Thème 3 De la plante sauvage à la plante domestiquée
TP1 : La reproduction asexuée chez les plantes
de Muriel Pairel
La reproduction asexuée ou multiplication végétative est une reproduction rapide qui ne fait pas intervenir de cellules sexuelles. C’est donc une reproduction obtenue sans fécondation à partir d’un individu parental unique. Les nouveaux individus obtenus sont génétiquement identiques à la plante mère. Ainsi si leur génotype permet un phénotype adapté à l’environnement, ce dernier sera rapidement envahi par un clone de la plante de départ.
La jussie, plante invasive dans les étangs de la Brenne
La reproduction asexuée est une multiplication qui s’opère à partir des tissus végétatifs (= non reproducteurs) de la plante parentale et qui peut faire intervenir : - des organes végétatifs non spécialisés (tiges, racines, feuilles…) - des organes végétatifs spécialisés
Mission
Quelles sortes d’organes végétatifs des plantes et quels procédés permettent un tel clonage ?
Multiplication végétative à partir d'organes végétatifs spécialisés ...
exemples du fraisier et de la potentille
Le stolon est une tige aérienne rampante ou arquée. Il pousse au niveau du sol ou dans le sol et ne porte pas de feuilles ou uniquement des feuilles 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.
stolon de potentille rampante
Une fois le plant enraciné, le stolon s’assèche et la nouvelle plante s’individualise.
stolon de fraisier
exemples du framboisier et du peuplier
Les drageons sont des tiges souterraines à croissance verticale formées à partir de bourgeons de racines à croissance plagiotrope (horizontale). C'est donc un rejet naissant sur racine. Si les drageons sont séparés de la souche mère, ils constituent une nouvelle population de pieds. Ainsi par la production de drageons, la plante mère envahit progressivement l’espace situé autour d’elle.
Racine plagiotrope de framboisier portant de futurs drageons
Drageons émergeant le long des racines superficielles d’un peuplier après une période de fauche tardive
exemples de l'iris et du muguet
Le rhizome est une tige plus ou moins souterraine, à croissance horizontale dont les feuilles sont réduites à des écailles et sur lesquelles apparaissent des bourgeons qui donneront des plantes identiques à celle du rhizome mère. C’est une structure pérenne (vivant plusieurs années), qui comporte souvent des racines adventives. Ils se différencient en cela nettement des tubercules.
exemple de la pomme de terre
Pour cultiver des pommes de terre, on met en terre non pas des graines mais des tubercules identiques à ceux que l’on mange. Le tubercule (ici caulinaire) est un morceau de tige souterraine composé en majorité d’amidon, contenu dans des amyloplastes.
exemples de la tulipe et de l'ail
La jacinthe, la tulipe et l'ail possèdent un bulbe, qui est une tige souterraine courte portant des racines et des feuilles riches en réserve. Le bulbe, planter en novembre, germe au début du printemps. L'utilisation des réserves du bulbe permet la croissance de feuilles et d'une tige avec des fleurs. À la fin du printemps, on peut récupérer le bulbe et observer des bulbilles souterraines, petits bulbes latéraux nouvellement formés. Chaque bulbille pourra redonner un plan de jacinthe, de tulipe ou d'ail.
bulbes et bulbilles de jacinthe (à gauche), de tulipe (à droite), de l'ail (ci-dessous)
clique ici pour voir le cycle de l'ail
exemple du Kalanchoe
Certaines Kalanchoe présentent une reproduction végétative avec de minuscules sujets (bulbilles aériennes) présents au bord des feuilles des sujets adultes. Ils comportent même des amorces de racines. Quand la feuille du sujet adulte est cassée, voire simplement secouée par le vent ou un animal, les petits sujets qui arrivent en contact avec le sol s'enracinent directement.
Les bulbilles aériennes foliaires du kalanchoé
Multiplication végétative à partir d'organes végétatifs non spécialisés ...
Le greffage
Le marcottage
Le bouturage
La culture in vitro
Le marcottage
Le marcottage est une reproduction végétative réalisée par une structure de l’appareil végétatif avant de s’être séparée de la plante mère. Le fragment de végétal impliqué s’appelle une marcotte. Il peut être naturel ou artificiel.
