des boites de Pétri de 5 cm de diamètre,
pour les petits explants.
Nous avons pris soin, dans tous les cas d'assurer
un bon contact entre l'expIant et le milieu de culture
(ceci est surtout valable pour les boites de Petri qui
sont entreposées retournées) pour permettre une bonne
circulation des substances nutritives et des excrétats •
.../ ...
- 20 -
Les paniers contenant les tubes de même que les
boites de Petri sont entreposés dans la chambre de cul-
ture sous une lumière incidente d'environ 2000 lux,
assurée par des tubes fluorescents au néon (PijILIPS -
TL. 40 W/55).
c.'. ' "
",
''',
- ' .......
1
La photopériode est de 16/8 et la tem~rature am-
biante est maintenue aux environs de· 27° + 2°C.
(,l,; ~,- L.. '- '.
L'observation des cultures se fait régulièrement
tous les 2 jours, 8 jours après la mise en culture.
Les milieux utilisés pour les cultures aseptiques
contiennent en général de l'eau, des sels minéraux, une
source de carbone organique (par exemple du saccharose)
et des vitamines. A ces éléments de base sont ajoutés
selon les cas, des phytohormones ou régulateurs de crois-
sance. Deux solutions de base ont été retenues : la solu-
tion de LIN et STARA (1961) et la solution de MURASHIGE
et SKOOG (1962). Ces milieux comprennent les sels miné-
raux (présentés dans les tableaux II, III et IV) addi-
tionnés des solutions de Fer E.D.T.A., de saccharose et
des régulateurs de croissance. Les compositions de ces
dernières solutions sont indiquées par les tableaux V,
VI et VII.
Dans tous les cas, le pH est ajusté à 5,4 - 5,6 par
quelques gouttes d'une solution diluée de NaOH à O,lN
avant l'addition de gélose (Bacto-Agar).
... / ...
- 21 -
TABLEAU II : COMPOSITION DES SOLUTIONS DE ~{ACRO-ELEMENTS
MINERAUX (mg/I)
MURASHIGE ET
LIN ET STABA
MACRO-ELEMENTS
SKOOG (l962)
(1961)
M.S.
L.S.
KN0
1.900
950
3
Mg S04,7H 2O
370
187,5
KH
P0
2
4
170
69
Ca CL , 2H O
440
169
2
2
NH
N0
4
3
1.650
725
TABLEAU III : COMPOSITION DES SOLUTIONS DE MACRO~ELEMENTS
MINERAUX (mf/I)
MURASHIGE ET
LIN t;'j,'
Ion
S1<OOG (l962)
(1961)
M.S
L.S.
0
NO -
39,4
18,5
3
1<+
20,0
9,4
Ca++
3,0
1,4
Mg++
1,5
0,7
sa --
1,5
0,7
4
H
PO-
1,0
0,5
2
4
CI-
6,0
2,8
1
NH +
4
20,6
9,1
ID
• • /
• •
ID
- 22 -
TABLEAU IV : COMPOSITION DES SOLUTIONS DE MICRO-ELEMENTS
(mg/l)
MURASHIGE ET
LIN ET STABA
OLlGO-ELElilENTS
SKOOG (1962)
(1961 )
M.S.
L.S.
MnS0 , 4H O
22,3
25
4
2
H
B0
6,2
12
3
3
!
ZnS0 , 7H O
8,6
12,3
4
2
KI
0,83
Na
M00 , 2H O
0,25
2
4
2
cuS0 , 5H O
0,025
0,025
4
2
coCl , 6H O
0,025
2
2
TABLEAU
.v : COÏ'1POSITION DES SOLUTIONS DE VITAltJNES
+ ACIDES AMINES (mg/l)
VIT~iINES DE NITSH ET NITSH (1965)
INOSITOL
100
GLYCINE
2
ACIDE NICOTINIQUE
5
PYRIDOXINE H Cl
0,5
THIAMINE H Cl
0,5
ACIDE FOLIQUE
0,5
BIOTINE
0,05
. . .1 . .., ft
-
23 -
TABLEAU VI : COMPOSITION DE LA SOLUTION DE FER : Fe EDTA
Solution de fer chélaté par le sel disodique de
l'acide êthylènediamine tétra-acétique:
H 0
,
1 litre
2
Na 2 ETDA •••••••••••••
7 ,45 9
Q
• • • • •
D
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Fe 504' 7H 0
.••••..
2
o . n . , Q o
• • • • • • • • • • • • •
5,57 9
On apporte 5 ~1 par litre de milieu.
TABLEAU VII
LES REGULATEURS DE CROISSANCE
MASSE
TYPE
SYMBOLE
NOM
MOLECU-
LAIRE
a-ACIDE NAPHTALENE
AUXINES
A.N.A.
ACETIQUE •••••••••••
186,20
B.A.P.
6-BENZYL &~INOPU-
RINE ••.•.••••••••••
225,20
CYTOKININES
KINETINE
6-FURFURYLAMINOPU-
RI NE •••••••••••••••
215,21
GIBBERELLINES
GA3
ACIDE GIBBERELLIQUE
346,37
. . .1 ...
- 24 -
Les milieux ainsi préparês sont r~partis dans des
tubes de culture à raison de 20 ml environ par tube ou
dans des erlenmeyers de 250 ml. Dans la littérature il
est souvent recommandé de n'ajouter les régulateurs de
croissance qu'après stérilisation, nous avons, quant à
nous remarqué que le passage â l'autoclave n'empêche
pas la manifestation de l'action de ces substances. Aussi
les avons nous toujours ajoutés aux milieux de culture
avant le passage â l'autoclave â 120°C, 1 bar pendant 20
mn.
Le tableau VIII dORne la composition définitive des
milieux utilisés.
TABLEAU VIII
COMPOSITION DEFINITIVE DES MILIEUX UTILISES
POUR PERMETTRE L'EXPRESSION DES RACINES AD~
VENTIVES ET L'INDUCTION DES BOURGEONS CHEZ
LE Se~bania ~o~t~ata.
------------------------------1
MILIEU
l
:
Macro-éléments de M. S ..•..............•... 200 ml
Micro-éléments de M. S ...••....•...••......
10 ml
Addendum de Nitsch et Nitsch
.
5 ml
Fer E. D . T . A
5 ml
0
0
•
0
0
0
0
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
Saccharose.
20
0
•
0
0
•
0
0
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
0
•
0
0
9
Eau distillée ..........•.•••.•....• Q.S.P.
1 litre
pH = 5,6
Ag ar
8 g
Cl
0
0
0
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
MILIEU II :
Macro-éléments de L.S ....•.•.•.......•..•.
20 !Ill
Micro-éléments de L. S •..•....•.•..•.......
10 ml
Addendum de Nitsch et Nitsch .•.••..•....•.
5 ml
Fer E. D • T • A.
5 ml
0
0
0
•
0
• • • • • • • • • • • • • • • • • • •
0
•
0
•
0
•
Saccharose.
15 g
0
0
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
Eau distillée .•..••..••••.••.•..•.. Q.S.P.
1 litre
pH = 5,6
Ag ar
8 g
Cl
0
0
0
0
0
• • • • • • • • • • • • • • • • • • •
0
•
•
•
•
•
... / ...
- 25 -
2.3. Les techniques histologiques
Les techniques histologiques comprennent 4 étapes
essentielles: la fixation, la déshydratation, II inclusion,
puis la confection des préparations ou coupes microscopiques •.
2.3.1.1. LA FIXATION
Des différents fixateurs proposés par les traités
de cytologie ou dlhistochimie, nous avons retenu
l'A.F.A., le NAVASHIN et le glutaraldéhyde
a) l'A.F.A. : fixateur alcoolique
C'est un mélange dialcool â 95 %, de formol neutre
et d'acide acétique pur dans les proportions sui-
vantes :
- Alcool à 95· %••••••••• e
16 volumes
0
•
110
.
- Formol neutre
2 volumes
0
0
G
•
e
0
• • • • • • • • • • •
- Acide acêtique
1 volume
0
CIo
•
0
c o • • • • • • • • • • • •
f
b) le NAVASHIN : fixateur acide
crest un mélange volume â volume des deux solutions
A et B suivantes :
SOLUTION A
SOLUTION B
- Acide acétique
- Formol (neutra-
glacial .••.••.• 70 cc
lisé avec des
sels de Ca) ••.• 300Cc
- Acide chromique
cristallisé ••.. 10 cc
... Eau •••.••••...• 700cc
- Eau distillée •• 20 cc
· . .1 CIo ••
- 26 -
comme pour la plupart des fixateurs, le mélange se
fait au moment de l'emploi, et n'est utilisé qu'une
seule fois.
c) Le glutaraldéhyde
Ce fixateur est généralement utilisé pour les obser-
vations au microscope électronique à transmission.
Cependant nous avons pu remarquer â l'utilisation,
qu'une fixation au glutaraldêhyde sans passage à
l'acide osmique permet d'éviter certains artéfacts
observables sur les coupes après fixations à l'A.F.A.
ou au NAVA5HIN.
- Préparation du tampon cacodylate :
• eau distillée ••••••••••••••••••••.••• 200 cc
• cacodylate de Na.....................
8,562 g
·
saccharose . . . o •••••••••••••••••••••••
13,692 9
La dissolution est facilitée par l'utilisation d'un
agitateur magnétique.
Nous ajoutons ensuite
10 gouttes d'une solution
de CaCl
à 1/10 obtenue en faisant dissoudre 10 cc
2
de CaCl
dans
2
90 cc d'eau distillée.
Le pH est alors ajusté â 7,2.
- Préparation du glutaraldêhyde
tampon cacodylate •••••••.••••••••••••
5 ml
• glutaraldêhyde à 25 , ••••••••••••••••
1 ml
· eau distillêe
.
4 ml •
.../ ...
-
27 -
Le matériel végétal (= 3 mn)
est alors plongé
dans ce fixateur et placé au réfrigérateur pendant
1 à 3 heures.
Son~ effectués
ensuite deux rinçages d'une heure
dans le tampon cacodylate, puis un dernier rinçage
qui dure toute une nuit (= 14 heures). A ce stade,
il faut éliminer le tampon par 4 à 5 rinçages d 1 une
demi-heure a l'eau distillée avant de commencer la
déshydratation.
2.3.1.2. LA DESHYDRATATION
Après un séjour de 12 à 24 heures dans le fixateur*,
le matériel est transféré dans des microplines et soumis
à un lavage continu pendant 12 à 24 heures également.
Le milieu d'inclusion utilisé est le paraplast,
c'est un mélange de paraffine et de polymères plastiques,
contenant également du Diméthylsulfoxyde (D.M.S.O.) qui
facilite la pénétration du produit dans les tissus. Le
paraplast n'est pas hydrosoluble, il faut donc que le
fragment végétal soit
au préalable, parfaitement déshy-
f
draté. Pour cela il est immergé dans des bains d'éthanol
de titre croissant :
- Alcool à 25 %• • • •
30 mn
0
0
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
- Alcool à 50 %. • • • • • • • . • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 30 mn
- Alcool à 75 %• •
30 rnn.
. 0 0
0
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
L'expérience a montré que le processus peut être
stoppé à ce stade et le matériel conservé plus ou moins
longtemps ne présente aucun dommage. La déshydratation
se poursuit dans des alcools plus forts :
.../ ...
* Pour l'A.F.A. et le NAVASHIN.
-
28 -
- Alcool â 95 %• • • • • • • • • •
45 mn
0
0
0
0
•
0
0
•
•
•
•
•
•
•
Alcool à 100 % (= uthanol absolu) .•••
2 fois 45 mn
- Alcool â 100 %• • • • • • • • ~
~
1~ heures.
0
0
0
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
2.3.1.3. L'INCLUSION
Le principe de l'inclusion consiste â traiter les
pièces â inclure dans un ordre déterminé par diff€rents
solvants de manière â faire p~nêtrer le par3.plast dans
les tissus pour maintenir les éléments constitutifs en
place.
a) Pr~paration â l'inclusion:
Le paraplast n'est pas miscible â l'alcool, il faut
donc remplacer progressivement l'alcool contenu dans
les tissus par un solvant du paraplast, par exemple,
le toluène. Pour cela nous réalisons différents mé~
langes alcool-toluène en diminuant progressivement
les proportions d'alcool pendant que calles du to-
luène augmentent.
SOLUTIONS VIV
l':.lcool à 100 %
Toluène
Temps
Solution
l
3/4
1/4
30 mn
Solution II
1/2
1/2
30 mn
Solution III
1/4
3/4
30 mn
Les pièces passent ensuite par 3 bains de toluène
pur: 45 minutes, 30 minutes et 30 minutes •
. . .1 .. 0
- 29 -
b) Imprêgnation au paraplast
La température de fusion du paraplast se situant à
56-57°C, les m6langes toluène-paraplast se feront à
l'étuve à 60 ~ 1°C. Ainsi, les fragments de tige
sont disposés dans de petits bêchers de 10 ml contè~
nant du toluène puri ~ y ajoutons progressivement
des pastilles de paraplast de façon à obtenir les
proportions suivantes :
SOLUTIONS V/V
TOLUENE
PARAPLAST
TEr-t.PS
- -
SOLUTION
l
3/4
1/4
30 mn
SOLUTION
II
1/2
1/2
30 mn
SOLUTION III
1/4
3/4
30 Inn
,
Les pièces sont ensuite transfêrfes dans des bêchers
contenant du paraplast pur :
-
1er bain
45 mn
0
0
• • • • • • • • • • • • • • • • • •
- 2ème ba in. .
45 mn
0
• • • • •
0.
lJ
•
0
•
•
•
•
•
•
•
•
• • • • •
- 3ème bain
toute une
III
• • • •
0
•
0
0
0
• • • • • • • • • • • • • • •
nuit
(0:
14 heures).
c) Inclusion proprement dite
Le paraplast liquide est coulé dans des moules cons~
titués par des barres de~. Les pièces à inclure
y sont plongées d€licatement
(une pièce par moule) ,
elles sont alors orientées selon le plan de coupe sou·
haité.
. . .1 Cl ••
- 30 -
2.3.1.4. LES PREPARATIONS MICROSCOPIQUES
Après refroidissement et solidification du paraplast,
les blocs d'inclusion sont sectionnés au microtome à pa~
raffine (type MINOT) en coupes de 8 à 12 micromètres
d'épaisseur.
Ce système permet de faire des coupes minces qui se
soudent entre elles donnant des Rcoupes séri6es" très
précieuses pour l'étude de l'ontogênèse des bourgeons
adventifs-de S~6ban~a ~o~t~a~a.
Les rubans ainsi obtenus sont mis à flotter sur de
l'eau albumineuse (1 9 d'albumine d'oeuf cristallisée
dans 100 ml d'eau) sur une lame d' histologie. Celle'~ci
est alors plac~e sur une platine maintenue à une tempéra-
ture légèrement inf~rieurc au point de fusion du para-
pIast ; les coupes sont ainsi étalées et collées à la
lame.
2.3.1.5. LES METHOVES Of COLORATION
2.3.1.5.1. L'e~action du pa~apla~t
L'élimination du paraplast est obtenue par un sol-
vant spêcifique : le. toluène .. ('r.)., qui est.-à :.'Son tour chassê
par l'alcool éthylique (h), IUl-même remplacê ensuite
par de l'eau distillée (E.D.).
Tl
T
T
T
2
3
4
Al
A2
(100 %) (100 %)
1 TEMPS
10 mn
10 mn
10 mn
10 mn
10 mn
10 Inn
A
BD
3
A
ED
4
As
ED1
2
3
(l00 %)
(95 %)
(75 %)
1 TEMPS
10 mn
10 mn
10 mn
10 mn
10 mn
10 ffin
· . .1 . Cl e.
