Ce bulletin N° 11 (Janvier 2012) relate des informations relatives aux: 1/Multiplication du palmier dattier (Phoenix dactylifera L.) par embryogenèse somatique et mycorhization des jeunes plants, 2/ Amélioration génétique du cerisier pour le trait 'cerises sans pédoncules. On y trouve aussi les sujets relatifs à 1/ 'Protato', a protein rich GM potato et 2/ Engineered Crops for Enhancing Drought Tolerance.
Amélioration des voies de multiplication du palmier dattier par culture de suspensions cellulaires embryogènes et application des mycorrhizes à arbuscules dans la croissance et la protection des jeunes plants
Thèse de Doctorat de Monsour Ahmed Abohatem. Soutenance prévue le Jeudi 19 Janvier 2012 à la Faculté des Sciences-Semlalia,
Marrakech, Maroc. Laboratoire de Biochimie et Biotechnologies des Plantes
(2BV2P), Université Cadi Ayyad, Faculté des Sciences-Semlalia,
B.P 2390, 40000 Marrakech, Maroc. E-mail: baaziz(at)uca.ac.ma
Publications du BBP. Extrait.
en utilisant les cultivars de palmier dattier 'Bou-Feggous' (BFG) et 'Bou-Skri' (BSK) pour l'améliorant du milieu de culture liquide. Cette action de recherche est supportée par les études morphologiques, cytologiques et biochimiques des différentes étapes de l'embryogenèse somatique.
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Recherche de techniques culturales adéquates pour la protection
de plants de palmier dattier issus de graines contre la maladie du
Bayoud par utilisation des mycorhizes à arbuscules.
Dans
la première partie, l'étude de l'amélioration
du milieu de culture des suspensions cellulaires embryogènes
tend à résoudre le phénomène de brunissement
en élucidant sa relation avec le taux des phénols totaux
et les activités enzymatiques des peroxydases. Ainsi, la recherche
de concentrations appropriées de la Benzyl-6-aminopurine (BAP,
cytokinine) déclenchant moins de brunissement, a été
réalisée pour les cultures correspondant aux cultivars
BFG et BSK. Cette étude a été accompagnée
de la description des caractéristiques morphologiques, cytologiques
des suspensions cellulaires embryogènes.
D'autre
part, l'effet de la glutamine (acide aminé protéinogène)
sur l'embryogenèse somatique en milieu liquide, a été
étudié en suivant les changements quantitatifs et qualitatifs
que l'acide aminé induit sur les composés phénoliques
et les peroxydases.
TLa deuxième partie a été consacrée à l'étude de l'effet
des mycorhizes
à arbuscules sur la croissance et la protection des jeunes
plants de palmier dattier issus de graines (cultivars 'Jihel', JHL)
contre la maladie du Bayoud, fusariose
vasculaire à Fusarium oxysporum f.sp.albedinis
Cette étude a été accompagnée par l'élucidation
du rôle possible que peuvent jouer les phénols et le
système oxydatif des peroxydases.
Résumé de la thèse
Le palmier dattier (Phoenix dactylifera L.), monocotylédone
pérenne à croissance lente, subit plusieurs contraintes
biotiques et abiotiques rendant plus urgentes les actions d'améliorations
des voies de multiplication de la plante. La micropropagation par
culture de suspensions cellulaires embryogènes et l'application
de la mycorrhization de jeunes plants issus de semis constituent des
outils prometteurs pour la multiplication rapide, et la protection
des plants de palmier dattier.
La mise en culture de suspension cellulaires embryogènes de
deux cultivars de palmier dattier réputés au Maroc,
Bou-Feggous (BFG) et Bouskri (BSK), a été effectuée
sur milieu de culture de Murashige et Skoog (MS) contenant l'acide
2,4-dichlorophénoxyacétique (2,4-D) à une concentration
égale à 5 mg/l et 6-Benzyl-6-aminopurine (BAP) à
5 mg/l. Pour l'induction de l'embryogenèse, le cal friable
obtenu après 6-8 mois, a été transféré
sur le milieu MS, contenant de faibles concentrations en 2,4-D 0,5
mg/l) et BAP (0,1 mg/l). L'établissement de suspensions cellulaires
à partir des cals nécessite la mise au point de milieux
de cultures adéquats.
L'étude de la culture de suspensions cellulaires embryogènes
chez le palmier dattier a révélé que plusieurs
facteurs limitants de l'embryogenèse somatique dont le brunissement.
