UNIVERSITE IBN ZOHR Faculté des Sciences Département de Biologie Agadir Laboratoire de Biologie Végétale SV2 TRAVAUX DIRIGES DE BIOLOGIE VEGETALE Multiplication végétative chez les Cormophytes Zhour IBANNAIN 1
MULTIPLICATION VEGETATIVE CHEZ LES CORMOPHYTES La multiplication végétative est une forme de reproduction dans laquelle une partie de l appareil végétatif (la partie non reproductrice de la plante), racine, tige ou feuille, est susceptible de redonner naissance à une plante entière. Comme la multiplication végétative ne fait intervenir aucun phénomène sexuel, la plante obtenue est génétiquement identique à la plante mère. On appelle clone un organisme génétiquement identique à celui qui lui a donné naissance. La capacité des végétaux à se reproduire de façon asexuée par multiplication végétative est liée à la grande plasticité des tissus végétaux. Les cellules végétales elles-mêmes sont capables de se dédifférencier avant de se multiplier et de donner un massif de cellules indifférenciées, appelé cal, susceptible de redonner naissance à une plante complète. La multiplication végétative permet à certaines plantes,d'envahir leur substrat. La multiplication végétative naturelle se produit à partir des organes les plus divers. Il peut s agir d organes souterrains, comme les rhizomes (iris, chiendent), les bulbes (tulipe, ail, poireau), les tubercules (pomme de terre), les racines (lilas, framboisier). De nouvelles tiges sont formées par multiplication végétative à partir d'un tubercule de pomme de terre (fig. : 11). Dans ce dernier cas, on parle de drageons. Il peut aussi s agir d organes aériens, comme les tiges, les feuilles, voire les fleurs. Ainsi, chez le fraisier, la plante donne naissance à un axe horizontal, appelé stolon, sur lequel se développent de nouveaux pieds qui restent ensuite séparés lorsque le stolon disparaît. Chez la ronce, lorsqu un rameau aérien touche le sol, des racines puis une tige se développent et donnent naissance à un nouveau pied. 2
La multiplication végétative artificielle chez les Angiospermes est exploitée, non seulement en agriculture, mais aussi en laboratoire, pour multiplier et propager les plantes alimentaires ou ornementales En effet la multiplication végétative se rencontre chez les Bryophytes, les Ptéridophytes et surtout bien étudié chez les Angiospermes ; cependant elle est pratiquement inexistante chez les Gymnospermes.. Principaux caractères de la multiplication végétative Rapidité Pour toute espèce, il est bien connu que dans les mêmes conditions de culture, une plante née d un tubercule, d un bulbe ou d un rhizome (reproduction asexuée) se développe beaucoup plus rapidement qu une plante issue d une graine (reproduction sexuée) Maintien de la constitution génétique La recombinaison génétique qu entraine la reproduction sexuée est une source de variabilité puisque de nouveaux individus apparaissent par méiose et par gamie (brassage des gènes).au contraire la formation d individus par multiplication asexuée maintient la constance du patrimoine héréditaire. 1. Multiplication végétative chez les BRYOPHYTES (=Les Mousses) La multiplication végétative des bryophytes permet à ces végétaux de conquérir avec efficacité de grandes surfaces de substrat sur lequel elles se développent. La plupart du temps, cette multiplication se fait par fragmentation du gamétophyte. En particulier, les parties les plus anciennes du gamétophyte meurent et dégénèrent, isolant ainsi les différents rameaux encore vivants. Chacun d'eux devient alors un individu autonome. Ce processus contribue donner aux mousses cet aspect caractéristique en touffe. Chez certaines espèces, le gamétophyte peut différencier des petits massifs cellulaires, les propagules, à l'extrémité des tiges, sur les feuilles, ou dans des structures spécialisées, appelées corbeilles à propagules. A maturité, 3
ces propagules sont disséminées par l'eau et donnent naissance, en se développant, à un nouvel individu gamétophytique. FiG 1 : Gamétophyte d'une mousse vraie (Pseudocormus) La génération sporophytique, parasite de la génération gamétophytique, ne possède en général pas de structures permettant la multiplication végétative. Fig. 2 Multiplication végétative par propagules Caulidie : axe ou tige de mousse Fig.3 Corbeille à propagules de Lunularia 4
2. Multiplication végétative chez les Ptéridophytes Elle se fait essentiellement par fragmentation du cormus et plus précisément du rhizome à croissance indéfinie. Certaines espèces ne se reproduisent que par cette méthode, ceci leur permet de conquérir de vastes territoires ex. Pteridium aquilinum ou Fougère aigle 3. Multiplication végétative chez les Angiospermes Elle est relativement moins répandue chez les angiospermes que dans les autres embranchements de végétaux. Elle n'affecte que la phase sporophytique et est assurée par l'enracinement d'organes végétatifs plus ou moins spécialisés. Ce sont des tiges marcottées ou greffées, des bulbes, des bulbilles, des tubercules, des stolons, des drageons... Naturellement peu fréquente, elle est cependant pour certains groupes d'angiospermes le seul mode de multiplication efficace dont ils disposent. C est par exemple le cas du bananier qui se multiplie uniquement par thallage. Cette capacité à la multiplication végétative, qui résulte de la totipotence de la cellule 5