- 31 -
2.3.1.5.2. Le~ coto~at~on~ h~~totogiqu~~
a) Coloration 3U carmino-y°ert de MIRANDE ou carMin
aluné-vert d'iode (LISON L"
1960)
Cette coloration a pour but de mettre en évidence
la structure 3natomique, c'est-à-dire l'agencement
des différents tissuso
Le carmin aluné cst retenu par les épaississements
pectocellulosiques, tandis que le vert d'iode est
retenu par la lignine et ses dérivés.
• Protocole
- Bain de 15 rnn dans un mélange volume à volume
d'eau et d'eau de Javel pur (=> lyse des conte··
nus cellulaires) 0
- Deux bains de 5 mn chacun dans l'eau distillée
(pour éliminer l'excédent d'eau de Javel) 0
- Bain do 3 à 5 mn dans de l'eau acétique à l %
environ (==> mordançage).
- Bain de 5 mn dans le carmino-vert (coloration) 0
- Bain de 3 à 5 mn dans de l'eau distillée (ri.n~
çage) pour éliminer les excédents de colorant.
. Montage
Les coupes sont ensuite montées entre lame et
lamelle dans une goutte d'eau glycérinée .
. . .1 ...
-
32 -
b) Coloration topographique à l'hêmatoxyline de REGAU~
Après fixation alcoolique (à l'A. F .A.) ou bichroma~·
tée (au NAVASHIN), cette coloration met en évidence
de façon très nette les cellules mêristêmatiques.
• Protocole
- Mordançage pendant 30 mn par une solution d'alun
de fer :
· eau . . . . .
500 ml
CI
C
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
0
•
•
•
•
• acide acétique.....................
5 ml
• H
concentré....................
2S0 4
0,6 ml
• Sulfate d'ammonium ferrique........
15 g.
- Rinçage rapide à l'eau courante.
- Coloration à l'hêmatoxyline de HEIDENHEIN.
Nous avons utilisê de l'hêmatoxyline stock à 2 %
dissous dans de l'alcool éthylique à 95 %.
La fixation du colorant étant obtenue en quelques
minutes, la coloration est réalisée.lame par lame
en contrôlant à chaque fois au microscope :
- eau distillée.c
10 gouttas
- solution stock d·hêmatoxyline ••••••••• 10 gouttes
-
(NH
a
4 )2 HP0
10 %••••••••••••••••••••
gouttes
4
2
- Na 2 HP0
a
4 à 10 %•••••••••••••••••••••••
gouttes.
Nous terminons par un dernier rinçage à l'eau dis-
tillée.
.../ ...
- 33 -
• Mont.ag:e
Nous effect.uons une dêshydrat.at.ion rapide en plon-
geant la lame dans des t.ubes de barrel contenant.
de l'alcool à 75, 95 et. 100 t. Ensuite pour faci-
lit.er l'ét.alement. du baume du Canada la lame est
passée dans 3 t.ubes cont.enant. du t.oluAne. La pré-
parat.ion reçoit alors une goutte de baume du Cana-
da, elle est ensuite recouverte par une lamelle
elle-même passée dans du t.oluêne.
c) Coloration au safranine-vert. luai.re
Aprês fixat.ion dans une solut.ion contenant de l'aci-
de acét.ique (NAVASHIN, par exemple) cet.t.e coloration
va mettre essentiellement., en évidence la chromatine
4es noyaux. Les cellules mêristêmatiques qui présen-
tent un noyau volumineux et. peu de cyt:opla8llle se d1s-
tinguent nett.ement par la coloration rouge que prend
la chromatine,. le reste de la cellule est. verdltre.
• Protocole
Les deux réactifs sont prêparas d'avance et. conser-
vAs sêparêment.
- §!!I!!!!!12
• une solut.ion de 50 cc d'aniline dans 250 cc
d'eau distillêe est placae sur agitat.eur pen-
dant 3 heures, puis filt.rêe ,
• aprês addit.ion de 10 Cl de ••franine (MERCK),
l'agitation e" maintenue toute une Duit.. La
solution est ensuite filtrAe.
. ..1 ...
-
34 -
• Dissolution de 0,5 9 de vert lumière dans
100 cc d'éthanol absolu.
• Addition d'essence de clou de girofle à ~ai
son de ~ 3 volumes de vert lumière en solution
alcoolique pour 1 volume d'essence de clou de
girofle.
Cette coloration nécessite une réhydratation
préalable des lames par passage dans les bains
suivants ~
• Toluène
1
15-20 mn
• Toluène II
15-20 rnn
• Alcool 100 %••••••••• l
• Alcool
85 %•••••••••• > quelques secondes
• Alcool
50 %••••••••• J
La coloration à la safranine proprement dite,
doit durer entre 3 à 10 heures. Nous procédons
ensuite à une déshydratation rapide :
· Alcool 70 %. • • • • • • • • • • • • • • • quelques secondes
Alcool
85 %• • • • • • • • • • • • • • • •
"
"
Alcool
95 %• • • • • • • • • • • • • • • •
"
Il
Alcool 100 %. • • • • • • • • • • • • • • •
n
Il
Alcool 100 %• • • • • • • • • • • • • • • •
"
il
Les lames reçoivent alors le vert-lumière ~t
1 à 4 minutes, elles sont ensuite passées dans
des bains dialcool-toluène et de toluène pur
avant d'être montées dans le baume du Canada •
.../ ...
- 35 -
2.3.1.5.3. Le~ coto~ation~ cytochimique~
a) Coloration au P.A.S. (Periodic Acid Schiff) selon
le procédé de Mc MANUS (LISON L., 1960)
Applicable seulement aprês une fixation à l'acide
acétique (A.F.A., par exemple), cette méthode per-
met de mettre en évidence dans les cellules les
composés prêsentant des groupements vic-glycol =
CHOH-CHOH, par exemple les polysaccharides. Les
grains d'amidon notamment, apparaissent alors sous
forme de granulations rouge-rosé.
• Protocole
- Hydrolyse par l'acide périodique a 0,5 % pen-
dant 5 mn.
- Lavage soigneux à l'eau distillée pendant 3 à
5 Mn.
- Bain de 15 mn dans le réactif de SCHIFF.
- Trois lavages successifs de 10 mn â l'acide
sulfureux.
- Rinçage à l'eau distillée pendant 3 à 5 Mn.
b) Coloration au lugol
Le lugol qui est le réactif spécifique de l'amidon,
est utilisé ici pour mettre en évidence les grains
d'amidon dans les cellules sur des coupes à main
levée.
Après un sêjour de 5 à 10 mn dans le lugol les cou-
pes sont montêes et observêes dans une goutte d'eau .
.../ ...
- 36 -
Nous avons également effectué des observations des
mamelons caulinaires, notamment pendant la transformation
en bourgeons adventifs, au microscope êlectronique â bala-
yage (type SCANNING MICROSCOPE - J.S.M. - 35 CF - JEOL).
NouS avons effectué des observations de surface sur
du matériel frais après traitement cryogénique (passage
dans de l'azote liquide).
2.4. Les techniques de microbiologie
Les Rhizobium utilisés pour l'infection des mamelons
caulinaires a~ennent à la souche ORS 571 (DREYFUS B.L.
et OOMMERGUES Y.R., 1981).
A partir de colonies gracieusement mises à notre dis-
position par le Laboratoire de Microbiologie des Sols de
l'ORSTOM-DAKAR, nous avons réalisé des repiquages en stries
sur le milieu gélosê (tableau IX), incliné, dans de petits
tubes 1 vis de 25 ml.
TABLEAU IX : COMPOSITION DU MILIEU DE CULTURE POUR·
Rhizobium ORS 571
Lactate de Sodium •••••••••••••••••••••••••••••• 10 ml
Glutamate de Sodium ••••••••••••••••••••••••••••
0,5 g
K2 HPO4 • • • •• • • •• • ••••• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
0 , 5 9
Mg 804 .••.•.••.••..••••••••••••••.•••••••••••••
0,2 9
Na Cl..........................................
0,2 9
Fe C1 .••....•..•...•.••.••.•••.••••••••••••.•.
0,004 g
3
Extrait de Levure (Yeast extract) ••••••••••••••
1 g
Eau. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • • . . . . . . . • • • • . •. o. s . P •
1 1
Le pH est alors ajusté à 6,8 avant l'addition de gélose
(Bacto Agar) â 15 %: avant la stérilisation pendant 20 mn
â 120°C.
.../ ...
RESULTATS
- 37 -
IV - RËSULTATS
1. LES MAMELONS CAULINAlRES
1.1. Localisation des mamelons caulinaires
Les mamelons caulinaires de Se~bania ~o~t~ata se répar~
tissent tout le long de la tige depuis l'hypocotyle jusqu'~
la zone sub-apicale. Ils sont disposés environ tous les 3 à
5 mm. Au sommet de la tige, les deUx derniers entre-noeuds
ne portent pas de mamelons visibles à l'oeil nu. Les mame-
lons ne commencent â apparattre distinctement que sur le
3ême entre-noeud à partir de l'apex de la tige. Ces mamelons
caulinaires sont situés sur des génératrices verticales par-
faitement linéaires, au nombre de 2 ou 3 selon les niveaux
de la tige (Fig. 5).
La gênêse et la disposition de ces génératrices sont
liés au fonctionnement phyllotaxique de la plante (DUHOUX E.,
1984) •
Sur la tige adulte, les génératrices sont localisées
dans des vallêcules bordées par les crêtes de collenchyme de
la tige qui soulignent d'avantage l'alignement des mamelons
caulinaires. La jeune tige non encore cOtelée par les crêtûs
de collenchyme, présente une section circulaire, comme la
tige Igée devenue ligneuse.
·../ ...
" " ,
- 39 -
1.2. Morphologie et structure des mamelons caulinaires
Le mamelon jeune se présente sous la forme d'une "bour-
souflure" ou d'un "bouton" soulevant l'épiderme en un
dôme de moins d'un millimètre de hauteur. De tels mame~
Ions se rencontrent soit sur les jeunes plantes, soit
sur les parties apicales d'une plante adulte (Fig. 6).
- Le mamelon mature des zones médiane et basale de la tige
adulte est constituG d'un dôme épidermique percé en son
centre par un petit massif extrusif (Fig. 7). Ce massif
est entouré par une déchirure circulaire de l'épiderme
de la tige. Ces massifs extrusifs sont des ébauches ra~
cinaires préformées latentes comme nous le révèle l'étu-
de histologique.
L'étude histologique des tiges a permis de déterminer
la nature anatomique des mamelons, et de préciser la natu-
re racinaire des ébauches. De plus des différences struc-'
turales sont apparues selon l'âge des mamelons et aussi se-
lon leur position sur la tige.
1.2.2.1. LA NATURE RACINAIRE
Une coupe longitudinale d'un mamelon mature (Fig. 8)
montre une organisation typique d'ébauche racinaire. Nous
y trouvons en effet :
· . .1 ...
-
40 -
- â l'apex, une coiffe (cl) et une zone mêristêmatique
(m)
;
- â la base un cortex (c 2) et un cylindre central (c.c.)
avec son cordon vasculaire.
Le massif extrasif central du mamelon correspond
donc â la pointe d; ~.me racine en formation, car il ni ap-
paraIt ni la zone d'élongation, ni la zone des poils
absorbants, structures généralement visibles dans une
racine parfaitement constituée.
1.2.2.2. LES LIENS VASCULAIRES MAMELON CAULINAZRE-TIGE
Une coloration au Carmino-Vert de Mirande sur des
coupes longitudinales de mamelons, pratiquées â main
levêe montre des différences nettes dans la vasculari--
sation mamelon caulinaire-tige.
Le mamelon jeune des 3ême et 4ème entre-noeud est
simplement constitué d'un massif mêristêmatique â peine
organisé et ne présente pas dtélêments conducteurs
(Fig. 9).
Dans les êbauches racinaires des Sème et 6ème
entre-noeuds des trachéides apparaissent dans le massif
mêristêmatique qui présente une forme hémisphérique
(Fig. 10).
Le mamelon mature des entre-noeuds suivants prê-
sente un cordon vasculaire parfaitement constitu~ reli-
ant l'êbauche racinaire â la stèle de la tige (Fig. Il) •
.../ ...
10'Opm
- 42 -
1.3. La mise en place des mamelons caulinaires
Les premiers mamelons caulinaires apparaissent dans le
sens acropète, à l'aisselle des cotylédons après développe-
ment complet de la première feuille. La 2ême série de mame-
lons ne s'installe qu'après la mise en place de la 2ème
feuille. C'est à partir de ce dernier stade qu'apparaissent
également les mamelons caulinaires de l'hypocotyle.
Ces observ~tions soulignent bien le rôle des feuilles
dans la régulation des mécanismes de génêse
des mamelons
caulinaires.
L'êpicotyle et les cotylédons n'interviennent pas dans
la formation des mamelons caulinaires de la tige de Se~bania
~o~~ata. En effet, comme le montre le tableau X, l'ablation
de l'un ou de l'autre ne modifie pas de façon sensible la
mise en place des mamelons, par rapport aux témoins.
TABLEAU X : VARIATION DU NOMBRE MOYEN DE MAMELONS CAULINAI-
RES SUR DES GERMINATIONS DE LA 3ême A LA 7ême
SEMAINE.
1ère
2ème
3ème
4ème
5ème
6ême
7ème
sem.
sem.
sem.
sem.
sem.
sem.
sem.
Témoins
-
- 5,5~ 3 5 + 1
7 + 2
8 + 1 10 + 2
-
-
-
-
Après abla-
tion des
-
-
9 + 4
5 + 2
7 + 3
9 + 2
9 + l
cotylédons
-
-
-
-
-
Après abla-
3 + 1
6 + 2
8 + 3
-
-
-
tion de
-
-
-
-
l'êp1a>tyle
1 + 1
5 + 1
7 + 2
-
-
-
.../ ...
- 43 -
A partir de la 4ème semaine, nous assistons au débour-
rement des bourgeons axillaires des cotylédons. Sur les ra-
meaux ainsi dêvelopp~s les mamelons caulinaires se mettent
en place selon le processus d6crit précédemment chez les
jeunes germinations. Les mamelons caulinaires de l'hypoco-
tyle dans ce cas apparaissent plus tardivement.
Chez les plantes témoins la mise en place de nouveaux
mamelons se poursuit longtemps et semble fonction de la
courbe de croissance des entre-noeuds.
Les facteurs qui prévalent à la mise en place des mame-
lons caulinaires de la tige de S. ~oA~~a~a ne sont apparem-
ment pas acropètes, ce sont plutôt des substances trophiques
en provenance des feuilles. C'est peut être l'une des raisons
qui font que les mamelons caulinaires sont rares et très es-
pacês sur des plantes germant à la pénombre ou à l'obscurité.
1.4. Les réserves amylacées
Une coloration au P.A.S.
(Periodic Acid Schiff) selon
le procêdé de Mc ~h~NUS d'une part et une coloration au lugol
d'autre part, ont permis de localiser les réserves amylacées
(grains d'amidon) tout au long de la tige pour une plante de
12 semaines environ (50 cm de longueur).
--+
Dans la zone l c'est-à-dire entre le 3ème et le Sème
entre-noeud, les grains d'amidon se rencontrent uniquement
dans la gaine amylifère bordant les vaisseaux conducteurs
juste au contact du cortex (Fig. 12 a et b).
.../ ...
R
rtition di ér nti
des
ains d'ami
n o t
d
la tig
e bani
rostrata.
•
t.rnl:J.
r
re
c
_':rt\\.-.· _~
COUPES TRANSVERSALES
DE TIGE DE Sesbania rostrata
~~~3
Am~:!t--_-+-4
~::::::~~~--L.5
~~_6
7
8
4.-~
Fîg.12 b_ zoneI: mamelon
jeune.
Fig.13_ zone IT: m.mature.
I_épiderme
6_ cambium
2_ cotlenchym e
7_ xylème
secondaire
3 ... parenchyme
cortical
8_ xylème
primaire
4_ph loème
primaire
9_ parenchyme. médullaire
b:"phloème
secondaire
10_ vide
~~~~-,,---m.r.
