INTRODUCTION
La technique de culture tissulaire a été populaire dans l'espace commercial pour la multiplication à grande échelle de plantes de variétés supérieures d'élite. Le succès de l'obtention de plantes de culture tissulaire avec une productivité et un rendement élevés dépend de plusieurs facteurs, notamment physiques, physiologique, et les facteurs environnementaux.
L'initiation de la culture dépend du génotype de la source d'explant, âge de l'explantation, et le type d'explant et la source d'explant. De la même manière, le microenvironnement in vitro des plantes cultivées affecte la qualité de leur croissance et de leur développement.
Cet article couvre tout sur le rôle des facteurs environnementaux dans la décision du développement in vitro des plantes.
Facteurs affectant la propagation in vitro
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Léger
La longueur d'onde, densité de flux, et la photopériode sont les trois caractéristiques de la lumière qui influencent le développement des plantes en culture tissulaire. Ils ont principalement un impact sur les caractéristiques de croissance comme l'allongement de la tige, taille des feuilles, et l'anatomie végétale des plantes cultivées.
La lumière fluorescente blanche est la principale source de lumière pour la micropropagation. Leur spectre de longueurs d'onde se situe entre 400 et 700 nm, ce qui correspond aux exigences des cultures in vitro.
Outre les lampes fluorescentes blanches, des diodes électroluminescentes (LED) à une seule longueur d'onde, a été la meilleure alternative parmi les culturistes.
Certains scientifiques ont observé qu'un mélange de LED bleues (450-480 nm) et rouges (640-660 nm) favorise une meilleure croissance des plantes que la lumière fluorescente. Mais, le rapport de ces lumières dépend de l'espèce et du cultivar des plantes. Par exemple, le cultivar de fraise 'Akihime' préfère une combinaison de 30% de bleu + 70% de rouge pour sa croissance saine.
Les scientifiques ont observé qu'une intensité lumineuse accrue avec l'enrichissement en CO2 de l'environnement de culture favorise l'accumulation de composés photosynthétiques et stimule la croissance photoautotrophe des tissus chlorophylliens.
L'intensité lumineuse accrue influence un changement positif dans la morphologie des tissus végétaux, y compris l'augmentation de l'épaisseur des feuilles, palissade plus grande, parenchyme spongieux, et des stomates fonctionnels, rendement en biomasse, et les enzymes impliquées dans la production de métabolites secondaires.
La qualité de la lumière est un autre facteur qui affecte la croissance, caractéristiques physio-morphologiques, et la production de métabolites secondaires dans les tissus végétaux in vitro. Et, dans certaines plantes, il a également un rôle dans l'embryogenèse. Par exemple dans Cydonia oblonga , rouge lointain, ou une exposition rouge-rouge lointain, la lumière rouge multiplie par quatre les embryons somatiques, par rapport à l'obscurité.
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Humidité relative
L'humidité relative typique à l'intérieur d'un récipient de culture hermétiquement fermé varie de 95 % à 100 %, ce qui joue un rôle essentiel dans la germination des embryons somatiques in vitro. Mais, en raison de l'humidité relative élevée à l'intérieur de la cuve de culture, les planètes forment des couches de cire épicuticulaire peu développées et des stomates défectueux.
Ces anomalies conduisent à la mort de la plante en raison d'une perte d'eau excessive lorsqu'elle est transférée lorsqu'elle est exposée à l'humidité ambiante ex vitro.
L'humidité relative des plantes cultivées peut être contrôlée par :
- Humidité relative modérément réduite (75%-85%).
- Ouverture des bacs de culture quelques jours avant acclimatation.
- L'utilisation de fermetures spéciales facilite la perte d'eau ou le refroidissement des fonds de récipients, augmentant la condensation de la vapeur d'eau à la surface du gel.
Il peut améliorer la croissance des plantes, dépôt de cire épicuticulaire, fonction stomatique, et réduit l'hyperhydricité, et par conséquent, améliore la survie ex vitro et la résistance à la dessiccation.
Mais, pour les tissus non hyperhydriques, une humidité relative réduite peut entraîner une photosynthèse nette légèrement réduite, provoquant une surface foliaire plus petite, ouverture stomatique réduite conduisant à une diffusion mésophylle réduite du CO2 intercellulaire, et une diminution du rendement quantique et de l'efficacité.
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Échange de gaz
Le bon échange gazeux entre les plantes cultivées est essentiel pour éviter l'accumulation d'éthylène, humidité élevée, et l'épuisement du CO2 qui affecte négativement les plantes cultivées.
Les plantes in vitro sont cultivées dans un récipient de culture fermé. Et pour permettre les échanges gazeux entre la plante et l'environnement, soit les joints sont desserrés, soit un passage est prévu dans le bouchon de la cuve de culture.
Lorsque vous utilisez un récipient bien fermé, les échanges gazeux sont réduits, ce qui affecte négativement la croissance et le développement normaux des plantes pendant la culture in vitro. Tandis que, l'utilisation de fermetures avec filtres ou récipients ventilés, qui permettent les échanges gazeux, augmente la capacité photosynthétique, le taux de multiplication, et la survie des plantes après transfert dans des conditions ex vitro.
Une augmentation de la concentration en CO2 à l'intérieur de la cuve de culture favorise la photosynthèse et la croissance autotrophe, accompagnée d'une intensité lumineuse élevée. Une plage normale de concentration de CO2 dans les plantes en culture tissulaire se situe entre 0,1 et 0,3 %.
Les échanges gazeux peuvent être augmentés soit en augmentant la ventilation passive dans les conteneurs de culture, soit en intégrant un système de ventilation forcée.
La ventilation forcée est devenue un outil essentiel pour maintenir des échanges gazeux efficaces pour une croissance photoautotrophe dans de grands conteneurs de culture, comme les bioréacteurs.
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Température
La température est l'un des principaux facteurs influençant les processus physiologiques des plantes, y compris la respiration et la photosynthèse. La température de culture la plus couramment préférée se situe entre 20 et 27 . Mais, elle varie également selon le génotype des plantes.
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