végétale est mise à profit en laboratoire pour multiplier in vitro les individus présentant un intérêt économique. 3.1. Techniques de fragmentation de l'organisme Bouturage Le bouturage(fig.4) consiste à reproduire une plante en isolant un organe ou un fragment d organe que l on place dans l eau ou en terre. Une fois des racines formées, il se développe un nouvel individu. Des préparations à base d hormones végétales peuvent être utilisées pour faciliter le bouturage. Le bouturage artificiel peut-être réalisé à partir de jeunes tiges chez un grand nombre d espèces (géranium, osier, rosier, saule, groseillier, laurier-rose, forsythia, yucca, etc.) ou de feuilles (bégonia, Saintpaulia). Toutefois, certaines espèces sont impossibles à bouturer. Fig.4 : Le bouturage Marcottage Le marcottage est une technique de multiplication végétative permettant de multiplier une plante en plaçant une branche encore reliée au pied de la plante mère dans un substrat humide. Cette technique peut être pratiquée pour de nombreuses plantes grimpantes, citons comme exemple: le lierre, la vigne vierge, 6
Fig.5 : Marcottage Greffage La greffe est surtout utilisée pour multiplier des arbres fruitiers. Elle consiste à insérer une tige ou un bourgeon (greffon) sur un arbre ou arbuste d une espèce proche ou d'une variété plus robuste (porte-greffe) de façon à mettre en contact étroit les tissus des deux plantes jusqu à ce que des connexions s établissent entre leurs vaisseaux conducteurs. Cette méthode permet de multiplier une plante d intérêt, par exemple produisant de gros fruits, en profitant des qualités du porte-greffe, comme la vigueur ou la résistance. On multiplie ainsi certains poiriers en greffant leurs branches sur un tronc de cognassier. Fig.6 : Greffe à l anglaise 7
Fig.7 : greffe par approche et en ecusson Culture in vitro Outre ces méthodes, connues depuis des temps très anciens, il est possible aujourd hui de multiplier les plantes, quasiment à l infini, par microbouturage et culture in vitro (Fig.8) qui permettent la multiplication en grande quantité de plantes à partir de quelques cellules isolées d une plante mère. Ainsi, la mise en culture in vitro d explants isolés à partir d une seule feuille de Saintpaulia permet de produire en un an plus de 3 millions de plantes identiques, là où le bouturage classique ne permet d en obtenir que 675. Fig.8 Culture in vitro de la vigne Fig.9 :La séparation du rhizome 3. 2. Formation d'organes spécialisés Rhizomes 8
Ce sont des tiges souterraines, prolongeant la tige principale, à croissance horizontale dont les feuilles sont réduites à des écailles et sur lesquelles apparaissent des bourgeons. Ce sont des structures pérennes (vivant plusieurs années), qui comportent souvent des racines adventives. Ils se différencient en cela nettement des tubercules. Le rhizome (fig,9) est une réserve nutritive qui permet à la plante de vivre pendant la période de repos végétatif, il se ramifie souvent. Aux extrémités de ces ramifications se forment des jeunes plantes que l'on peut séparer du pied mère. La jeune plante doit posséder plusieurs feuilles et avoir atteint la moitié de la taille de la plante mère. Il faut sectionner le rhizome avec un cutter ou un couteau (si possible stériliser l'outil avec de l'alcool). Stolons Les stolons sont des rameaux à croissance horizontale (au ras de terre) et dont les feuilles sont réduites à des écailles ; c'est le bourgeon terminal qui s'enracine et donne un nouvel individu ; les individus restent attachés les uns aux autres par le stolon au moins provisoirement. stolons aériens: (Fig.10 et fig,15) fraisier des bois (Fragaria vesca), saxifrage stolonifère (Saxifraga stolonifera), pilea nain (Pilea pumila) Fig.10 : Les stolons aériens Fig.11 : Pomme de terre Les stolons (Fig,10 : tiges adjacentes au pied de la plante mère) sont des rejets de la plante mère, il se forme de jeunes plantes le long de ces stolons. Il ne faut 9
pas séparer trop tôt les stolons, la jeune pousse doit avoir atteint la moitié de la plante mère). stolons souterrains: ex : pomme de terre (fig. 12) Fig.12 : Tubercule de pomme de terre (Solanum tuberosum) Bulbilles (Fig. 16) Les bulbilles sont des bourgeons adventifs assurant la multiplication végétative. Ex: Genre Bryophyllum (ou Kalanchoe; famille des Crassulacées). Rejets (Fig14) Certaines plantes émettent de jeunes plantes sur les côtés appelés «rejets», ou «drageons». - Les plantes de la famille des Broméliacées, par exemple, émettent des rejets lors de la floraison, car elles meurent après celle-ci. - Le bananier possède une tige souterraine ou rhizome (fig,13) formant des bulbes ; le bulbe principal peut donc se ramifier (former des drageons et rejets et produire des bulbes secondaires ; ceux-ci produisent de jeunes bananiers identiques au plant-mère dont ils proviennent. 10
Fig.13 : Rhizome du bananier Fig.14 : Rejets du bananier http://pst.chez-alice.fr/svtiufm/replasex.htm http://fr.wikipedia.org/wiki/multiplication_v%c3%a9g%c3%a9tative https://sites.google.com/site/lesitedemmuller/multiplication-vegetative Fig.15: Fragaria vesca Fig.16: Bryophyllum daigremontianum 11