"illl-"~_ _ m.r.
\\1_._ _- - mn.
Fig.14_ zone ID: m. âgé.
Fig.15_ zone:& (hypocotyle): m. agé
• (méristème racinaire:m.r. )
infecté.
(méristème nodu laire: mn. )
--+
Dans la zone II, c g est-à-dire entre le 6ême et le
12ême entre-noeud (zone des mamelons matures) les grains
d'amidon très abondants sont présents :
- dans la gaine amylifèrc,
dans le bois et le liber,
- et dans le parenchyme médullaire (Fig. 13).
--+
A un niveau inférieur, c'est-à-dire dans la zone III
(entre le 14ème entre-noeud et les cicatrices des cotylé-
dons), la gaine amylifère n'existe plus. Les grains d'ami-
don ne sont plus présents que dans le bois et le parenchyme
médullaire (Fig. 14).
--+
Signalons enfin qul~u niveau de l'hypocotyle il n'y a
pratiquement plus de grains d'amidon, mis à part quelques
vestiges dans le parenchyme horizontal du bois : zone IV
(Fig. 15).
Ainsi, nous observons une répartition diff~rentielle
de l'amidon tout au long de la tige, avec une accumulation
maximale au niveau des tissus de la zone médiane de la tige
(zone II).
Cette r~partition différentielle des réserves amylacées
de la tige est vraisemblablement à mettre en relation avec
l'activité des racines adventives rêparties le long de la
tige.
En effet, comme le montre le paragraphe suivant, les
racines adventives présentent un comportement différent, en
présence d'eau ou en culture in vit~o, en rapport avec leur
position sur la tige.
. .. 1 ...
~
,
~1
·",ï
- 48 -
2. EVOLUTION DES MAMELONS CAULINAIRES EN RACINES ADVENTIVES
2.1. La croissance des racines adventives sur la plante entière
2.1.1.1. ACTION VE L'EAU
L'immersion dans l'eau de jeunes plants intacts,
c'est-à-dire avec feuilles, racines séminales et apex
ou après des ablûtions plus ou moins importantes de ces
organes, pendant 24 heures, suffit pour induire l'entr€e
en croissance des ébauches en racines adventives (~ig.
16 a).
L'eau semble être le facteur principal de la levée
de la latence des êbauches racinaires de la tige de
Se~ban~a ~oht~ata.
Nous avons même pu observer qu'une simple satura-
tion en vapeur dUeau de l'atmosphère peut conduire à une
croissance des racines adventives. Lorsqu'une plante en-
tière est introduite dans un tube hermétiquement fermé,
de façon à ce q~e seules les racines séminales plongent
dans l'eau, les racines adventives se développent au
contact de l'atmosphère saturée en vapeur d'eau.
Le même phénomène se produit d'ailleurs sur les ra-
meaux développés "~n v~t~o" (Fig. 16 b). Il semble tou-
tefois, que le contact avec l'eau doit être assez impor-
tant dans le temps car ni un arrosage, ni la pluie n'ont
jamais provoquê le développement des racines adventives •
.../ ...
_49_
~~
racines
adventives
~f----+
p:ousse
feuillée
explant
, _ - - i - _......
de tige
~_-f-
milieu
nutritif gélosé
Fig.16b _Représentation schématique d'u ne pousse
feuillée formée -in vitro"", . :
les ébauches racinaires se sont
dévelopées au contact de ~ la vapeur d"eau dans le tube.
1
1
- 50 -
Dans les populations naturelles de Se~ban~a ~o~t~ata
lorsqu'en période d'hivernage, la base des tiges demeure
inondée pendant quelques semaines, ~ l'emplacement précis
des mamelons caulinaires, se développent des racines ad-
ventives qui constituent alors une importante chevelure
racinaire adventive observable après le retrait des eaux
(Fig. 17).
Ces observations posent le problème du rôle écologi'-
que et physiologique d~s racines adventives de Se~bania
~o~t~ata. Une étude approfondie des m~canismes d'absorp-
tion des sels minéraux par ces racines, grâce à l'utili-
sation de marqueurs radioactifs, par exemple, apporterait
probablement des réponses.
2.1.1.2. ACTION VE LA LUMIERE
En général, l'élongation des racines est plus irnpor~
tante en absence de lumière. Nous avons donc cherché à
déterminer le rôle de la lumière sur la croissance des
racines adventives de la tige de Se~ban~a ~o~t~ata.
Des plantes entières !qêes de 5 à 6 semaines, hautes
de 40 a 50 cm sont presque totalement effeuillées, ne
sont épargnées que les deux feuilles les plus apicales.
En effet, comme nous le verrons plus loin c'est le mini-
mum de surface foliaire nécessaire a l'induction de l'en-
trée en croissance des racines adventives.
Ces plantes réparties en 3 lots de 10 plantes et
plongées dans de grands tubes contenant de l'eau:
- le 1er lot est exposé ~ une lumière incidente d'envi-
ron 3000 lux, photopériode 16/8 ;
- le 2ème lot est plac~ a la pénombre (~ 90 lux), photo-
période 16/8 ;
.../ ...
Figure 18 - Tableau comparatif de la croissance des racines adven-
tives sur des plantes entières après 3 jours de cultu-
re hydroponique, en fonction :
- de quelques facteurs endogènes (prêsence ou absence
d'apex, prêsence ou absence de racines séminales) ;
- et des conditions d'êclairement.
A la lumière
A
:: 3000 lux
Plantes entières
avec apex
+ 2 feuilles,
+ racines séminales
..
'
Plantes entières
1, ....
avec apex
,.
lA",
.1 '.
,
+ 2 feuilles
...
l
',.
sans racines
,
1
..
4'
't.
"
10
ft' 1 t ..
'f
,"" ..
"
.
Plantes entières
sans apex
ni feuilles
ni rac1neE
1
------.-
fOrllations nouvelles
formations pré-existantes
....
- 52 -
- les tubes contenant les plantes du 3ème lot sont entou-
rés de
"papier creft-
de sorte que seules les ti-
ges, donc les mamelons sont à l'obscurité.
Cette expérience a êté répétée trois fois ~
- une première fois avec des plantes entières (avec apex,
les deux feuilles apicales et les racines séminales) ;
- une deuxième fois avec des plantes privées de racines
séminales ;
- une troisième fois avec des plantes complètement effGuil-
lées, décapitées (privées d'apex) et privées de racines
séminales.
Les résultats notés dès le 3ème jour après le début
de l'expérience sont regroupés dans le document suivant
(Fig. 18).
Nous constatons que ~
- ~ la pénombre comme a la lumière de nombreuses racines
adventives se développent le long de la tige ;
- lorsque les mamelons cau11naires sont à l'obscurité
("papier craft")
seules les ébauches racinaires
de la zone médiane (zone II) s'allongent pour donner
des racines adventives et cela, quelles que soient les
conditions de départ
(avec ou sans apex, avec ou sans
racines séminales).
La lumière semble donc jouer un rôle important dans
l'induction de l'entrée en croissance des racines adven~
tives de la tige de Se~bdn~a ~o~t~atd, car son absence
induit des réponses bien particulières a savoir :
·../ ...
- 53 -
- maintien de la latence des ~bauches racinaires des
mamelons de la zone sous apicale (= zone I) et des
zones basales (zone IV)
i
- entrée en croissance des seules êbauches des zones~
basale et mêdiane (zone II ou III).
Il est à noter que lors de ces expériences, nous
observons de façon constante le démarrage des bourgeons
axillaires situés immédiatement au dessous du niveau de
décapitation.
Les observations histochimiques que nous avons
effectué à diffêrents niveaux d'une plante entière de
Se~bania ~o~t~ata pour localiser les réserves polysac-
charidiques, ont été effectuées également au moment de
l'entrée en croissance des ébauches racinaires. Il est
apparu que :
- dans l'eau après le dêbut de l'allongement des racines
adventives, les grains d'amidon dL~inuent très nette~
ment, notamment dans les tissus de la zone médiane
(zone II).
Cette diminution des rêserves amylacées peut être
expliquée par le fait que les produits de dégradation de
l'amidon (l'amylose: polymère linéaire d'a 1-4 glucose
et l'amylo-pectine : polymère complexe d'a 1-4 et a 1-6
glucose) sont utilisés très activement lors des mérèses
et des auxèses. Ils pourraient servir soit comme source
d'énergie, soit comme matériau pour la formation de nou-
velles parois cellulaires, comme le soulignent PATEL K.R.
et THORPE T.A.
(1984).
•
0
•
/
• • •
- 54 -
2.1.2. !UÉ!~2US~_g~~_!~~~~~E~_§ngQg!U~~_1_2Qn~E~;~~_2QE~~!~~!É~
E~~_!~~_E~!n2!E~~!_Q~g~U~~_g~_!~_E!~n~~
2.1.2.1. LES RACINES SEMINALES
Des plantes entières de S. ~o~t~ata de 30 cm à
40 cm de longueur sont divisées en 2 lots et plongées
dans de grands tubes de 1,5 litre contenant de l'eau
- le 1er lot est constitué de plantes sur lesquelles
seules les deux feuilles les plus apicales sont con-
servées et restent à l'air libre;
- le 2ème lot est constitué de plantes identiques, aux
précédentes mais privées de racines séminales.
Les ébauches racinaires se développent assez rapi-
dement (2 à 3 jours) en racines· typiques sur toutes les
plantes (Fig. 19).
Nous pouvons donc constater que la présence des ra-
cines séminales n'empêche pas la croissance des racines
adventives de la tige de S. ~o~t~ata. Nous avons d'ail-
leurs signalé préc~dernment que dans la nature après la
saison des pluies, dans les marigots asséchés, les S.
~o~t4ata présentent une abondante chevelure racinaire
adventive pendante sur les tiges.
Nous observons cependant que sur les plantes pri-
vées de racines séminales, il s'établit un gradient ba-
sipète de la croissance des racines adventives.
Le contrOle de la croissance des racines adventives
de la tige de S. ~o~t~ata semble relativement peu dépen-
dant du système racinaire en place.
.../ ...
- 55 -
2.1.2.2. L'APEX VE LA TIGE
Nous disposons de 2 lots de 10 plantes entières im-
mergées dans de l'eau:
- le 1er lot est constitué par des plantes dont l'apex
a été enlevé (= d~capitation) ;
- les plantes du 2èmc lot sont entières ct constituent
les tœoins.
Au bout de 8 jours, les racines dêveloppées sont
comptôes et mesurées, les résultats sont regroupés dans le ta--
bleau XI suivant.
TABLEAU XI : INFLUENCE DE LA DECAPITATION SUR LA CROIS-
SANCE DES RACINES ADVENTIVES DE LA TIGE DE
Se~bdnid ~o~t~ata
Nombre moyen
Longueur moyenne
des racines
des racines
Lot 1 (plantes
94 + 31
19 +
5
décapitées)
-
-
Lot 2 (plantes
(mtières - té-
84 + 20
12,5+5
-
moins)
Le nombre et la longueur de racines entrées en crois-
sance ne diffèrent pas de manière significative dans les
deux cas.
L'apex n'interviendrait donc pas dans la croissance
des racines adventives de la tige de S. ~o~t~dta.
•
•
•
/
• •
0
-
56 -
2.1.2.3. LES FEUILLES
Nous avons, également tenté de d~terminer l'action
des feuilles sur l'induction de l'entrêe en croissance
des racines adventives de la tige de S. ~o~~~4~a.
Pour cela nous avons expérimenté sur 3 lots de 10
plantes entières :
1er lot i plantes témoins, c'est-A-dire ayant conservG
toutes leurs feuilles, leur apex et leurs racines sémi~
nales ;
2ème lot
plantes entières effeuillêes, mais dont les
2 feuilles les plus apicales sont épargnées ;
- 3ême lot: plantes complètement effeuillées.
Le tableau XII, ci-après, résume les résultats relevés
après 8 jours dE culture.
TABLEAU XII: INFLUENCE DE L'ABLATION DES FEUILLES SUR
L'ENTREE EN CROISSANCE DES RACINES ADVENTI-
VES SUR DES PLANTES ENTIERES DE S. ~o~t~ata
Nombre moyen de
Longueur moyenne
racines
des (mm)
développées
racines
Lot n Co 1
Plantes entiè-
57 +
6
21 +
3
-
-
res (témoins)
Lot nO 2
Plantes effeuil-
61 +
4
23 +
2
-
-
1005
(sauf 2 f.)
Lot nO 3
Plantes effeuil:-
21 +
8
4 +
1
-
lées
-
·.. / ...
- 57 -
Ces résultats montrent que les racines adventives
se développent plus rapidement (~ 24 heures) et que
l'allongement est plus important, lorsqu'il subsiste,
1 l'air libre, au moins las deux feuilles les plus api-
cales. Les feuilles situêes dans l'eau ne survivent pas
longtemps, elles jaunissent et tombent, seules subsis-
tent, et participent a la sttmulation de la croissance
des racines adventives, les feuilles situêes à l'air
libre. Sur des plantes complètement effeuillées, quelques
racines adventives entrent en croissance, mais elles res'~
tant très petites «
5 mm de longueur).
Comme chez Imp4tien~ bdl~amin4 (BOUILLENNE R. et
WENT F.W., 1933) le rOle des feuilles, dans la croissan-
ce des racine adventives de S. ~06~4~d, semble décisif.
Elles interviennent dans l'induction de l'entrée en
croissance, mais ê~alement sur l'élongation ultêrieure
et la ramification, probablement par des êléments pro-
duits au cours de la photosynthèse.
2.2. La croissance des racines adventives sur des fragments de
tige iso14. de la plante
2.2.1.1. SUR VES BOUTURES MONONOVALES EN CULTURE HYVROPONIgUE
Les boutures utilisées pour ces expérimentations
sont obtenues par fractionnement des tiges entre-noeud
par entre-noeud. Chaque bouture mononodale comprend,
rappelons-le, un fragment de tige de 2 cm portant une
feuille et son bourgeon axillaire.
2.2.1.1.1.
In6luence de l4 lumil~e
Les boutures ainsi constituées sont réparties
en 2 lots et soumises a des conditions d'éclaire-
ment différentes ~
·../ ...
Tableau XIII
- - -
'"!JHBRE r)' EGIANTILLONS DANS CHA(.VE LOT
24
DUREE DE L'EXPERIENCE (JOURS)
4
6
10
I l
12
NOMBRE DE BOUTURES ENRACINEES A LA LUMIERE
18
20
20
22
22
NOMBRE DE BOUTURES ENRACINEES A L'OBSCURITE
16
22
24
24
24
25
. .
~
~
0
20
~---o"'------
15
.•- A l'obscurité
Nombre de boutures
,0- A la lumière
•
1
10
enraclnees
5
01
1
1
1
1
~
4
6
10
11
12
Durée Oours)
Fig. 20 a - Distribution cumulative des fréquences journalières d'enra-
,
cinement de boutures mononodales en culture h~droponique en fonction
III
des condi~ions d'éclairement.
-,
Un
~;_~~-~':?3'-~n3"i",,_';e/a&8ff?l§Aii'tJlRl%ildi,_§#A-:::;KL>aw_A,_";
f,,· .,.4PlMfiiiii$C>. MOi ,-~ ..$j),tJ"
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g; $-
tJ
A,L
J 4J!ttl @/;;W,$@A#J4Jk
d t ,#$$! HM
r.s~
5cm
......
- 60 -
- les boutures du 1er lot sont exposées à une lumière
incidente de 3000 lux, photop~riode 16/8 ;
- les boutures du 2ême lot sont placées à l'obscurité.
Les documents ci-après rêsument les rêsultats obte-
nus (Fig. 20 a).
Toutes les boutures s'enracinent. Les ébauches raci-
naires dêjâ existantes s'allongent ~ la lumière comme à
l'obscuritê (Fig. 20 b).