Ce phénomène a été relativement diminué
grâce au renouvellement du milieu de culture chaque semaine
durant une période de culture de 45 jours. L'addition du charbon
actif a permis de diminuer le brunissement en réduisant les
concentrations des composés phénoliques et les activités
enzymatiques de la peroxydase. Aussi, l'addition au milieu de culture,
de la glutamine à une concentration de 100 mg/l, a permis de
diminuer l'activité des peroxydases tout en augmentant la concentration
des protéines.
Le milieu de culture en état liquide contenant du BAP à
0,3 mg/l permet aux suspensions cellulaires des cultivars BFG et BSK
de produire un grand nombre d'embryons somatiques globulaires de grande
taille.
Les observations morphologiques et cytologiques révèlent
que les cellules destinées à devenir des embryons somatiques
se divisent en pro-embryons sphériques dans un intervalle de
7 à 15 jours avec un développement subséquent
manifesté par l'apparition de stades embryonnaires globulaire
et cotylédonaires. La culture d'embryons somatiques en milieu
MS liquide dilué deux fois et sans régulateurs de croissance,
suivi d'un transfert sur milieu MS solide contenant (ANA) à
0,1 mg/l, permet d'améliorer la germination des embryons qui
atteint 22%.
L'autre voie de multiplication et protection du palmier dattier réside
dans l'obtention et l'utilisation de plants issus de graines et préalablement
colonisés par des champignons de mycorhize à arbuscules.
Après dix mois de colonisation, les plantes mycorhisées
ont montré une augmentation significative de la croissance,
exprimée sous formes de 'hauteur de la tige', 'nombre de feuilles
par plant' et poids mesurés pour la tige, les racines et toute
la biomasse. Comparées aux plants non mycorhisés (témoins),
les plantes mycorhisées ont montré une augmentation
dans les contenus des feuilles en phosphore (P), potassium (K+) et
sodium (Na+), dont les quantités ont été doublées
pour K+ et Na+ et augmentées plus que le double pour P. L'injection
des spores du Fusarium oxysporum f.sp. albedinis (Foa,
agent causal du Bayoud) dans les racines des plantes mycorhisées
(M+ Foa) et non mycorhisées (+ Foa), montre une augmentation
significative dans les taux des phénols totaux et des activités
de peroxydase des racines, durant le premier mois après infestation.
Les augmentations les plus élevées ont été
enregistrées chez les plans mycorhisés, avec une diminution
de la mortalité. Pendant la première semaine de culture,
la mycorhisation toute seule, n'entraîne pas de changements
significatifs dans les contenus des phénols totaux et les activités
de peroxydase. La mortalité diminue dans les lots de plants
ayant subit la mycorhisation. Ces résultats sont en faveur
de l'existence d'une résistance au Bayoud induite par les mycorhizes
et médiée par des taux élevés en phénols
totaux et en activité de peroxydase.
تحسين
طرق إكثار نخيل التمر عبر زراعة ا لأ جنة
الجسدية باستخدام الوسط السائل
و استعمال فطريات الجذور في
نمو و حماية شتلات النخيل
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ملخص
تتناول هذة الرسالة دراسة اكثار نخيل التمر بالانسجة
ودراسة تاثير فطريات الجذور على شتلات
النخيل , حيث تم في الجزء الاول
دراسة اكثار صنفين من اصناف النخيل
المغربية ( بوفقوس وبوسكري)
وذلك بزراعة البراعم القمية (الجمارة)
في المختبربعد تعقيمها في الوسط الغذائي
لموراشيجي وسكوج الذي يحتوي على
5 مليجرام
من اكسين 2,
4-D و 5
مليجرام من السيتوكينين BAP
وقد اعطى كميات مناسبة من خلايا الكالس
خلال 6-8
شهور من الزراعة ثم تم نقل خلايا الكالس
المتكونة على نفس الوسط الغذائي المحتوي
على تركيزات منخفضة من 2,4-D
(0.1 ملجرام ) و BAP (0.5 ملجرام ) وذلك للحصول على الكالس الجنيني.
ونظرا لقلة الدراسات والمعلومات التي تتناول
تكوين ا لأ جنة الجسدية باستخدام
الوسط السائل ( المعلق الخلوي) خاصة عند
نخيل التمر فقد ركزت الدراسة على تحسين
الوسط الغذائي السائل من اجل الحصول على
اجنة ناضجة وقادرة على الانبات.
