Le palmier dattier (Phoenix dactylifera L.), monocotylédone pérenne, est l'arbre pilier des oasis. Avec la raréfaction des ressources hydriques, les changements climatiques et la pression de maladies comme le Bayoud (fusariose vasculaire à Fusarium oxysporum f.sp. albedinis), le palmier dattier est menacé. Le Maroc, autrefois exportateur de dattes, est aujourd'hui importateur. La perte de 10 millions de palmiers impose une stratégie de reconstitution basée sur la micropropagation et la protection biologique.
Face à la faible productivité naturelle (20 à 30 rejets par pied), la culture in vitro est indispensable. L'embryogenèse somatique, qui permet une multiplication de masse à partir de cellules somatiques, a été optimisée pour deux cultivars marocains : Boufeggouss (BFG) et Bouskri (BSK).
Références : - Abohatem, M., Zouine, J. & El Hadrami, I. (2011). Scientia Horticulturae 130, 344-348.
- Abohatem, M. & M. BAAZIZ. 2017. Plant Regeneration from Somatic Embryogenic Suspension Cultures of Date Palm. In Al-Khayri JM, Jain SM, Johnson DV eds. Date Palm Biotechnology Protocols Volume 1. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-7156-5
- Mansour Abohatem & M. Baaziz 2019. Date Palm Micropropagation Protocol from cell Suspension culture. Publisher: LAP Lambert Academic Publishing. ISBN: 978-613-9- 98783-2
Des plants de palmier dattier (cultivar Jihel, sensible au Bayoud) ont été inoculés avec un champignon mycorhizien à arbuscules (AMF) originaire du sud du Maroc.
Référence : Abohatem, M., Chakrafi, F., JaitiA, F., Dihazi, A & Baaziz, M. 2011. Arbuscular mycorrhizal fungi limit incidence of Fusarium oxysporum f.sp. albedinis on date palm seedlings by increasing nutrient contents, total phenols and peroxidase activities. The Open Horticulture Journal 4, 10-16.
Laboratoire de Biochimie et Biotechnologies des Plantes (BBP), Université Cadi Ayyad, Faculté des Sciences-Semlalia, B.P 2390, 40000 Marrakech, Maroc. E-mail: baaziz(at)uca.ac.ma
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. Publications du BBP. Extrait.
L'objectif principal de ce travail est double. Il consiste à:
1- L'établissement en milieu liquide de suspensions cellulaires embryogènes 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.
2- 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.
Résumé:
Cette thèse porte sur l'étude de la culture de tissus du palmier dattier et l'effet des champignons racinaires sur les jeunes plants de palmier dattier. Dans un premier temps, la propagation de deux variétés marocaines de palmier dattier (Boufakous et Bouskri) a été étudiée par culture de bourgeons apicaux (le cœur) en laboratoire après stérilisation dans un milieu nutritif de Murashig et Skoog contenant 5 mg d'auxine, 2,4-D et 5 mg de la cytokinine BAP. Ce milieu a permis d'obtenir des quantités suffisantes de cals en 6 à 8 mois de culture. Les cals obtenus ont ensuite été transférés sur le même milieu nutritif contenant de faibles concentrations de 2,4-D (0,1 mg) et de BAP (0,5 mg) afin d'obtenir des cals embryonnaires. En raison du manque d'études et d'informations concernant la formation d'embryons somatiques en milieu liquide (suspension cellulaire), notamment chez le palmier dattier, cette étude s'est concentrée sur l'amélioration du milieu nutritif liquide afin d'obtenir des embryons matures capables de germer. Une suspension de cellules de cal embryonnaire a été préparée à l'aide d'un tamis de 500 µm.
Le phénomène de brunissement des tissus et du milieu nutritif a été étudié. Le renouvellement hebdomadaire du milieu nutritif a significativement réduit le taux de brunissement, tant dans les tissus que dans le milieu. De même, l'ajout de charbon actif au milieu nutritif liquide a réduit le taux de brunissement, tandis que son absence a augmenté le taux de formation d'embryons secondaires dans le milieu. Ces traitements ont entraîné une diminution de l'accumulation de composés phénoliques et de l'activité de la peroxydase dans les tissus embryonnaires formés, ce qui a induit une augmentation de la prolifération embryonnaire et une réduction des pertes de cal dues au brunissement.