Chez les boutures du 2ême lot cependant, nous no-
tons la formation de nombreuses racines néoformées à la
section basale des boutures et le jaunissement des feuil-
les.
Nous avons cherché à pr~ciser les organes cibles de
la lumiêre ; la feuille axillante ou les ~amelons cauli-
naires, en réalisant l'exp~rience suivante.:
Des boutures mononodales de S. ~o~~ata sont placées
dans des tubes à essais contenant de l'eau. Ces boutures
sont réparties en 3 lots ~
~
1er lot : des boutures prêsentant un bourgeon et une
feuille axillante, sont exposées ~ une lumière incidente
d'environ 3000 lux, photop§riode 16/8 ;
-.,.
2ème lot : même type de boutures mais la feuille est
recouverte par du "papier aluminium" ;
~
3ème lot: boutures de même type placées dans des
tubes entourés d'une feuille d'aluminium pour r~aliscr
l'obscurité au niveau des mamelons caulinaires, la feuil··
le, elle, restant exposée à la lumière.
·../ ...
PLANCHE V
Fig. 24
- Microbouturage de la tige de S. 40~~~4 : lorsque
le bourgeon axillaire e.~ maintenu sur les explants
de tige placês en culture ~n v~t4o, il se forme des
racines (r.) â la base de l'explant et le bourgeon
axillaire se dêveloppe en un rameau feuillê (r.f.).
Fig. 25 a
et 25 b
Par contre, lorsque le bourgeon axillaire est suppri-
mé avant la mise en culture, il se forme sur les mê-
mes gênêratrices que les mamelons caulinaires (m.c.)
des bourgeons adventifs (b.a.) avec souvent dans la
zone basale de l'explant des racines adventives (r.
a.).
Fig. 26
- Aprês 3 â 4 semaines de culture sous une lumiêre in-
cidente de 3000 lux, photopêriode 16/8, les bourgeons
ainsi formés donnent naissance â des rameaux feuillés
(r.f.).
- 62 -
Au bout de 8 jours de culture, les racines adventi-
ves suffisamment développées sont comptées et mesurêes
et les résultats rassernblês dans le tableau XIV ci-après.
TABLEAU XIV
VARIATION DU COMPORTEMENT DES RACINES
ADVENTIVES DE LA TIGE DE S. ~o~t~ata SUR
DES BOUTURES MONONODALES EN FONCTION DU
SITE RECEPTEUR DE LA LUMIERE.
Longueur
Nombre moyen
1
~
moyenne
des racines
boutures par lof
boutures
Lot nO 1 · entièrement
29 + I l
22 + 6mm
· â la lumi-
-
-
ère.
Lot n° 2 · feuille
0
0
· "cachée"
Lot n· 3 · mamelons
30 +
7
31,5 + 11mm
· "cachés"
-
-
Il apparatt également ici, que les feuilles exer-
cent un effet stimulateur sur la croissance des racines
adventives des boutures monoDodales de Se~ban~a ~o~t~ata.
Comme dans le cas du Houx, des Ci~u~ ou du Cacaoyer
(d'après FAVRE J.M., 1977), la présence de la feuille
axillante â côté du bourgeon paratt obligatoire pour in-
duire la croissance de ces racines adventives préformées.
Ces résultats en rapport également avec la lumière inci-
dente, suggèrent que l'existence d'une activité photosyn-
thétique
est
nécessaire au développement harmonieux
des racines adventives de la tige de S. ~o~~ata.
.../ ...
- 63 -
La croissance de ces racines semble fonction de
la nature et de la quantité des photosynthétats mis à
la disposition des êb~uches racinaires au niveau des
tissus de la tige.
Toutefois, d'autres éléments, notamment des subs-
tances organiques oligo-dynamiques produites par la
plante, interviennent probablement en synergie avec
ces produits de la photosynthèse.
2.2.1.1.2. In6luence d'une aux~ne : t'Ac~de a-naph~al~ne 4clt~que
(A.N.A. )
Il est bien connu actuellement que certaines auxi-
nes jouent un rôle déterminant dans la croissance raci-
naire.
Nous avons donc entrepris les expérimentations
suivantes pour prêciser l'influence de l'auxine sur
l'induction de l'entrée en croissance.
Les résultats obtenus en faisant agir sur diffé-
rents lots de boutures des concentrations croissantes
d'acide a-naphtalène acétique sont regroupés dans la
Fig. 21 a.
L'action rhizogène de cette auxine est ici très
nette, l'enracinement- est d'autant plus important que
la concentration d'auxine est grande. Un fait intéressant
est à noter ici; en même temps que s'allongent les raci-
nes adventives préform~es sur les tiges, il apparalt,
surtout à la section des boutures, de nombreuses racines
nêoformées (Fig. 21 b), comme sur les boutures placées ci
l'obscurité (expérience précédente).
. . . 1 . ..
_ exprimé par le nombre de boutures enracinées.
'kt
{
{'1
~t Cil
b
t'Y
d
--2
t '
Cr @wrwt't'ttflY'k
'tY 'yj''p'Ytt'&e (t'ft
v-:Z'f-'~r%M6zt:(Y*tWtrrittttHt1i± lM'b1"V'±tdit
y"
" ' ' i d C'<j
t'$f~b'r'8
-;:7
'tiret&,
ri"# st
'T
f"'flr'f"Vf'{lf"trt'Wwet'y"t&"':
?7"nWt'-."
Tat.l ~a1..1 XV
NOMBRE D~ BOUTURES DANS CHAQUE LOT
13
A.N.A.
DUREE DE L'EXPERIENCE (JOURS)
1
2
4
6
8
10
(mg/I)
NOMBRE DE BOUTURES ENRACINEES
0
1
1
4
5
5
0,01
NOMBRE DE BOUTURES ENRACINEES
0
0
3
4
4
4
0,02
~OMBRE DE BOUTURES ENRACINEES
O.
0
6
I l
I l
ll~ 0,1
"
12 l10
/
•
• ..•- 0,1 mgll d'A.N.A.
81
/
1..... O,01mg/l d'A.NA (1)
Nombre
... 0,02 mgll d'A.N.A. (2)
de
6
boutures
,
en re.c. n ee s ·f
/r-/.~
ol1 )
.(1.)
2
4
6
8
10
Durée (jours)
Fig. 21 c - Distribution cumulative des fréquences journalières d'enra-
clpement de boutures mononodales en culture hydroponique en fonction
ges concentrations d'acide
naphtalène acétique aiouté au milieu de
1..
culture.
.-
1
~~'''''-~~')V",r
,; ..&.,,!ttIJ!tiM4!i1t.JiJ4lIM!iJlM
ZMMiUJk4hJ&&&&
24. ttZœXù a;W-"k . 122
Ji MU,MXAMUZC;UUIUMLd " j Mit.
Tableau XVII
~OMLRr D'ECHANTILLONS
_..
._-.-
_-".-.~
DUREE DE L'EXPERIENCE
(JOURS)
l
2.
4.
6
8
10
.11
NOMBRE DE RACINES NEOFORMEES
0
0
15
55
76
81
.84
NOMBRE DE RACINES
PREFORMEES
0
0
5
. I l
18 .
32.
34.
90
80
70
,
,
.... préform
60
.
•0- Néoformées
Nombre de
50
racines
40 1
/
30
-
•
20
10
OC)
1
2
4
e
8
10
11
Durée Oours)
Fig. 21 c - Dénombrement des
racines adventives apparues sur les
boutures mononodales, en fonction de leur origine :
1
--racines provenant des mamelons caulinalres :" préformées
•
--racin~s formées
CIl
dans ta zone "basale de la bouture:néofomées
- 66 -
La présence de racines adventives sur la tige
n'empêche pas la formation de nouvelles racines â la
base, là ou la concentration d'auxine est optimale
pour la rhizogénèse. Une observation m~ticuleuse des
racines sur chaque bouture, montre que les boutures
soumises à 0,01 et 0,02 mg/l d'ANA (Figo 21 a - cour-
bes [1] et [2]) présentent essentiellement des racines
adventives résultant de l'élongation des ébauches pré~
formées et peu de racines formées de novo.
L'auxine à ces concentrations semble donc favori-
ser préférentiellement la croissance des ébauches raci-
naires. Cela suggère que la croissance des racines ad-
ventives demande de très faibles concentrations d'auxi-
ne.
Nous avons également cherché à préciser les doses
optimales d'auxine intervenant soit dans la croissance
des racines adventives de la tige, soit dans la néofor-
mation des racines.
Ainsi, sur les boutures cultivées dans une solution
de 0,1 mg/l d'ANA, le nombre de racines néoformées est
beaucoup plus important que celui des racines adventives
préformées qui se sont dtveloppées (Fig. 21 cl.
Par ailleurs, les résultats consignés dans le ta-
bleau XVI ci-dessous, montrent que la croissance des ra-
cines adventives est inhibée lorsque les concentrations
d'auxine sont supérieures à 0,1 mg/l.
. . ·1 . ..
- 67 -
TABLEAU XVU: VARIATION DE LA LONGUEUR DES RACINES
ADVENTIVES DE Se~bania ~o~t~ata EN
FONCTION DE LA CONCENTRATION D'AUXINE
(A.N .A.)
ANA
mg/l
48
0,01
0,1
0,5
boutures
par lot
Longueur moyen-
ne des racines
15
14
8
adventives
(mm)
Ces observations mettent en évidence deux aspects
de la régulation auxinique :
- l'action rhizogène proprement dite, c'est-~-dirc ac-
tivation de l'initiation de méristèmes racinaires,
qui nécessite un apport d'ANA exogène A des concentra-
tions relativement êlev~es (~ 0,1 A 0,5 mg/l)
;
- l'action sur la croissance ultêrieure des ébauches ra-
cinaires qui demande une concentration d'ANA très fùi~
ble (~ 0,01 mg/l).
2.2.1.2. SUR OfS EXPLANTS OE TIGE CULTIVES in vit~o
2.2.1.2.1. Action de ta ~~duct1on de~ ~et~ minl~aux dan~ te m~
.lieu de cul.tu~e
HASEGAWA P.M., 1980 d'une part, HYNDMAN S.E. et
at.• , 1982 b d'autre part, ont montré que la réduction
de la concentration en sels du milieu de culture favo-
rise l'initiation, c'est-â-dire la néoformation de ra-
cines adventives. En effectuant des expériences simi-
.../ ...
- 68 -
laires avec des explants de S. ~o~~4a~a nous avons
cherché à connaltre l'influence de cette rêduction
de sels sur la croissance des êbauches racinaires pré-
formées sur la tige.
Des fragments de jeunes tiges de S. ~o~~~a~a sont
mis en culture dans des tubes contenant le milieu II
de
base dont la concentration en sels-est divisée
par 2, puis par 3. Le nombre de racines adventives dé-
veloppées apr~s 3 semaines environ au niveau des mame-
lons est porté dans le tableau XVIII pour chaque milieu.
TABLEAU XVIII : INFLUENCE DE LA REDUCTION DES SELS
MINERAUX DU MILIEU DE CULTURE SUR LE
COMPORTEMENT DES RACINES ADVENTIVES
D'EXPLANTS DE TIGE DE S. ~o~~~a~a
CULTIVES in vit40.
~
par lot
Milieu
II
Milieu II
Milieu II
de base
X 1/2
X 1/3
Nombre de raci-
nes adventives
9
25 + 4
33 + 19
(en
-
-
%)
Certains explants des milieux dont la concentra-
tion en sels est r~duite présentent des cals à la ba-
se, mais sur un grand nombre d'entre-eux il y a appa-
rition de racines néoformées (Fig. 22) à la base des
explants.
·../ ...
~ macro-éléments minéraux (tableau II).
- 69 -
Il apparalt ici que la r~duction des sels agit
uniquement sur la néoformation de racines adventives.
Mais comme l'ont montr~ les auteurs cités précédemment
en deçl d'une certaine valeur cette réduction de sels
devient inhibitrice. En effet sur un milieu totalement
priv~ de sels, il n'y a plus de nêoformation de raci-
'::lt-;
nes,
seules
les racines adventives préformées s~~(.~l-
longent.
2.2.1.2.2. Act~on de l'Ac~de naphtalène aclt~que (ANA)
De nombreux travaux font état du rôle que jouent
les auxines d'une part en activant l'initiation raci-
na ire, d'autre part en réduisant l'élongation de la ra-
cine à fortes doses (WIGHT"!AN F. et al., 1980 a et b.
Le tableau
XIX
suivant regroupe les observations
faites lors de la culture ~n v~~o sur milieu II enri-
chi d'ANA à différentes concentrations.
TABLEAU
XIX
EVOLUTION DE "PORTIONS" DE TIGE
DE s. ~oht~ata PORT~~T UN MAMELON
CAULINAIRE EN FONCTION DE LA CON-
CENTRATION D'AUXINE.
Concentra-
tion
d'ANA
0
0,05
0,1
0,5
1
2
(mg/l)
60
explants
par lot
né-
cals
côls
cals
cals
cals
Réponses
crose
rhizo- rhlzo-
gènes
gênes
·../ ...
- 70 -
Ici, il ne se manifeste pratiquement que l'action
callogène de l'auxine. Les concentrations comprises cn-
tre 0,1 et 0,5 mg/l d'ANA apparaissent cependant comme
optimales pour induire une rhizogênêse secondaire (Fig.
23) •
2.2.2.1. SUR DES BOUTURES MONONOVALES EN CULTURE HYVROPONIQUE
2.2.2.1.1. In6luence du bou~geon «xittai~e
Des boutures mononodales placées sur support de
polystyrène sont cultivées dans des bacs contenant de
l'eau
- les boutures du 1er lot sont privées de leur feuille
axillante et du bourgeon axillaire ;
- les boutures du 2ème lot sont simplement effeuillées.
Nous constatons qu'au 5ême jour de l'expérience,
seules quelques racines adventives des boutures du 2ême
lot présentent un certain allongement. Ce sont exclusi-
vement les boutures àont les bourgeons axillaires sont
entrés en croissance.
Les résultats relev~s au bout de 8 jours sont con-
signés dans le tableau XX ci-dessous.
TABLEAU XX
: INFLUENCE DU BOURGEON AXILLAIRE SUR L' IN-
DUCTION DE L'ENTREE EN CROISSANCE DES
EBAUCHES RACINAIRES LATENTES SUR DES BOU-
TURES MONONODALES DE TIGE DE S. 4o~~~ata
AO
hnutures par lot
Lot 1
LLot 2
% de boutures enracinées
12,5
%
37,5
%
Nombre de racines adventives
20 + 6,4
62 +3 .. 48
-
-
·../ ...
- 71 -
Chez s. ~o~~ata l'enracinement de fragments
d'entre-noeuds sans bourgeon axillaire est très diffi-
cile. Les ébauches racinaires préformôes s'allongent
peu, il ne se forme pas non plus de racines nêoform~cs.
2.2.2.1.2. In6tuence de la 6eu~tle ax~ttante
Les observations portent sur 2 lots de boutures
mononodales pourvues ou non de leur feuille axillante
et placées en culture hydroponique pendant 8 jours. Le
tableau XXI suivant r~sume les résultats obtenus.
TABLEAU XXI: INFLUENCE DES FEUILLES SUR L'INDUCTION
DE L'ENTREE EN CROISSANCE DES EBAUCHES
RACINAIRES DE BOUTURES MONONODALES DE
LA TIGE DE S. 4o~t4ata
Durée de
l'expé-
rience
1
2
3
4
5
6
7
8
48
(jours)
boutu-
res par
lot
% de boutures
effeuil16es
0
0
0
0
0
16
20
20
enracinées
% de boutures
témoins
20
25
47
58
62
75
85
25
enracinées
Sur les boutures effeuillées, les êbauches raci·-
naires entrent en croissance seulement aprês que 10
bourgeon axilla}re a donné une feuille longue d'au
moins 2 cm. L'ablation de la feuille axillante ratarde
de façon très sensible l'entrée en croissance des raci-
nes préformées d~s boutures de S. 4o~t4ata.