حيث تم عمل معلق خلوي لخلايا
الكالس الجنيني باستخدام غربال قطرة
500 ميكروميتر تم خلالة دراسة ظاهرة الاسمرار
للانسجة والاوساط الغذائية حيث ادي تجديد
الوسط الغذائي كل اسبوع الى خفض نسبة الاسمرار
في الانسجة وكذلك في الوسط الغذائي يدرجة
كبيرة وكذلك الحال عند اضافة الفحم النشط
الى الوسط الغذائي السائل ادي الى خفض
نسبة الاسمرار بينما ادي عدم اضافة الفحم
النشط الى زيادة معدل تكوين الاجنة الثانوية
في الوسط الغذائي, حيث ادت تلك المعاملات
الى خفض نسبة تراكم الفينولات وكذلك خفض
نسبة نشاط انزيم البيروكسيداز في انسجة
الاجنة المتكونة مما ادى الى زيادة معدل
اكثار الاجنة وتقليص ضياع الكالس الجنيني
تحت تاثير الاسمرار.
وكذلك تم دراسة تاثير تركيز ال BAP
وكذلك تاثير اضافة الجلوتامين على تكوين
الاجنة الجسدية حيث ادي خفض تركيز ال BAP الى 0.3
مليجرام الى زيادة معدل اكثار الاجنة
الجسدية كما ادى اضافة الجلوتامين الى
الوسط السائل الى زيادة تراكم البروتينات
وخفض نشاط انزيم البيروكسيداز في انسجة
الاجنة المتكونة.
كما تم تتبع مراحل تطور خلايا الكالس الجنيني
في الوسط السائل حيث تبين من خلال تتبع
الخلايا تحت الميكرسكوب الضوئي انقسام
الخلايا النشط وتكوين كتل خلوية في الاسبوع
الاول من الزراعة وبدات مرحلة تكوين الاجنة
الكروية في الاسبوع الثاني ثم مرحلة استطالة
الاجنة بعد 20
يوم وتكونت الاجنةالاولية بعد 25
يوم وتكونت الاجنة الكاملة
بعد 35
يوم من الزراعة.
اما
مرحلة الانبات فقد ادى نقل الاجنة الي
وسط سائل خالي من الهرمونات لمدة 15
يوم ثم زراعة تلك الاجنة في وسط صلب يحتوي
على 0.1
مليجرام من NAA الي رفع نسبة انبات الاجنة الى
22%.
اما الجزء الثاني فقد تناول دراسة تاثير فطريات
الجذور على نمو شتلات النخيل ومقاومتها
لمرض البيوض. فبعد عشرة اشهر من معاملة
شتلات النخيل بفطر الجذور اظهرت النتائج
زيادة كبيرة في معدل نمو شتلات النخيل
المعاملة بالفطر وذلك من خلال زيادة طول
الشتلات وعدد الاوراق والكتلة الحيوية
مقارنة بالشتلات الغير معاملة بالفطر
ويرجع ذلك الى زيادة معدل امتصاص العناصر
المعدنية من التربة حيث
اظهرت التحاليل زيادة كبيرة في محتوى
الاوراق من الفوسفور والبوتاسيوم
والصوديوم في الشتلات المعاملة بالفطر.
كما ا دي حقن جذور النباتات بفطر ا لفيزاريوم
الى ارتفاع واضح في انتاج المركبات الفينولية
والبيروكسيدات عند النباتات المعاملة
بفطر الجذور وهذا مايؤكد على دور فطر الجذور
كعامل من عوامل المكافحة البيولوجية،
القادرة على مقاومه مرض البيوض والحد
من أضراره.
Culture in vitro du palmier dattier (suite)
Thesis title: Improvement of the multiplication methods of date palm (Phoenix dactylifera L.) by culture of embryogenic cell suspensions and application of arbuscular mycorrhizes in growth and protection of young plants
Abstract
The date palm (Phoenix dactylifera L.), a lon lived monocotyledon, is
facing various biotic and abiotic stresses. Urgent actions are needed
to improve the multiplication methods of this species. Date palm micropropagation
through culture of embryonic cell suspension and the application of
arbuscular mycorrhizes in growth and protection of seedling plants,
constitute promising tools for quick multiplication and protection
date palm plants.
The in vitro propagation of two date palm cultivars growing in Morocco,
Bou-Feggous (BFG) and Bouskri (BSK) was carried out using Murashige
and Skoog medium (MS) containing 5 mg/l of 2,4-dichlorophenoxyacetic
acid (2,4-D) and 5 mg/l of benzyl-6-aminopurine (BAP) to obtain callus.
This latter, was transferred on the same medium containing low concentrations
of 2,4-D (0.1 mg/l ) and BAP (0.5 mg/l) to obtain embryonic callus.