L'effet de la concentration de BAP et de l'ajout de glutamine sur la formation d'embryons somatiques a également été étudié. La réduction de la concentration de BAP à 0,3 mg a entraîné une augmentation du taux de prolifération des embryons somatiques. L'ajout de glutamine au milieu liquide a entraîné une augmentation de l'accumulation de protéines et une diminution de l'activité de la peroxydase dans les tissus embryonnaires en développement. Le développement des cellules du cal embryonnaire a également été suivi en milieu liquide. L'observation cellulaire au microscope optique a révélé une division cellulaire active et la formation d'amas cellulaires dès la première semaine de culture. La formation d'embryons sphériques a débuté au cours de la deuxième semaine, suivie de l'élongation embryonnaire après 20 jours. Les embryons primitifs se sont formés après 25 jours et les embryons complètement formés après 35 jours de culture. Concernant la germination, le transfert des embryons dans un milieu liquide sans hormones pendant 15 jours, suivi de leur culture dans un milieu solide contenant 0,1 mg d'AAN, a permis d'augmenter le taux de germination à 22 %.
La seconde partie de l'étude a examiné l'effet des champignons racinaires sur la croissance et la résistance des jeunes plants de palmier dattier à la maladie de Bayoud. Après dix mois de traitement de jeunes plants de palmier dattier avec un champignon racinaire, les résultats ont montré une augmentation significative de leur taux de croissance, comme en témoignent l'accroissement de leur longueur, du nombre de feuilles et de leur biomasse, comparativement aux plants non traités. Ceci est attribué à une meilleure absorption des minéraux du sol. Les analyses ont révélé une augmentation significative des teneurs en phosphore, potassium et sodium dans les feuilles des plants traités avec le champignon. De plus, l'injection de Fusarium dans les racines des plants a entraîné une nette augmentation de la production de composés phénoliques et de peroxydes chez les plants traités. Ceci confirme le rôle du champignon racinaire comme agent de lutte biologique capable de combattre la maladie de Bayoud et d'en réduire les dommages.
تحسين طرق إكثار نخيل التمر عبر زراعة الأجنة الجسدية باستخدام الوسط السائل واستعمال فطريات الجذور في نمو و حماية شتلات النخيل
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 , 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
الأجنة 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 .
كماادي 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.
Improving Date Palm Propagation Methods through Somatic Embryo Culture using Liquid Medium and the Use of Root Fungi in the Growth and Protection of date palm Seedlings
Abstract:
This thesis addresses the study of date palm tissue culture and the effect of root fungi on date palm seedlings. In the first part, the propagation of two Moroccan date palm varieties (Boufakous and Bouskri) was studied by culturing apical buds (the heart) in the laboratory after sterilization in Murashigi and Skog nutrient medium containing 5 mg of auxin,2- 4-D, and 5 mg of the cytokinin BAP. This medium yielded suitable quantities of callus cells within 6-8 months of culture. The resulting callus cells were then transferred onto the same nutrient medium containing low concentrations of 2,4-D (0.1 mg) and BAP (0.5 mg) to obtain embryonic callus. Due to the scarcity of studies and information addressing somatic embryo formation using liquid medium (cell suspension), particularly in date palms, this study focused on improving the liquid nutrient medium to obtain mature embryos capable of germination. A cell suspension of embryonic callus cells was prepared using a 500-µm sieve.
The phenomenon of browning in tissues and the nutrient medium was studied. Weekly renewal of the nutrient medium significantly reduced the browning rate in both tissues and the medium. Similarly, adding activated charcoal to the liquid nutrient medium reduced the browning rate, while not adding activated charcoal increased the rate of secondary embryo formation in the nutrient medium. These treatments led to a decrease in phenolic accumulation and peroxidase enzyme activity in the formed embryo tissues, resulting in increased embryo proliferation and reduced callus loss due to browning.
The effect of BAP concentration and glutamine addition on somatic embryo formation was also studied. Reducing the BAP concentration to 0.3 mg led to an increase in the rate of somatic embryo proliferation. Adding glutamine to the liquid medium led to increased protein accumulation and decreased peroxidase enzyme activity in the developing embryo tissues. The developmental stages of embryonic callus cells were also tracked in liquid medium. Cell tracking under a light microscope revealed active cell division and the formation of cell clusters in the first week of culture. The spherical embryo formation stage began in the second week, followed by embryo elongation after 20 days. Primitive embryos formed after 25 days, and fully formed embryos after 35 days of culture. As for the germination stage, transferring the embryos to a hormone-free liquid medium for 15 days, followed by culture of these embryos in a solid medium containing 0.1 mg of NAA, increased the germination rate to 22%.
The second part of the study examined the effect of root fungi on the growth and resistance of date palm seedlings to Bayoud disease. After ten months of treating date palm seedlings with root fungus, the results showed a significant increase in the growth rate of the treated seedlings, as evidenced by increased seedling length, number of leaves, and biomass compared to untreated seedlings. This is attributed to the increased rate of mineral absorption from the soil. Analyses showed a significant increase in the phosphorus, potassium, and sodium content of the leaves in the fungus-treated seedlings. Furthermore, injecting the roots of the plants with Fusarium fungus led to a clear increase in the production of phenolic compounds and peroxides in the treated plants. This confirms the role of root fungus as a biological control agent capable of combating Bayoud disease and reducing its damage.
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