.../ ...
- 73 -
2.2.2.2. SUR DES FRAGMENTS DE TIGE CULTIVES ~n v~t~o
En culture ~n v~~o les facteurs endogènes, plus
précisément, la taille des explants, la prêsence du
bourgeon axillaire ou la position de l'expIant au mo-
ment du prélèvement sont déterminants sur les possibi-
lités organogènes des tissus.
Des fragments de tige (environ 2 cm de longueur)
présentant un bourgeon axillaire et des mamelons cauli-
naires sont cultivés sur les milieux l et II décrits
précédemment, sous une lumière incidente de 2000 lux,
photopériode 16/8, température ambiante 27° + 2°C.
Au bout de 2 à 3 semaines de culture nous consta-
tons :
- le débourrement du bourgeon axillaire qui se dévelop-
pe par la suite en un rameau feuillé ;
- la croissance des ébauches racinaires situées dans le
milieu de culture et même la néoformation de racines
adventives au niveau de la section basale (Fig. 24).
Dans ces conditions, la culture ~n v~~o se traduit
par un simple microbouturage. La présence du bourg6on
axillaire maintient les ébauches dans leur destinée raci-
naire, avec possibilité de néoformation d'autres racines
à la base des boutures.
La croissance des racines adventives de la tige
de Se~bania ~o~t~ata
est êtroitement dépendante des
feuilles. Cette croissance est probablement induite,
.../ ...
- 74 -
comme décrit précêdemment, par des métabolites glucidi-
gues et oligodynamiques issus essentiellement des feuil~
les en activité. Le bourgeon à l'état latent n'inter-
vient pas, seule la reprise d'activité des ~bauches fo-
liaires qui le constituent, permet l'induction de l'en-
trée en croissance des racines adventives.
Par contre, la culture in vi~o de fragments de
tiges sans bourgeon axillaire, se traduit par des r~pon
ses très particulières, comme la transformation du mame-
lon caulinaire en bourgeon ~dventif.
3. EVOLUTION DES f~ELONS CAULINAlRES EN BOURGEONS ADVENTIFS
La culture ~n v~tAo sur milieu II (c'est-à-dire milieu
M.S. enrichi en vitamines, fer et saccharose) induit la formation
de bourgeons adventifs néoformés sur les explants de tige de Se~
bania ~o~~ata.
En effet, après trois semaines environ, il apparatt a
la surface des explants sur la même génératrice que les mamelons
caulinaires, des bourgeons adventifs (Fig. 25 a et b). Cette cau-
logénèse adventive â partir de fragments de tige, cultiv~s in v~
t~o, sur des milieux nutritifs sans adjonction de régulateurs de
croissance est encore peu connue.
Quelques résultats ont êtê
obtenus chez le Tabac (SKOOG F. and TSUI C., 1948), chez Aillan-
thu~ 4tti~~ima et Vt~b46eUm
thdp~U~ (CARUSO J.L., 1971 et 1974),
chez To~en~a 6ou~nie~l (CHLYAH H., 1974) et chez plusieurs espè-
ces de Populu~ (DOUGLAS G.e., 1984).
Les bourgeons ainsi formés évoluent rapidement (2 se-
maines) en rameaux feuillés (Fig. 26).
. .. 1...
- 75 -
Des deux milieux utilisés, le milieu II nous est apparu
comme le plus favorable à l'induction du bourgeonnement adventif,
cela est dO probabl~~ent à sa teneur en vitamines et acides ami-
nés (addendum de NITSCH J.P. et NITSCH C., 1965).
Les bourgeons adventifs ainsi formés sont localisés
soit sur l'emplacement précis d'un mamelon caulinaire, soit sur
la seçtion apicale des explants, soit à côtê du mamelon caulinai-
re. Dans le premier cas, il s'agirait d'une transformation du mé-
ristème de l'ébauche racina ire pr~sent au centre du mamelon, dans
les deux autres cas, il s'agit probablement d'une nêoformation de
méristèmes caulinaires à partir des tissus du mamelon ou de la
tige elle-m~e.
3.1. La transformation de certaines ébauches racinaires de la
tige de Se4ban~a ~o~t~4ta en bourgeons adventifs.
L'ontogênèse des bourgeons adventifs peut être êtablie
par des observations régulières de l'évolution morphologique
et ~1stologique
des mamelons caulinaires. Ces observations
ont été rêalisês sur de petits explants ("portions" de tige)
ne prêsentant qu'un mamelon caulinaire.
Au cours de la transformation du mamelon, suivie d'une
part en microscopie électronique â balayage, d'autre part à
l'aide de coupes histologiques observées en microscopie pho-
tonique, nous avons pu reconnaître 3 étapes successives bien
caractérisées avant l'QPparition du bourgeon typique: tout
d'abord une activation générale du mamelon caulinaire, puis
l'êdification d'un nouveau massif méristêmatique et enfin
la formation du bourgeon adventif typique sur l'emplacement
du mamelon caulinaire.
.../ ...
20Qum
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1
f
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,
i
1
i1
t
1
,
1"
(
1
- 77 -
1 -
Stade d'activation gênérale du mamelon caulinaire.
Les premières manifestations de la transformation se
font sentir après environ 10 à 15 jours de culture. Le ma-
melon caulinaire gonfle légèrement et prend une forme sub-
cylindrique (Fiq. 27 a)o Les coupes histologiques montrent
que cette nouvelle morphologie est due à une hypertrophie
cellulaire (Fig. 27 b). Cette masse extrusive est constitu&e
essentiellement de grandes cellules parenchymateuses très
allongées disposées plus ou moins symétriquement par rapport
à l'axe de l'ancien mamelon. Il ne subsiste plus ~ ce der-
nier que quelques rares trachéides à la base; l'essentiel
du cordon vasculaire a donc disparu de même que les autres
structures racinaires (méristème, coiffe et parenchyme cor-
tical) qui existaient au départ.
Ces observations sont probablement à rapprocher des
réactions histologiques de cicatrisation à la base des bou-
tures de Vigne cultivée ~n v~t~o et décrites par FAVRE J.M.
et MEDARD R., 1959. Il nous reste à préciser la nature ana-
tomique des tissus où slinitie le phénomène.
2 - Edification d'un nouveau méristème.
L'apparition d'un "disque apical" lisse (Fig. 28 a)
correspond â l'édification d'un méristème végétatif. En
effet, les cellules centrales du massif extrusif semblent
subir une dédifférenciation au sens de BUVAT R.
(1944 et
1945) qui aboutit à la réacquisition des caractéristiques
méristématiques primaires. Un ensemble de cellules méristé-
moides est alors mis en place. Les mutoses d1abord anarchi-
ques, vont peu à peu s'orienter ~culairement à la sur-
face (Fig. 28 b) et donner naissance à un méristème vég~ta
tif.
.../ ...
_"78_
....----épiderme"
l---r-....,...I---format ions
sKondaires
Fig.30b_Stade d'activation générale de manlelon. cauiinaire= i
,
"les structures
typiques dé l'ébauche de racine sont progres- i
sivement re mplacées
par des cellules parenchymateuses
hypertrophiées (c.p.h.).
-1":~~~~~..f=~~~-cellu les
méristéma-
tiques
....r--1-+-~~~--:~--+-_leunes
t;achéides
.............--I---c.llu les
parenc.hyma-
~-,t.uses
hypertrophiées
Fig.30c_ Edification d'un nouveau méristème: des cellules
parenchymateuses se dédifférencient pour
donner un mas-
sif .de cellu·.les
méristématiques.·. .
Fig.30c_ Formation d'un bourgeon végétatif: les cellules
méristématiQues ainsi formées, s'engagent dans la voie
d'une morphogénèse caulinaire.
-
81 -
3 - Formation du bourgeon végétatif.
Le processus de différenciation se poursuit, sur le
disque apical naissent alors des protubérances foliaires
(Fig. 29 a). Par ailleurs, de jeunes trachéides se forment
au sein du massif méristématique (Fig. 29 b).
Le bourgeon adventif va ensuite émerqer (Fig. 30 a) et
évoluer en une petite pousse feuillée.
Les figures 30 b, 30 c, et 30 d résument les trois
étapes caractéristiques de la transformation du mamelon
caulinaire en bourgeon adventif. Cette interprétation sché-
matique, si elle rend compte de l'évolution du mamelon cau~
linaire reste incomplète, en effet, certains processus his~
tologiques restent encore à préciser (support cytologique
des premiers recloisonnements, par exemple), de même que
les phénomènes physiologiques qui accompagnent cette trans~
formation.
3.2. Le bourgeonna~ent adventif de la tige de Se~b~nia ~o~t~ata
L'observation systématique des bourgeons advGntifs à
un stade précoce a permis de distinguer deux situations
- dans 15 % des cas, à partir d'un mamelon caulinaire il ne
se forme qu'un bourgeon adventif. Ce bourgeon donne, sem-
ble-t-il, naissance à un rél.tileaU feuillé l'rajeuni" présen-
tant une première feuille simple comme sur la jeune germi-
nation (Fig. 31 a et b)
:
- dans 11;3 % des cas, des bourgeons sont formés à cOté du
mamelon caulinaire. Le bourgeon adventif est alors soit
directement à la base du dôme épidermique (Fig. 32 a),
soit plus ou moins loin du mamelon (Fig. 32 b, 32 c, 32 d).
Dans certains cas plusieurs bourgeons se développent au
même point.
.../ ...
PLANCHE III
Fig. 16 a - Sur une tige de S~~bani4 ~O~~4t4 séjournant dans
l'eau, des racines adventives (r.a.) typiques se
développent rapidement (= 48 heures) à partir pré-
cisément des ébauches racinaires des mamelons cau-
linaires (m.c.).
Fig. 17
- Vue d'un peuplement naturel de Se~b4ni4 ~O~t~4td
pendant la saison sêche. Les parties basses des
tiges s'étant trouvêes pendant un certain temps
dans l'eau, de nombreuses racines adventives (flè-
ches) se sont alors développées et restent ensuite
pendantes sur les tiges lorsque le niveau de l'eau
naisse.
- 83 -
Dans les tissus des explants cultivés in vitAo, il
apparatt fréquemment on même temps que la transformation au
niveau du mamelon caulinaire, d'autres massifs méristêmati-
ques disséminés dans les différentes rêgions anatomiques de
la tige.
Des cellules méristêmatiques sont en effet visibles :
au niveau des cellules cortico-cambiales entre deux fais-
ceaux de fibres (Fig. 33 a), parfois au contact des cellules
criblées du phloême l
(Fig. 33 b), parfois même dans le pa~
renchyme médullaire au contact des cellules du xylème l
(Fig.
34).
Les transformations cytologiques et certainement physio·-
logiques qui affectent le mamelon caulinaire en culture in
vitAo induisent (probablement par l'intermédiaire de substan-
ces régulatrices spécifiques) la dédifférenciation en cellu-
les méristêmatiques dont nous n'avons pas encore pu suivre
l'évolution.
3.3. Influence de quelques facteurs exogènes (des régulateurs de
croissance et le saccharose)
Depuis la découverte fondamentale de SKOOG F. et
MILLER C.O., 1957, montrant que la différenciation d'orga-
nes est contrOlée par l'adjonction au milieu d'un mélange
cytokinine-auxine en proportions adéquates, l'utilisation
de ces régulateurs en culture in vit~o s'est largement
répandue.
Les cyt?kinines possèdent une propriété spectaculaire;
c'est d'initier des bourgeons, notamment sur des cals indif-
férenciés.
.../ ...
_84' _
DEDIFFERENCIATiON DES CELLULES, DANS
LA TIGE
.
.
DE Sebania rostrata EN CULTURE in vitro
épiderme
~~-....""'-bii!I------parenchyme
ceU'Ue.
méri.t'matique.
~R-t-~,a+-----cellulescriblées
--.....~.-
Fig.33a_Ebauche
méristématigue primaire
située au
contact du
cambium.
,_->-y'-'>-_J....::~----'-épiderme
'>J'~~.------p.r.nchyme
~~I'c-i'-""""'----cellu,_
méri.t6m8tiq~es
Da§~~~~d------'Phloème,.
Fig.33 b_E bauche
méristématiquE:' primaire
située
au
contact du phloè me 1
PLANCHE IX
Flg. 34 - Microscopie photonique : cellules mérlstêmatiques
(c.m.) nées de la dêdifférenciation par recloison-
nement progressif (flèches) des cellules du paren-
chyme mêdulaire (p.m.) au contact des cellules du
xylême l
(XI) dans un expIant de tige de Sehban~a
~Oh~~ata cultivé in vi~o.
Flg. 35 - Cal translucide formé sur une "portion" de tige
cultivée sur un milieu enrichi en kinêtine (0,5
mg/l).
Fig. 36 - Sur un milieu de culture enrichi de BAP il se forme
également des cals à partir des portions de tiges.
A la concentration de 2 mg/l de BAP, il apparatt
ultêrieurement sur ces cals des pousses feuillées
néoformées (p.f.).
~ig. 38 - Sur une tige de S. ~o~~a~a séjournant dans une eau
additionnée d'un inoculum de Rhizob~um ORS 571, con-
tenant environ 10 9 cellules/ml, les racines adventi-
ves (r.a.) se développent en même temps que se for-
ment les nodules caulinaires (n.c.).
Fig. 39 - Microscopie photonique : coupe longitudinale d'un
nodule caulinaire formé dans l'eau. La base de la
racine adventive est renflée, sous le périderme (p.)
le cortex (c.) hypertrophié abrite deux méristèmes
nodulaires (m.n.) de part et d'autre du cordon vascu-
laire (flèches).
l
cal
,,-
,
;
"
1
•
~
'.
•
1 .
\\ ~ ..
- 8G -
Les gibbérellines sont, quant à elles, connues par
leur action sur la croissance, probablement par stimula-
tion de la division cellulaire.
Nous avons donc choisi d'étudier l'action de ces
régulateurs sur les explants de tige de S. ~o~~~4~a, cul-
tivés b1. vi~~o.
3.3.1.i. ACTION OE LA KINETINE
Les expériences ont consisté en une étude de l'ac-
tion de différentes concentrations de kinêtine sur le
comportement des explants et plus précisément des mame-
lons cualinaires.
TABLEAU XXII
INFLUENCE DE DIFFERENTES CONCENTRATIONS
DE KINETINE SUR LES EXPLANTS DE TIGE DE
S. ~O~~~4~4 EN CULTURE in vi~~o.
Concentrations
de kinétine
(mg/l)
0
0,05
0,1
0,5
1
2
GO
explants par lot
Bourgeons adventifs
13
21
34
0
0
0
(~n %)
Racines adventives
0
10
2
0
0
0
(en %)
Autres
f\\.:K r" cals cals cals
Notons ici, que sur les GO explants mis en culture
pour chaque concentration, certains se nécrosent (déssè-
chement et noircissement) et d'autres sont pollu€s.
·../ ...
-
87 -
Les résultats rapportés dans le tableau XXII mon-
trent que la kinétine ~ faibles concentrations favorise
la formation de bourgeons adventifs (avec surtout des
bourgeons Il annexes Il ~ cOté des mamelons). Au del~ de
0,5 mg/l, elle induit plutôt une prolifération cellu-
laire, c'est-~-dire la formation de cals indifférenciés
(Fig. 35) à partir des cellules parenchymateuses en con-
tact avec le milieu de culture.
3.3.1.2. ACTION OE LA 6-BENZYLAMINOPURINE
B.A.P.
Nous avons rêalisé par la suite les mêmes expéri-
mentations en additionnant cette fois au milieu de cul-
ture différentes concentrations de BAP.