Marcottage d'une plante d'intérieur : le Pothos (ex de marcottage artificiel)
Rhizome d’iris montrant un bourgeon terminal développé (ex de marcottage naturel)
Le bouturage
Contrairement au marcottage, le bouturage est une reproduction végétative qui s’effectue à partir d’un organe ou d'un fragment isolé (morceau de rameau, feuille, racine, tige, écaille de bulbe) d’une plante qui s’enracine après sa chute de la plante mère. Le fragment est appelé une bouture. En effet, il y a ici séparation de l'organe végétatif suivi de son enracinement, à la différence du marcottage où, cette fois, il y a enracinement puis séparation de l'organe végétatif.
Figuier de barbarie à croissance envahissante (ex de bouturage naturel)
Cactus de Noël obtenu par bouturage artificiel
exemple du bouturage de la pomme de terre
Analyse génétique de plants de pomme de terre issus du bouturage de différentes plantes mère. À partir d'une plante mère, on a obtenu trois clones par bouturage. Dans le génome de chacun d'eux, on a analysé des séquences répétées appelées ISSR (Inter Short Sequence Repeats). Ces ISSR sont spécifiques à chaque individu et permettent d'établir son profil génétique.
Cette technique est utilisée en agronomie dans le but d'obtenir des clones de la plante initiale ayant conservé certains caractères d'intérêt comme, par exemple, la taille ou la teneur en amidon des tubercules de la pomme de terre.
Une application de la reproduction asexuée : la culture in vitro
L’édification d’un nouvel individu implique le fonctionnement de zones méristématiques (situées au niveau des bourgeons et à l'extrémité des racines) où des cellules indifférenciées subissent de nombreuses mitoses, à l’origine des cellules du nouvel individu, puis une différenciation, assurant la mise en place des différents tissus et organes du nouvel individu. Dans le cas de la culture in vitro, quand la formation des tissus du nouvel individu se fait à partir de tissus déjà différenciés constitués de cellules moyennement différenciées (= encore vivantes, sans lignine, sans épaississements cellulosiques excessifs…), ces dernières vont subir un retour à l’état méristématique : c’est la dédifférenciation. Il y alors néoformation de méristèmes. Différents signaux d’origine interne (hormones végétales) et/ou externes peuvent induire une reprogrammation génétique (totipotence) de la cellule, entraînant la perte des caractères différenciés puis d’autres signaux entraînent la différenciation des nouvelles cellules. Ainsi, en laboratoire, pour former un nouvel individu à partir d’un fragment végétal, il faut donc d’abord obtenir une masse de cellules indifférenciées appelée « cal ». C’est à partir de ce cal que les techniciens de laboratoire horticole vont provoquer soit la rhizogenèse (formation de racines) soit la caulogenèse (formation de tiges). Pour cela, ils vont utiliser les hormones végétales de développement comme les auxines et les cytokinines: - L’ auxine favorise l’enracinement tout en s’opposant au développement des bourgeons axillaires (= bourgeons capables de se développer en rameaux latéraux, situés à l'angle que forment une feuille et la tige où ils sont portés. - La cytokinine favorise le développement des bourgeons axillaires. Les concentrations relatives de ces 2 hormones déterminent la différenciation des cellules du cal : - La callogenèse est activée quand le rapport AIA/ CK est = 15. - La rhizogenèse est activée quand le rapport AIA/ CK est >15, bloquée quand elle est <15. - La caulogenèse est activée quand le rapport AIA/ CK est <15, bloquée quand elle est >15.
une vidéo pour mieux comprendre
dans ta cuisine ... c'est possible aussi !!
Il est facile de reproduire dans votre cuisine une plante entière à partir d'une partie !
La reproduction asexuée chez les plantes - mpairel
murielpairel
Created on August 17, 2020
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Thème 3 De la plante sauvage à la plante domestiquée
TP1 : La reproduction asexuée chez les plantes
de Muriel Pairel
La reproduction asexuée ou multiplication végétative est une reproduction rapide qui ne fait pas intervenir de cellules sexuelles. C’est donc une reproduction obtenue sans fécondation à partir d’un individu parental unique. Les nouveaux individus obtenus sont génétiquement identiques à la plante mère. Ainsi si leur génotype permet un phénotype adapté à l’environnement, ce dernier sera rapidement envahi par un clone de la plante de départ.
La jussie, plante invasive dans les étangs de la Brenne
La reproduction asexuée est une multiplication qui s’opère à partir des tissus végétatifs (= non reproducteurs) de la plante parentale et qui peut faire intervenir : - des organes végétatifs non spécialisés (tiges, racines, feuilles…) - des organes végétatifs spécialisés
Mission
Quelles sortes d’organes végétatifs des plantes et quels procédés permettent un tel clonage ?