Using liquid media (cell suspension) to obtain somatic embryogenesis
needs the development of new culture media for the physiological maturation
and germination of somatic embryos. The study realized on embryogenic
cell suspensions revealed that the tissue and media browning is one
among other factors limiting somatic embryogenesis of date palm in
liquid media. This phenomenon was more or less controlled by the renewal
of culture medium each week interval during 45 days of suspension
culture. Addition of activated charcoal to liquid culture medium led
to decreased in tissue and medium browning and reduced phenolics and
peroxidase activity, in comparison with medium without charcoal. Addition
of gultamine (100 mg/l) to the culture medium of somatic embryos led
to decreased peroxidase activity and increased proteins content, when
compared with medium without glutamine.
The liquid medium with 0.3 mg/l BAP, allowed cell suspension cultures
to produce the greater globular embryos and the highest number of
somatic embryos in comparison with the other treatment for BFG and
BSK date palm cultivars.
Detailed morophological observations have revealed that the cells
destined to become somatic embryos divided into spherical proembryos
within 7-15 days, with subsequent development including the appearance
of globular, elongation and cotyledonary stage embryos. Somatic embryos
were conducted on MS liquid medium diluted a half, without plant growth
regulator and then transferred and cultured on MS solid medium supplemented
with NAA (0.1 mg/l). This protocol led to improve the embryo germination
ratio, which reached 22%.
The other method of multiplication and protection of date palm corresponded
to apply the arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) on date palm seedlings.
After ten months of colonization, mycorrhizal plants showed a significant
increase in their growth expressed as shoot height, number of leaves
per plant, shoot weight, root weight and the total biomass. Mycorrhizal
and non-mycorrhizal (controls) date palm seedlings showed great differences
in their leaf contents of phosphorus (P), potassium (K+) and sodium
(Na+). When compared with controls, P increased more than two folds
in mycorrhizal plants, while the values of K+ and Na+ doubled.
When inoculated with Fusarium oxysporum f. sp. albedinis
(Foa, causal agent of Bayoud) by injecting roots with an Foa spore
suspension, mycorrhizal (M + Foa) and non-mycorrhizal (+ Foa) date
palm seedlings showed significant increases in their root total phenols
and peroxidase activities during the first month after inoculation.
The highest increases were found in mycorrhizal seedlings accompanied
by limited plant death. Mycorrhization alone did not affect significantly
total phenols and peroxidase activities during the first week of culture.
Plant death decrease in plant lots subjected to root inoculation with
the AMF fungus. As revealed by mycorrhization of date palm seedlings,
these results supported the hypothesis that induced resistance to
Bayoud disease is mediated by high increases in phenolic compounds
and peroxidase activities.
Liens utiles:
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- Pieds mâles et femelles
du palmier dattier. Peroxydases
- Culture des tissus chez le palmier dattier
- vitro-clones de palmier dattier au Maroc
- Palmier dattier au Maghreb
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Cerisiers à cerises sans pédoncules. Le pour et le contre
Le cerisier (Prunus cerasus) appartient à la famille des Rosacées. Le fruit est une drupe (fruit charnu) dont le noyau lignifié est très solide. Il contient une ou deux graines appelées amandes. Contrairement aux autres fruits comme les fraises, les cerises ne poussent pas sur une longue période. La plupart des cerises sont toutes prêtes en même temps.
Le
cerisier Prunus cerasus est une espèce allotétraploïde (AAFF) et comme l'évolution procède en général de types ayant moins de chromosomes vers des polyploïdes, l'hypothèse
fut faite que Prunus cerasus (AAFF) pourrait résulter d'une
hybridation naturelle entre le merisier P. avium, diploïde
(AA, 2n = 2x = 16) et le cerisier des steppes P. fruticosa
tétraploïde (FFFF, 2n = 4x = 32). Lors de cette fécondation,
P. avium aurait produit des gamètes non réduits
(AA) et P. fruticosa des gamètes normalement réduits
(FF).