TABLEAU XXIII
INFLUENCE DE DIFFERENTES CONCENTRATIONS
DE BAP SUR LES EXPLANTS DE TIGE DE S.
~o~t~ata EN CULTURE in vit~o.
~
30
·de BAP
0
0,05
0,1
0,5
1
2
explants
mg/l)
par lot
Bourgeons adven-
16
16
48
-
-
-
tifs
(en %)
Racines adventi-
5
2
8
-
-
-
ves
(en %)
Autres
"-~~
cals cau-
cals cals
logènes
D'après ces résultats (Tableau XXIIlh
la BAP sembla
favoriser la formation de bourgeons adventifs, mais l'ac~
tion callogène se fait très vite sentir. Cependant, comm3
le montre la Fig. 36 sur ces cals ~ la concentration de
2 mg/l, il peut apparaltre des bourgeons adventifs néo-
formés ~ partir des cellules indiffêrenciées des cals.
·../ ...
- 88 -
3.3.1.3. ACTION Vf L'ACIVf GIBBfRfLLZQUE
GA 3
L'acide gibbérellique : GA3, à cause de son action
sur l'élongation des organes a souvent été utilisé pour
induire la croissance de certains organes (MURASHIGE T.,
1965).
Les résultats concernant l'action de la GA
sur
3
les mamelons caulinaires sont représentés sur le tableau
XXIV
suivant.
TABLEAU XXIV
: INFLUENCE DE DIFFERENTES CONCENTRATIONS
DE GIBBERELLINE
(GA ) SUR LES EXPLANTS
3
DE TIGES DE S. Jr.04VtClt4 EN CULTURE bt
v-it1Lo.
~
de BAP
0
0,05
0,1
0,5
1
2
60
(mg/l)
explants par lot .
Bourgeons adventifs
21
(en %)
-
5
3
2
-
Racines adventives
3
7
(en
-
-
-
-
%)
Autres
~.""cals cals cals cals
Le nombre de bourgeons adventifs formés est beaucoup
plus faible dans les milieux enrichis en gibbérelline que
dans le milieu témoin. La gibbérelline ne favorise pas le
bourgeonnement adventif, elle provoque cependant une net-
te élongation des tiges adventives ainsi formées.
·../ ...
- 89 -
3.3.2. Action du saccharose
~-------------------
L'action activatrice des feuilles sur l'induction de
l'entrée en croissance des ébauches racinaires de la tige
de S. 406t4ata, suggère l'implication des photosynthétats
issus de ces feuilles dans les processus physiologiques
mis en jeu.
Ces produits de la photosynthèse sont essentiellement
des glucides ou des dérivês de glucides.
Parmi ces dérivés, le saccharose, forme de réserve la
plus abondante, est généralement présentê comme le plus
actif du fait de sa présence à de fortes concentrations
dans la séve élaborée (PENOT M., 1979) et par son action
favorable sur la croissance des racines de nombreuses
plantes (MACLEOD R.D. et THOMPSON A., 1982 : HYNDMAN S.E.
et a.i.., 1982 b).
Avec Se6bania 406t4ata nous avons cherché à mettre
en évidence ltaction de la variation de la concentration
en saccharose du milieu II de base sur les explants de
tige en culture in vit4o.
Les concentrations utilisées sont : 0 g/l : 10 g/l
20 g/l (= concentration du milieu "normal") et 30 g/l.
Les résultats obtenus au bout de 20 jours de culture
sont consignés dans le tableau XXV
ci-après.
.../ ...
- 90 -
TABLEAU XXV
INFLUENCE DES VARIATIONS OU 'l'AUX DE
SACCHAROSE SUR LE COMPORTEMENT ORGANOGENE
DES EXPLANTS DE 'l'IGE DE S. ~o4~ata.
~.par Bourgeons Racines
lot
Adventifs
Adventives
Concentra-
formés
formées
tions en saccharose
g/l)~
(en %)
(en %)
0
0
0
10
14,5
0
20
33
10,5
30
35,5
23
Les concentrations de saccharose supérieures ~ 20 g/l
favorisent la formation de bourgeons adventifs (particuliê-
rament aux dêpens des mamelons caulinaires) et l'initiation
de racines adventives dans le milieu de culture.
3.4. Influence d'un facteur endogène: l'âge de l'expIant
Comme l'a soulignê 'l'HORPE 'l'.A. (1980), le comportement
organogêne d'un expIant est fonction de la conjugaison des
facteurs endogènes existant au moment de la mise en culture.
Un de ces facteurs, liê à liAge mais aussi aux condi-
tions nutritionnelles des entre-noeuds, est la position de
l'expIant par rapport â l'apex au moment du prélèvement.
Des explants sont prélevés sur de jeunes plants de S.
404t~ata. Ils sont ensemencés dans l'ordre de leur position
sur la tige. Nous considêrons comme entre-noeud nO l, celui
dont la feuille en position apicale, vient juste de se déta-
cher (Fig. 37).
. . .1 . ..
_ 91_
16.... ' . .1 1 1 . - - - -....
d.~.ché.
clo.t;rlce
foll......
o 1cato...le.
•
d .
cotoyl_dan
Fig 37 _ Jeune Diant de Sesbania rostrata eff~uHJi; l'entre-
noeud N:1 (~) est celui dont la feuHle axillante vient
juste de se détacher; les entre-noeuds sont numérotés dans
,
le sens basi pète.
- 92 -
TABLEAU XXVI: INFLUENCE DE LA POSITION DE L'EXPLANT PAR
RAPPORT A L'APEX AU MOMENT DU PRELEVEMENT
SUR LES POSSIBILITES ORGANOGENES DE LA
TIGE DE S. ~o4t~dtd.
~ Pourcentage des bourgeons
adventifs formés (en %)
explants par lot
.
2ème entre-noeud
2 %
3ème entre-noeud
25 %
4ème entre-noeud
27 %
Sème entre-noeud
17 %
6ème entre-noeud
12 %
Hypocotyle
8 %
Les deux entre-noeuds sous-jacents à l'apex dont les
ébauches racinaires sont A peine constituées ne donnent
pas de bourgeons adventifs, ni de racines adventives
d'ailleurs. De même sur les entre-noeuds de la base dont
les ébauches racinaires sont très fortement différenciées
avec parfois même un début d'allongement il y a peu de bour-
geons adventifs formés. LA encore, il apparatt que les tis-
sus de la zone médiane, qui est précisément celle au niveau
de laquelle existent de très nombreux grains d'amidon, sont
plus aptes au bourgeonnement adventif (tableau XXVI) •
Par ailleurs, la culture ~n v~t~o de fragments de ti-
ges âgées de plus de trois mois n'aboutit pas dans les dé-
lais habituels (6 A 8 semaines) A la formation de bourgeons
adventifs.
Il semble donc exister chez les mamelons âgés une dif-
férenciation très avancée et définitive de l'ébauche dans
la voie racinaire.
.../ ...
- 93 -
Chez les mamelons matures par contre, il existerait
au niveau des cellules de l'ébauche racinaire une certaine
plasticité cellulaire qui permet une déviation des cellu-
les du méristème racinaire en méristème végétatif. Ce com-
portement est à rapprocher des observations faites sur la
fougère (Neph~olepi~ bi~~e~ata) par ESPAGNAC H. (1973),
qui qualifie alors de "champs morphogénétiques pluripoten-
tiels n les méristèmes interconvertibles dêcrits chez cette
plante.
4. EVOLUTION DES MAMELONS CAULINAIRES EN NODULES
Lorsque les êbauches racinaires d'une tige de Se~bania
~o~t~aza sont infectées par addition â l'eau du tube d'l ml d'un
inoculum renfermant = 109 cellules/ml, de la souche de Rhizobium
ORS 571 â croissance rapide qui induit la nodulation sur la tige
et sur les racines.
Nous observons dans les 48 heures un allongement de"
racines adventives en même temps que le développement des popu-
,
~:)
<
les caulinaires (Fig. 38).
Les nodules sont plus ou moins sphériques, avea par-
fois des protubérances sur les cOtés. Ils mesurent 3 à 4 mm de
diamètre et sont chlorophylliens. La racine adventive formée
occupe en général une position centrale.
Des coupes de tige réalisées à main levée au niveau
d'un
nodule font apparaltre (Fig. 39) :
- deux amas de méristèmes nodulaires plus ou moins développés
et entourés par du parenchyme chlorophyllien ;
- la racine adventive dont les vaisseaux conducteurs traversent
le nodule pour rejoindre la stèle de la tige. Des ramifica-
tions de ce cordon vasculaire principal se répartissent dans
le parenchyme cortical ;
- et, à la périphérie du nodule, le périderme.
.../ ...
- 94 -
Ces observations montrent que la nodulation des tiges
de S. JLo.6tJLata n'a de "caulinaire" que sa position aérienne, car
ce sont bien les tissus de la racine adventive qui abritent les
Rhizobium.
Nous ne pouvons pas actuellement apporter des réponses
quant aux modalités de la pénétration des Rhizobium dans l'eau.
Une telle étude fournirait probablement des précisions quant au
rôle écologique de ces racines et a l'effectivité de la nodula-
tion lorsque les tiges sont submergées.
Par ailleurs, nous constatons que les deux phénomènes:
croissance racinaire et nodulation peuvent être initiés en même
temps pour peu que soit mis en présence du mamelon caulinaire,
l'eau et le Rhizobium spécifique. La concomitance des deux phé-
nomènes dans l'eau, suggère qu'il existe une certaine similitude
dans leur mode de fonctionnement.
Dès lors, en nous réf~rant aux résultats précédents
faisant état de l'influence de la répartition différentielle des
réserves amylacées tout au long de la tige sur la croissance des
racines adventives, nous pouvons supposer que la formation des
nodules et probablement l'effectivité de la fixation d'azote
sont soumises aux mêmes régulations. Les nodules de la zone mé-
diane présenteraient dans ce cas un développement optimal.
Des expérimentations utilisant notamment des traceurs
radioactifs, pourraient permettre de préciser le rôle des diff6-
rents organes de la plante (bourgeons, feuilles et racines sémi-
nales) sur l'infectivité des sites préformés de la tige de S.
JLo~tJLata et probablement aussi sur l'efficacité de la fixation
d'azote par les diff~rents nodules tout au long de la tige •
.../ ...
- 95 -
5. CONSEQUENCES DES VARIATIONS DES EQUILIBRES CORRELATIFS
GENERAUX SU~ LE COMPORTEMENT DES EBAUCHES RACINAIRES DE L~
TIGE DE Se~bania ~o~t~ata.
Nous avons êtudié l'influence des variations des êqui-.
libres corrêlatifs de la plante au niveau des "effecteurs", qui
chez S. ~o~t~ata sont essentiellement les feuilles (les bour-
geons, en effet semblent intervenir davantage parce qu'ils sont
constitués d'ébauches foliaires) et des "récepteurs" : les entre-
noeuds portant les mamelons caulinaires.
5.1. Au niveau des "effecteurs"
Nous avons pu observer que l'ablation de l'épicotyle
sur les jeunes germinations conduit au débourrement des
bourgeons axillaires des cotylédons, l'un d'eux se dévelop-
pant plus rapidement en rameau axillaire (Fig. 40). Nous
constatons également que les mamelons caulinaires du 1er
entre-noeud axillaire formé, ne présentent pas un aligne-
ment rigoureux comme c'est le cas génêralement.
Nous avons pu observer aussi que sur les rameaux axil-
laires obtenus par bouturage d'entre-noeuds de S. ~o~t~ata,
les mamelons caulinaires ne semblent pas non plus, alignés
(Fig. 41). Ainsi la mise en place d'un rameau axillaire
dans des conditions "paranormales" rompt l'harmonie de la
rêgulation de la rhizogénêse adventive des tiges de S. ~o~
t~ata.
Il apparalt donc que les bourgeons inter-
viennent plus spécialement lors de la mise en place de ces
ébauches racinaires, l'influence des feuilles se faisant
plutôt sentir sur l'induction de l'entrêe en croissance de
ces ébauches.
.../ ...
~-_ _ r.m.au
axillaire
rameau ----.-.;:.--~
axillair.
". d2
.•
Fig.40 _ Représentation .~9hêm~tigue d'une ~sw!minat;o,!
dt s. rostrale ft deux semaines après l'ablation de ,'éQl-
cotyt!; 1C!~.'Tl.'m~_I()~~ caJ.~il.n~ires (..... ) prés,ent~nt au d@-
~
1
~
•
. . . . .
. '.
,
~
petrt une d,i8posi~i.9n....a,,~)pQlr.e fi) m~.~~L·,guejçÇ)nque.
è... "
.
. ' .
"
,
_._17 ..;
rameau
~
'. a.xiU•.ir~
bouture'------..
4------~cic.tric. foliair.
,
racine
Fig.41_Schéma moQ!ran.t la d.i!.2Q_!ltï.ç;~!!.. ....!.ee.!\\remrilent sans
. ordre des
~mierf! mamelons cauli.n.~lres1:!!!J.,..d~yO ra..
mpu 'axillaire formé lo,.s_ s!Y bOuturage d'..:," !ntre-noe~t~~
de
_
S.
_
e
. - . . . (081:(3
_ _ . - . - _ . . . . . .
t-.-l-:t.
.. . . .
•
- 98 -
Nous avons recherché quelles seraient l'influence des
variations saisonnières, de la floraison et de la sênéscen-
ce sur le comportement de ces ébauches racinaires.
Les variations saisonnières
Elles ne peuvent intervenir que dans la croissance des
racines adventives, la génèse de ces racines et l'infection
par les Rh~zob~um semblent quant à elles indépendantes des
saisons.
Le cas du Se~ban~a ~o~t~ata apparalt pour l'instant
unique, tous les autres exemples précédemment ~tudiés se
rapportant presque exclusivement à la formation de nova des
racines adventives. Nous avons pu observer que si le dévelop-
pement des racines adventives s'est touj~urs avéré très aisé
et rapide de Mai à Octobre, il en est tout autrement de No-
vembre à Avril, période qui correspond, dans les régions tro-
picales Nord ~ la Saison sèche. Dans la nature d'ailleurs, il
y a peu ou pas de Se~ban~a à cette période de l'année.
Comme elle a lieu ~n v~~o, la formation des bourgeons
adventifs est indépendante des saisons.
La floraison
En culture hydroponique, que ce soit pour les plantes
entières ou pour les boutures le prélèvement en période de
floraison n'empêche pas la croissance des racines adventi-
ves. Mais il est possible que des expértmentations plus fi-
nes, étalées depuis l'état préfloral jusqu'à l'anthèse, ap-
portent des réponses plus précises â ce sujet.
En ce qui concerne la culture "~n v~~o" nous n'avons
pas noté d'influence de l'état floral sur la formation des
bourgeons adventifs. Des manipulations plus précises surtout
des délais de culture plus longs (8 à 10 mois) pourraient
.../ ...
- 99 -
peut ~tre conduire comme chez le To~en~~ 6ou~n~e~~ (CHLYAH
H., 1973) A l'induction de bourgeons floraux sur les ex-
plants de tige de S. ~o~t~~t~ cultivés ~n v~t~o.
La sénescence
Se~b~n~a ~o~t~ata est une plante annuelle d'hivernage,
c'est-A-dire que son cycle végétatif fortement tributaire
de l'eau, est court Î il va de Juillet-AoQt A Novembre-Dé-
cembre, selon les années. Vers la fin du cycle, les ébauches
racinaires se déssèchent. Des boutures prélevées pendant la
phase de sénescence de la plante ne donnent pratiquement que
des racines néoformées à la base ou au niveau des sections.
5.2. Au niveau des "récepteurs"
Il est probable que les corrélations régulant la crois-
sance des racines adventives ne se font pas sentir de la mê-
me façon sur tous les entre-noeuds. Pour v~rifiar cette hy-
pothèse nous avons divisé une plante entière en autant de
boutures que d'entre-noeuds. La position de chaque entre-
noeud a été repérée tant sur la tige principale que sur les
rameaux.