Pour beaucoup de consommateurs de cerises, lefruit est indissociable
de son pédoncule (queue) qui est signe de la fraîcheur
de collecte. Cependant, la 'société de consommation'
peut nous présenter des cerises sans pédoncule pour
une consommation ambulatoire. Ainsi, le sélectionner doit puiser
dans la diversité génétique de tous les cerisiers
(loins ou proches génétiquement) les gènes
en faveur d'un détachement pédonculaire aisé
lors de la récolte et une aptitude à la subérisation
au niveau de la zone d'abscission. Cette aptitude au détachement,
mesurée par un dynamomètre numérique, permet
d'assurer un gain de temps dans la récolte et une préservation
meilleure du fruit. Les agriculteurs expérimentés peuvent
avoir une idée contraire. En effet, ils savent que lors de
la cueillette, il est très important d'enlever le pédoncule
avec la cerise afin de permettre à l'arbre de produire de façon
maximale l'année suivante. Si la queue reste dans l'arbre à
l'automne, il est probable que l'arbre donne moins de fruits lors
de la prochaine récolte, disent-ils. N'oublions pas, non plus,
les vertus des pédoncules (queues). Depuis des temps immémoriaux,
l'Homme a appris à faire sécher les queues pour en faire
des médicaments. Ce savoir ancestral a été confirmé
par la pharmacie moderne qui a constaté que les pédoncules
sont riches en flavonoïdes et sels de potassium. Notons que l'amélioration génétique du cerisier est
confrontée au phénomène de l'incompatibilité
pollinique. En effet, chez le cerisier, existe une incompatibilité
pollinique (inhibition de la croissance du tube pollinique). Les cerisiers
du même groupe d'incompatibilité ne peuvent se féconder
entre eux. Cette incompatibilité est liée à l'action
d'un locus S sui comprend deux parties, l'une exprimée dans
le style, et l'autre complémentaire exprimée dans le
pollen. Les groupes d'incompatibilité polliniques peuvent être
déterminés par PCR (développement d'amorces reconnaissant
des séquences des allèles
Sources :
- Filleron E. 2011. La cerise sans pédoncule : une innovation sur le marché de la cerise. Innovations Agronomiques 17 (2011),
227-240
Biotechnologies modernes. 'Protato', une pomme de terre (potato) génétiquement modifiée riche en protéines : A Protein Rich GM Potato
The
recent issue of the Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) reports the development of a genetically modified (GM) potato rich in protein by a team of scientists led by Dr. Subhra Chakraborty of the National Institute of Plant Genome Research (NIPGR) in close collaboration with the Central Potato Research Institute (CPRI) of India. The genetically modified potato is named 'Protato' which
contains 60% increase in total protein content developed by introducing
AmA1 gene (Amaranth Albumin 1) from edible amaranth plant into seven commercial varieties of potatoes.
The
GM potato plants were tested at three locations in India and the trial results demonstrated greater harvest and moderate increase in tuber
yield. Data on field performance and safety evaluation indicates that
the transgenic potatoes are suitable for commercial cultivation and have no negative effects on animal health. In addition, the concentrations
of several essential amino acids were increased significantly
in transgenic tubers which are otherwise limited in potato, resulted
in a significant increase in yield and enhanced nutrition. The article
also reported that the expression of AmA1 has potential for the nutritional
improvement of other food crops.
Full article: 'Next-generation protein-rich potato expressing
the seed protein gene AmA1 is a result of proteome rebalancing in
transgenic tuber' is available +html Supporting information on safety and efficacy of the protein
rich GM potato is available
For more information about biotech development in India contact b.choudhary@cgiar.org
and k.gaur@cgiar.org ........................ by Udupa
An Alternative Approach to Genetically-Engineered Crops for Enhancing Drought Tolerance
To survive and flourish in rapidly changing environmental conditions, plants use a complex family of hormones to regulate growth and reproduction. One plant hormone, abscisic acid (ABA), coordinates responses to stressors such as drought, extreme temperature and high salinity, as well as regulating non-stress responses including seed maturation and bud dormancy (for review, Aaron Santner & Mark Estelle, Nature 459, 1071-1078 (25 June 2009)).
In a 2009 study published in Nature, showed precisely how the plant hormone abscisic acid (ABA) works at the molecular level to help plants respond to environmental stresses such as drought and cold. A family of proteins recently identified as ABA receptors (Karsten Melcher et al. Nature 462, 602-608 (3 December 2009), ), which modulate these stress tolerance response. These findings could help engineer crops that thrive in harsh environments.
One of ABA's effects is to cause plant stomata (pores) to close when plants are stressed so that they can retain water. In the new study published about 5 weeks ago (Karsten Melcher et al. Nature Structural & Molecular Biology 17, 1102 (2010) ), researchers identified several synthetic compounds that fit well with ABA's many receptors, or cellular "docking stations," to have the same effect. By finding compounds that can close these stomata, researchers' findings could lead to sprays that use a plant's natural defenses to help it survive harsh environmental conditions. Spraying these compounds during drought situations would allow plants to be more adaptable to drought. This approach could be more effective than genetically engineered crops, said Karsten Melcher, one of the authors of the paper.
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- Master course 'Plant resistance against pathogens'