L'expérience a durée 15 jours, nous avons ensuite, pro-
cédé au dénombrement des boutures enracinées et â l'évalua-
tion de l'enracinement (Fig. 42).
Ces observations montrent :
- qu'il existe sur la tige principale, une action activatri-
ce du développement des racines adventives. Cette action
se manifeste, tant sur la vitesse d'entrée en croissance
(les premières ébauches racinaires se développent A ce ni-
veau dès le 2ème jour de bouturage), que sur le nombre to-
tal de boutures enracinées (56 %). De plus, la ramifica-
tion de ces racines est importante ;
.../ ...
_100 _
Fig.42 _Difference d'aptitude au "bouturage des diverses pa"rties.
de la tige d'un jeune Sesban ia rostrata.
y
boutures
enracinées
tige'
569ti
principale
1ère
409ti
ramification
1
.
2ème
....
379ti
ramieation
..
"
Tableau XXVII _ Dénombrement des
valeur de l'enracinemen t'
.
ri"" bout. 30 9ti
mortes.
,
~'faible 13,496
.....•
i*
ee'me r.~
,
""~n :20".
,.,-tres
bon
36,6"
-L~~~
rOTAL :___........100 %
--.r
Tableau xxvur .. tiila.nd. et résultats: 'it .
..7.0n. m~édjan, est plus ·apte au bouturage.
- 101 -
- sur la tige principale comme sur les -rameaux, les boutures
apicales et basales sont mortes avant que les ébauches ra-
cinaires ne se soient développées. Les premières parce que
leurs ébauches racina ires sont à peine formées, les autres
parce qu'elles sont déss~chées ;
- la partie du plant, qui montre un enracinement optimal est
la zone médiane. Ceci rappelle les observations précéden-
tes concernant le développement des racines adventives des
zones l, II, III et VI sur la plante entière.
La combinaison des facteurs qui interviennent au niveau
de chaque entre-noeud, conditionne les aptitudes au dévelop-
pementdes ébauches racinaires à chaque niveau (MARTIN B. et
QUILLET G., 1974 - ASSAF R., 1966).
Les principaux facteurs sont comme l'a montré FAVRE M.
(977)
: l'âge du végétal, ilIa juvénilite" des rameaux, la
nature morphologique et la position des rameaux et enfin les
variations intra-raméales.
Dans le cas du Se~bdn~d ~D~t~dtd interviennent essen-
tiellement l'age du végétal et les variations intra-raméales.
Comme nous l'avons montré précédemment, les racines
adventives des tiges de plantes jeunes (4 à 6 semaines)
réagissent beaucoup mi~ux, que ce soit pour l'entrée en
croissance, ou, pour la transformation en bourgeons adven-
tifs. La possibilit~ de donner des racines néoformées ré-
gresse, elle aussi avec l'âge de la plante. Cette observa-
tion a d'ailleurs été décrite chez plusieurs dizaines
d'espèces d'angiospermes et de gymnospermes (FAVRE J.M.,
1977).
·../ ...
- 102 -
5.2.2. Les variations intra-ramêales
-----------------------------
Nous avons déjà remarquê
que sur les plantes entières
de Sehbania ~oht~4ta les racines adventives de la portion
médiane présentent une plus qrande propension à entrer en
croissance au contact de l'eau. Ce qradient au niveau de
l'aptitude à entrer en croissance, s'explique d'une part,
par une répartition particuliêre des réserves qlucidiques,
d'àutre part, par les variations du fonctionnement histolo-
qique et des propriétés physiolo9iques a l'intérieur de la
tiqe.
.../ ...
DISCUSSION
ET
CONCLUSION
- 103 -
v - DISCUSSION ET CONCLUSION
----------------------------
Au cours de ce travail nous avons pu mettre en éviden~
ce quelques aspects des corrélations morphogénétiques existant
entre les 9rganes, les tissus caulinaires et les ébauches raci-
naires latentes sur la tige de Se~bania ~o~~~ata.
Ces ébauches racinaires sont originales pour plusieurs
raisons.
D'abord, elles sont préformées et disposées régu·n
liêrement sur des génératrices verticales de la tige.
--- Ensuite, arrivées A leur maturité, elle sont pro-
hêminentes et percent l'épiderme de la tige, contrairement à ce
qui existe chez les autres plantes à racines préformées décrites
à ce jour (FAVRE J.H., 1977), elles ne sont pas "latentes au
sein des tissus qui leur ont donné naissance".
--- De plus chez Se~bania ~o~t~a~a, les ébauches raci-
naires sont à un stade avancé de différenciation et comprennent
un méristème racinaire, un cortex, un cordon vasculaire et une
coiffe. Les racines préformées, citées précédemment, de même que
les ébauches racinaires situées à l'aisselle des feuilles de
Cresson, sont réduites A de simples massifs méristêmatiques à
peine différenciés.
--- Enfin, cet état de latence à un stade si avancé de
la différenciation, n'a, à notre connaissance, jamais été décrit
encore.
... / ...
_104_
Nos résultats ont montré que les mamelons caulinai-
res ou plus précisément les ébauches racina ires qui les cons-
tituent peuvent conna1tre trois destinées selon les conditions
de milieu.
'a.\\O---R.cine
adventive
.
In vitro
~--baurgeon
....------~
.,
adventif
....,.....--nDdule
flx.tl.ur d' Na ,
1°/ En présence d'eau, elles se développent en racines adven-
tives typiques plus ou moins ramifiées. Leur longueur est
variable et dépend de leur position le long de la tige,
de l'intensité lumineuse reçue par la plante et de l'acti-
vité photosynthétique qui en résulte. Ce phénomène peut se
produire sur les plantes dans la nature, le volume raci-
naire ainsi crée en permettant a la plante de prospecter
une rhizosphère plus grande va améliorer la nutrition mi-
nérale de la plante. Ceci aura probablement pour.conséquen-
ce une meilleure croissance générale qui évitera A la plan-
te une submersion complète et fatale, car le Se~b~ni~ ~o~
~~ta est seulement subaquatique ou halophyte.
.../ ...
- 105 -
Par ailleurs, la croissance de ces racines adventives sur
les boutures mononodales permet une multiplication végéta-
tive rapide et en grand nombre puisqu'une plante peut don~
ner presqu'autant de boutures qu'elle contient d'entre-
noeuds.
Le marcottage ne s'est pas avéré efficace, car les feuilles
situées dans l'eau jaunissent et les racines de ces entre-
noeuds effeuillés après transfert en pot meurent
avant que
les bourgeons axillaires n'aient donné de nouvelles feuil-
les.
2°/ En culture in vit4o, sans addition de régulateurs de crois-
sance, les explants de tige de S. 406t4~t~ peuvent former
des bourgeons adventifs. Cette observation ouvre la voie à
des études histochirniques qui permettront de préciser les
phénomènes de différenciation cellulaire, comme l'étude des
modifications cytochimiques donc métaboliques inhérentes à
ce bourgeonnement adventif. L'étude des facteurs exogènes
et endogènes qui facilitent ou inhibent la formation des
bourgeons adventifs apporterait probablement des réponses
au problème complexe de la régulation morphogênêtique de la
plante.
Par ailleurs, les fragments de tige de S. 406t4~t~ peuvent
constituer également un matériel idéal pour tenter d'éluci-
der le phénomène de rajeunissement souvent observé dans les
structures des tissus cultivés in vitAo.
3°/ En présence du Rhizobium spécifique dans l'eau ou en situa-
tion aérienne, les mamelons caulinaires peuvent se trans-
former en nodules fixateurs d'azote. Il reste encore à pré-
ciser si le mode d'infection par le Rhizobium spécifique
dans l'eau est le même que celui décrit lors de la nodula-
tion à l'air libre par TSIEN H.C. et ~l., (1983)
DUHOUX
E.
(1984) et OLSON J.E. et ROLFE B.G.
(1985).
.../ ...
- 106 -
L'essentiel des résultats auxquels nous sommes parve-
nus porte sur les mécanismes régissant la génèse et la crois-
sance des ébauches racinaires latentes sur la tige de Se~ban~a
~o~t~ata, et sur la néoformation de bourgeons adventifs sur les
fraçments de tige sans bourgeons axillaires cultivés ~n v~t~o.
LES MOVALIïES VE L'ENTREE EN CROISSANCE VES EBAUCHES RACINAIRES
VE LA TIGE VE Se~ban~a ~o~t~ata.
Les ébauches racinaires de la tige de S. ~o~t~ata peu-
vent se développer sur la plante entière en dehors de tout bou-
turage ou traumatisme de la tige. Cette entrée en croissance a~~
paraît donc peu dépendante des bourgeons et des racines sémina-
les.
La possibilité d'enracinement de fragments d'~uds
êbourgeonnês,
si
e~le
existe chez certaines espèces des genres
Poputu~, R~be~ et T~ade~cant~a, où les ébauches racinaires pré-
formées et latentes au sein des tiges peuvent entrer en crois-
sance malgré l'absence du bourgeon axillaire (FAVRE J.H., 1977),
reste quand même assez rare.
Chez S. ~o~t~ata, sur des boutures mononodales ébour-
geonnées placées dans de lV eau , l'état de latence des ébauches
racinaires est levé, mais la croissance ultérieure est fortement
compromise.
Les racines séminales ne semblent pas exercer une in-
hibition sur la croissance des racines adventives de la tige de
S. ~o~t~ata, comme c'est généralement le cas. Selon MAC CALLUM
W.B.
(1905) la production de nouvelles racines ne peut être obte-
.../ ...
- 107 -
nue qu'au sein d'organes totalement ou partiellement soustraits
à l'influence des racines en place. Il existerait donc, chez la
plupart des plantes un autocontrôle de la rhizogénèse reposant
sur des processus de rétroaction négative (FAVRE J.M., 1977).
Chez s. ~o~t4ata, au contraire, les racines ~dventives font
partie intégrante de l'appareil végétatif et peuvent se déve-
lopper sur la plante entière. Ce ph~nomène traduit probablement
un rôle écologique non encore déterminé que nous envisageons de
préciser très prochainement; en nous intéressant plus spéciale-
ment, au rôle de ces racines dans l'absorption minérale de la
plante.
Comme chez de nombreuses espèces bouturées dont le
Houx, le Cacaoyer, des plantes du genre C~t4u~ (FAVRE J.M.,
1977), la présence de la feuille à côté du bourgeon est obliga-
toire pour induire l'entrée en croissance des ébauches racinai-
res latentes.
Le contrôle de lVentrée en croissance des ébauches
racinaires de S. 4o~t~ata semble venir exclusivement des feuil-
les, encore faut-il que ces feuilles soient suffisamment déve-
loppées, vertes et en activité. Cela explique alors que les
bourgeons latents constitués d'ébauches foliaires n'intervien-
nent pas de façon nette dans l'induction de l'entrée en crois-
sance des racines adventives.
Ce contrôle doit se faire, selon les résultats que
nous avons pu rassembler, par des substances métaboliques,
notamment les glucides, dont la répartition dans la tige est
assez caractéristique. D'autres substances provenant des feuil-
les doivent également intervenir ; des régulateurs de crois-
sance et des substances organiques oligodynamiques permettant
d'abord l'édification de l'ébauche et la surréction au travers
des tissus (HEMBERG T., 1953 - HESS C., 1964 et GILL O.S.,
1982).
.../ ...
- 108 -
Ces résultats confirment les observations déjà rappor-
t~es selon lesquelles l'initiation des racines et leur croissan-
ce est favorisée par une association adéquate antre les auxines
libérées par les bourgeons et les substances nutritives en pro-
venance des feuilles (AVERY et at., 1969 - GILL O.S., 1982).
L'effet activateur de la lumière vient probablement du
fait qu'elle augmente la quantité de photosynthétats pouvant être
accumulés dans la feuille, puis transportés par la sève élabor~e
et mis à la disposition des ébauches racinaires.
Les observations que nous avons pu faire sur les moda-
lités de l'entrée en croissance des ébauches racinaires latentes
de la tige de Se~ban~a ~o~t~ata, constituent une illustration
originale de la nature fondamentalement composite des corréla-
tions morphogênétiques dans la plante.
La figure 43 suivante donne une interprétation schéma-
tique des corrélations régissant la croissance des racines adven-
tives préformées de la tige de S. ~o~t~ata.
Cette interprétation tout en soulignant l'originalité
du cas Se~ban~a 4o~t~ata, entre dans le cadre général des intê-
ractions tige-racines adventives décrites chez diverses espèces
fruitières du qenre : p~u~, P~~ea et Act~n~d~a (ASSAF R., 1966)
et chez Na~tu~t~um o66~c~nate (BALLADE P., 1970).
Il reste cependant à préciser les concentrations endo-
gènes des substances intervenant dans ces systèmes corrélatifs
et les mêcanismes d'action.
... / ...
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Fig.43 _ Interprétation gral2h!gue des corrélatlQD§, mises en
~§nce chez S. rostrata ;la·.20ne11 bénéficie de conditions
optimales pour .une bonne croissance des racines· adventives.
- 110 -
NEOfORMATION DE BOURGEONS ADVENTIFS CHEZ Se~bania ~o~t~ata.
La formation de bourgeons adventifs se fait spontané-
ment à partir de l'écorce des tiges d'un grand nombre d'arbres
des régions tropicales comme des régions tempérées (FINK S.,
1983).
Les anciens travaux ont décrit ce bourgeonnement adven·-
tif comme induit par les blessures au niveau des tiges.
Par la suite, avec l'avènement des techniques de cultu-
re in vi~o il a été démontré que la néoformation de bourgeons
adventifs peut se produire à partir de. divers organes par l'ad-
jonction au milieu de culture de régulateurs de croissance : cy··
tokinines et/ou auxines. Un grand nombre d'exemples peuvent ainsi
être relevés : Ta~a~eaeum et Cieho~ium (WARMKE H.E. et WARMKE G.
L., 1950), de nombreux arbres forestiers
(HAISSIG BoE., 1965-19'70),
To~enia 6ou~nie~i (CHLYAH H. et TRAN TRANH VAN Mo, 1971 - CHLYAR
H., 1973 et 1974 - KAMAOA Ho et HARADA H., 1979 - TANIMOTO S. et
HARADA H., 1984) et des espèces herbacées (THORPE T.A., 1980).
Cependant les travaux faisant état de la formation de
bourgeons adventifs sur des explants cultivés avec des milieux
nutritifs exempts de régulateurs de croissance sont plus rares ~
chez le Tabac (SKOOG F. et TSUI C., 1948), chez Ve~ba~eum thap~u~
et Aillanthu~ alti~~ima (CARUSO J.L., 1971 et 1974) et chez cer-
taines espèces de peupliers : Populu~ nig~a, P. deltoide~,
P.
taeamahaea, P. t~iehoea~pa,
P. alba, P. wil~onii et l'hyb~ide de
peuplie~ TT32 (P. t~iehoea~pa X P. taeamahaea)
(DOUGLAS G.C.,
1984). Chez S. ~o~~ata aussi, des bourgeons adventifs se forment
sur des fragments d'entre-noeuds cultivés in vit~o, sur un milieu
nutritif sans régulateurs de croissance.
·../ ...
-
I I I -
Cette observation suggère que la balance cytokinine/
auxine endogène, est telle qu'elle peut induire une caulogênèse
adventive ~n v~t~o. Il est probable que doivent intervenir éga-
lement en synergie des facteurs nutritionnels, tel l'amidon,
dêjâ pressenti
dans ce rôle chez le tabac (N~cot~4na tabacum L.
var W 38) par différents auteurs dont MALCOLM R.R. et al.
(1973)
et PATEL R.R. et THORPE T.A.
(1984).
L'originalité la plus frappante du S. ~o~tAata rêside
dans le fait que des bourgeons néoformés apparaissent à l'e~pla
cement exact des mamelons caulinaires. Cela suppose donc que le
mêris~ême racinaire qui était latent au centre du dOme épidermi-
que peut voir sa destinée déviée dans le sens d'une caulogênèse.
S'il existe, lors du bourgeonnement adventif des frag-
ments de tige de S. ~o~~ata, des cas de néoformation latérale
de méristèmes caulinaires â la suite de dédifférenciation des
tissus racinaires, comme l'entend MARGARA J.
(1984), il Y a éga-
lement des cas de transformation profonde du méristème racinaire.
Trois raisons viennent en appui de cette idée :
- nous assistons, en premier lieu â une désorganisation de l'apex
de l'ébauche racinaire ;
- ensuite, dans les nouvelles cellules parenchymateuses ainsi mi-
ses en place, ont lieu des recloisonnements orientés qui don-
nent des cellules méristématiques typiques (petites tailles,
noyaux volumineux et peu de cytoplasme) J
- et enfin, contrairement à ce qui peut se produire chez Na~~u~
t~um o66~c~nale, il ne s'est jamais formé de racines à côté de
ces bourgeons adventifs.
.../ ...
- 112 -
Cette "interconvertibilité" du méristème racinaire
admise chez certains Cryptogames vasculaires comme les Sélaginel-
les est controversée chez les végétaux supérieurs, notamment les
Angiospermes. Ces' dernières auraient acquis secondairement le ca-
ractère "manque de plasticité du méristème" (MARGARA J., 1984).
Chez Se~banla ~o~~4a~a la plasticité des cell~les du
méristème se manifeste de manière assez nette sans manipulation
chirurgicale. La formation de structures différentes de celles
attendues normalement est liée ici uniquement aux variations des
facteurs de milieux.
Ces deux particularités à savoir bourgeonnementadven·"
tif sans régulateurs de croissance et déviation de la destinée
d'un méristème racinaire, montrent de façon très claire que les
corrélations morphogénétiques chez S. ~o~~4a~d sont exceptionnel--
les. En effet, si on admet avec CHAMPAGNAT P. e~ al.
(1969)
qu'une "morphologie caractéristique représente ur-e somme d'influ-
ence diverses" : la présence des mamelons caulinaires sur la tige
de s. 40~~4d~a résulte d'un équilibre morphogénêtique original.
Il est apparu, par ailleurs que la croissance des raci~
nes adventives ou la néoformation de bourgeons adventifs peut être
facilitée par l'addition aux milieux de saccharose ou de régula--
taurs de croissance.
De nombreux auteurs ont déjà étudié l'action des gluci-
des, plus précisément du saccharose sur l'initiation de méristèmes
radicaux: STREET H.E. et Mc GREGOR S.M.,
(1962) - SCADENG D.W.F.
et MAC LEOD R.D.,
(1976) - MAC LEOD R.D. et THOMPSON A.,
(1981) -
HYNDMAN S.E. ~~ al., (1982).
.../ ...
- 113 -
Plus rares cependant, sont les résultats décrivant
l'action du saccharose sur la croissance des racines adventives
(MURASHIGE T. et SKOOG Fo, 1962).
En ce qui concerne l'action du saccharose sur le bour-
geonnement adventif, à notre connaissance les résultats déjà pu-
bliês sont également rares. Nous disposons seulement de quelques
résultats concernant l'action du glucose. En effet, CHLYAH H.
(1973) a montré que les apports de glucose soit seul, soit asso-
cié à la BA· ou à l'ANA permettent d'obtenir, à volonté, à partir
de fragments de feuille et de tige de To~en~a 6ou~n~~~ cultivés
~n v~tAo, la formation de nova de méristèmes :
- soit de type radiculaire,
- soit de type caulinaire végétatif sans formation ultérieure de
fleurs,
- soit de type caulinaire végétatif avec passage tardif ou préco-
ce au type caulinaire floral.
Par contre, BACKOULA E. et al.
(1985) ont souligné
l'influence inhibitrice qu'exercent les glucides, notamment le
glucose, du milieu de culture sur le bourgeonnement des fragments
de racines de Chicorée Witloof (C~cho~~um ~ntybu~ L) cultivés ~n
v~~o. ils ont même précisé que ce glucose agirait surtout très
efficacement, immédiatement après l'émergence des bourgeons, en
s'opposant à la croissance des feuilles.
Nos résultats en ce qui concerne l'influence des régu-
lateurs de croissance sur le bourgeonnement adventif des explants
de tige de S. ~o~t~ata montrent que l'ANA, la BAP et la kin~tine
peuvent induire, outre la formation de cals, la néoformation de
bourgeons ou de racines adventifs, à la seule condition que la
taille de l'expIant soit bien réduite (= 5 mm X 3 mm et un seul
mamelon caulinaire).
.../ ...
• BA = BAP.
- 114 -
Cette observation est en accord avec les résultats déjà
connus. Selon THORPE T.A.
(1980) l'un des facteurs les plus impor-
tants dans la formation d'organes adventifs en culture ~n v~t~a,
reste la balance interne auxine/cytokinine. Les substances exogè-
nes ajoutées au milieu de culture ne peuvent être efficaces que si
cette balance interne est supprimée (réduction de la taille de
l'expIant) •
Divers auteurs dont TANIMOTO H. et HARADA H.
(1979) sur
To~en~a 6ou~n~e~~ et DOUGLAS G.C. (1984) sur différentes espèces
de peupliers ont montré que la formation d'organes adventifs ~n
v~~o est fonction de la taille de l'expIant. Selon ces auteurs,
plus les explants sont grands et plus grande sera leur capacit~
de synthèse et de stockage de substances de croissance pouvant
interfêrer avec les apports exogènes. Par ailleurs, STEWARD F.C.
~ al.
(1967) ont soulignê que les régulateurs demandent & être
appliqués non seulement ~ la concentration optimale, mais aussi
dans un certain ordre et dans des conditions de cultures adêquates.
Les conditions optimales de l'utilisation de ces régula-
teurs ont été définies (entre 0,1 mg/l et 0,5 mg/l), nous devrons
maintenant préciser la chronologie des séquences d'apport sur les
différents explants de S. ~o~~ata selon leur position sur la tige •
.../ ...
- 115 -
CONCLUSION
Chez Se~ban~a 4o~t4ata, des ébauches de racines adven-
tives se forment naturellement tout le long de la tige et des
rameaux latéraux, elles restent latentes au sein des mamelons
caulinaires caractéristiques de l'espèce.
L'eau et la lumière d'une part, les feuilles d'autre
part, constituent les principaux facteurs de la levée de la la-
tence de ces ébauches racinaires. En présence d'eau, ces ébau-
ches se développent en racines adventives typiques dont la lon-
gueur varie tout le long de la tige. Cette variation dans la
croissance est en rapport direct avec la répartition différen-
tielle des réserves amylacées dans les tissus de la tige.
Les produits de photosynthèse paraissent ainsi, très
étroitement impliqués dans les processus métaboliques qui con-
trôlent la croissance des racines adventives de la tige de S.
4o~t4at4.
Ces racines adventives du S. 4o~t4at4 constituent un
matériel de choix pour étudier les phénomènes de croissance ra-
cinaire et les dissocier des phénomènes de rhizogénèse si sou-
vent mêlés chez les autres plantes.
Notre contribution dans la mise en êvidence de certains
aspects des corrélations morphogénétiques existant dans la plante,
pourrait permettre ultérieurement de mieux cerner les facteurs
externes de croissance ou au contraire d'isoler les facteurs endo-
gênes.
La culture ~n v~t4o d'explants de tige de S. 4o~t4ata
a conduit a la formation de bourgeons adventifs, mais aussi à la
transformation des méristèmes de racines présents dans les mame-
lons caulinaires, en bourgeons adventifs.
·../ ...
- 116 -
La formation de ces bourgeons adventifs qui est, là
aussi, fonction de la position de l'expIant par rapport à l'apex
de la tige, est sensible à l'influence du saccharose, de la BAP
et de l~ kinétine.
Par ailleurs la miniaturisation (5 mm X 3 mm) de l'ex-
pIant de tige que nous avons mise au point, chez S. ~o~t~ata,
pourrait constituer un outilprivilégiê pour des études appro-
fondies concernant l'organogênèse et la différenciation cellu-
laire. Cet expIant possède, en effet, l'avantage de possêder une
zone rêceptive : le mamelon caulinaire, visible a l'oeil nu et
sensible ~ différents facteurs physiologiques externes ou inter-
nes. De plus, l'organe (l'ébauche racinaire) situé dans ce récep-
teur montre une très grande plasticité de réponse et constitue,
de ce fait, une structure biologique intermédiaire entre la plan-
te entière et la cellule isolée 1 il laisse donc ouvert un impor-
tant champ d'études expérimentales.
Se~ban~a ~o~t~ata, possède donc, en plus des intérêts
agronomiques importants qu'on lui connait dans la fixation sym-
biotique d'azote atmosphérique, des qualités biologiques qui
pourraient en faire un êtonnant outil de recherches fondamenta-
les.
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Rev. Biol., 47 : 376-383.
- 130 -
TABLE DES MATIËRES
Pages
1 - 1NTRODUCT 1ON .•.•.•
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Il - HISTORIQUE .•••.••••• oo.o..................
3
1. LA PLANTE......
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2. LA RHIZOGENESE ADVENTIVE CHEZ Se~bania
Jto oh tJtata. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
3. LE BOURGEONNEMENT ADVENTIF DE LA TIGE
DE S. JtoohtJtata ... o.. o..................
9
III - MATERIEL ET METHODES •••..•••••••• •• •• •••·•
13
l~ LE MATERIEL VEGETAL....................
13
1.1. Les germinations.....................
13
1.2. Les plantes . . . . . o....................
14
2. LES METHODES EXPERIMENTALES ••••••••••••
15
2.1. Les ~echniques de culture hydroponi-
~
15
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2.1.1. Les plantes entières •••••••••••••••
15
2.1.2. Les boutures mononodales •••••••••••
17
2.2. Les techniques de culture in vit~o ..•
17
2.2.1. Réalisation des cultures d'explants
de tige . . . . .
17
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2.2.1.1. Les explants.....................
18
2.2.1.2. La désinfection..................
18
2.2.1.3. La mise en culture...............
19
2.2.2. Composition des milieux de culture.
20
•
0'
•
/
• • •
- 131 -
Pages
2.3. Les techniques histologiques........
25
2.3.1. La microscopie photonique.........
25
2.3.1.1. La fixation.....................
25
2.3.1.2. La déshydratation...............
27
2.3.1.3. L'inclusiona....................
28
a - Préparation a l'inclusion...
28
b - Imprégnation au paraplast...
29
c - Inclusion proprement dite...
29
2.3.1.4. Les préparations microscopiques.
30
2.3.1.5. Les méthodes de coloration......
30
2.3.1.5.1. L'extraction du paraplast
30
2.3.1.5.2. Les colorations histologiques.
31
a - Coloration au carmino-vert de
MIRANDE ou carmin aluné-vert
dl iode . . .
31
0
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•
•
b - Coloration topographique a
l'hématoxyline de REGAUD.....
32
c - Coloration au safranine~vert-
lumiêre......................
33
2.3.1.5.3. Les colorations cytochimiques..
35
a - Coloration au P.A.S.
(Periodic
acid Schiff) selon le procédé
de Mc MANUS..................
35
b - Coloration au lugol..........
35
2.3.2. La microscopie électronique........
36
2.4. Les techniques de microbiologie......
36
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- 132 -
Pages
IV - RËSULTATS············.· ... · . . . . . . . . . . . . . . . .
37
1. LES MAMELONS CAULINAIRES................
37
1.1. Localisation des mamelons caulinaires.
37
1.2. Morphologie et structure des mamelons
caullnalres. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
39
1.2.1. Morphologie.........................
39
1.2.2. Structure...........................
39
1.2.2.1. La nature racinaire...............
39
1.2.2.2. Les liens vasculaires mamelon cau-
linaire-tige
40
Q
0
Q
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0
1.3. La mise en place des mamelons caulinai-
res
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1.4. Les réserves amylacées ••••••••••••••••
43
2. EVOLUTION DES MAMELONS CAULINAIRES EN
RACINES ADVENTIVES......................
48
2.1. La croissance des racines adventives
sur la plante entière.................
48
2.1.1. Influence de deux facteurs exogènes:
l'eau et la lumière.................
48
2.1.1.1. Action de l·eau...................
48
2.1.1.2. Action de la lumière..............
50
2.1.2. Influence des facteurs endogènes:
contrOles corrélatifs par les prin-
cipaux organes de la plante.........
S4
2.1.2.1. Les racines séminales.............
54
2.1.2.2. L'apex de la tige.................
SS
2.1.2.3. Les feuilles......................
S6
- 133 -
Pages
2.2. La croissance des racines adventives
sur des fragments de tige isolés de
la plante ...
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2.2.1. Influence de quelques facteurs exo-
gênes •••••• o.o ••••••••••••••••••••••
57
2.2.1.1. Sur des boutures mononodales en
culture hydroponique..............
57
2.2.1.1.1. Influence de la lumière.........
57
2.2.1.1.2. Influence d'une auxine: l'Acide
a-naphtalène acétique CA.N.A.)..
63
2.2.1.2. ~ur ~es explants de tige cultivés
~n v ~.t:Jt 0 ••
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2.2.1.2.1. Action de la réduction des sels
minéraux dans le milieu de cul-
ture ....
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2.2.1.2.2. Action de l'Acide naphtalène
acétique CA.N.A.} •.•••••••••••••
69
2.2.2. Influence de quelques facteurs endo-
gênes ••••••. o •• o.o ••••••••••••••••••
70
2.2.2.1. Sur des boutures mononodales en
culture hydroponique..............
70
2.2.2.1.1. Influence du bourgeon axillaire.
70
2.2.2.1.2. Influence de la feuille axil-
lante .. ~ ...
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2.2.2.2. ~ur ~es fragments de tige cultivês
~n v ~tJto ••
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3. EVOLUTION DES MAMELONS CAULINAIRES EN
BOURGEONS ADVENTIFS.....................
74
3.1. La transformation de certaines ébau-
ches racinaires de la tige de Se~6ania
~o~i~ata en bourgeons adventifs.......
75
3.2.
81
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- 134 -
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3.3. Influence de quelques facteurs exo-
gênes (des r~gulateurs de croissan-
ce et le saccharose) •••••••••••••••••
83
3.3.1. Influence des régulateurs de crois-
sance ••.•.•
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3.3.1.1. Action de la kinêtine............
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3.3.1.2. Action de la 6-Benzylami~opurine
(BAP) ••••
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• •
_,
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3.3.1.3. Action de l'acide gibbêrellique :
GA) ••••••
~
:~ '~:~.
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. .
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,1
3 .3.2. Action du saccharose •.•••.••• !~:o, ~ •.
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90
4. EVOLUTION DES MAMELONS CAULINAIRES EN
NODULES •••.•••••
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5. CONSEQUENCES DES VARIATIONS DES EQUILI-
BRES CORRELATIFS GENERAUX SUR LE COM-
PORTEMENT DES EBAUCHES RACINAIRES DE LA
TIGE DE Se~ban~a ~o~t~ata..............
95
5.1. Au niveau des "effecteurs"...........
95
5.2. Au niveau des "rêcepteurs"...........
99
5.2.1. L1âge du végétal...................
101
5.2.2. Les variations intra-ramêales......
102
v - DISCUSSION ET CONCLUSION..................
103
- Les modalitês de l'entrée en croissance
des ébauches racinaires de la tige de
Se~bania ~o~t~ata.......................
106
- Néoformation de bourgeons adventifs chez
Se~bania ~o~t~ata.o.....................
110
- Conclusion
115
a o o O O O G
• • • • • • • • • • • • • • • • •
BIBLIOGRAPHIE .•.••. oooo...................
117
TABLE DES MATIËRESo ..• o...................
130