Multiplication végétative à partir d'organes végétatifs spécialisés ...
exemples du fraisier et de la potentille
Le stolon est une tige aérienne rampante ou arquée. Il pousse au niveau du sol ou dans le sol et ne porte pas de feuilles ou uniquement des feuilles 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.
stolon de potentille rampante
Une fois le plant enraciné, le stolon s’assèche et la nouvelle plante s’individualise.
stolon de fraisier
exemples du framboisier et du peuplier
Les drageons sont des tiges souterraines à croissance verticale formées à partir de bourgeons de racines à croissance plagiotrope (horizontale). C'est donc un rejet naissant sur racine. Si les drageons sont séparés de la souche mère, ils constituent une nouvelle population de pieds. Ainsi par la production de drageons, la plante mère envahit progressivement l’espace situé autour d’elle.
Racine plagiotrope de framboisier portant de futurs drageons
Drageons émergeant le long des racines superficielles d’un peuplier après une période de fauche tardive
exemples de l'iris et du muguet
Le rhizome est une tige plus ou moins souterraine, à croissance horizontale dont les feuilles sont réduites à des écailles et sur lesquelles apparaissent des bourgeons qui donneront des plantes identiques à celle du rhizome mère. C’est une structure pérenne (vivant plusieurs années), qui comporte souvent des racines adventives. Ils se différencient en cela nettement des tubercules.
exemple de la pomme de terre
Pour cultiver des pommes de terre, on met en terre non pas des graines mais des tubercules identiques à ceux que l’on mange. Le tubercule (ici caulinaire) est un morceau de tige souterraine composé en majorité d’amidon, contenu dans des amyloplastes.
exemples de la tulipe et de l'ail
La jacinthe, la tulipe et l'ail possèdent un bulbe, qui est une tige souterraine courte portant des racines et des feuilles riches en réserve. Le bulbe, planter en novembre, germe au début du printemps. L'utilisation des réserves du bulbe permet la croissance de feuilles et d'une tige avec des fleurs. À la fin du printemps, on peut récupérer le bulbe et observer des bulbilles souterraines, petits bulbes latéraux nouvellement formés. Chaque bulbille pourra redonner un plan de jacinthe, de tulipe ou d'ail.
bulbes et bulbilles de jacinthe (à gauche), de tulipe (à droite), de l'ail (ci-dessous)
clique ici pour voir le cycle de l'ail
exemple du Kalanchoe
Certaines Kalanchoe présentent une reproduction végétative avec de minuscules sujets (bulbilles aériennes) présents au bord des feuilles des sujets adultes. Ils comportent même des amorces de racines. Quand la feuille du sujet adulte est cassée, voire simplement secouée par le vent ou un animal, les petits sujets qui arrivent en contact avec le sol s'enracinent directement.
Les bulbilles aériennes foliaires du kalanchoé
Multiplication végétative à partir d'organes végétatifs non spécialisés ...
Le greffage
Le marcottage
Le bouturage
La culture in vitro
Le marcottage
Le marcottage est une reproduction végétative réalisée par une structure de l’appareil végétatif avant de s’être séparée de la plante mère. Le fragment de végétal impliqué s’appelle une marcotte. Il peut être naturel ou artificiel.
Marcottage d'une plante d'intérieur : le Pothos (ex de marcottage artificiel)
Rhizome d’iris montrant un bourgeon terminal développé (ex de marcottage naturel)
Le bouturage
Contrairement au marcottage, le bouturage est une reproduction végétative qui s’effectue à partir d’un organe ou d'un fragment isolé (morceau de rameau, feuille, racine, tige, écaille de bulbe) d’une plante qui s’enracine après sa chute de la plante mère. Le fragment est appelé une bouture. En effet, il y a ici séparation de l'organe végétatif suivi de son enracinement, à la différence du marcottage où, cette fois, il y a enracinement puis séparation de l'organe végétatif.
Figuier de barbarie à croissance envahissante (ex de bouturage naturel)
Cactus de Noël obtenu par bouturage artificiel
exemple du bouturage de la pomme de terre
Analyse génétique de plants de pomme de terre issus du bouturage de différentes plantes mère. À partir d'une plante mère, on a obtenu trois clones par bouturage. Dans le génome de chacun d'eux, on a analysé des séquences répétées appelées ISSR (Inter Short Sequence Repeats). Ces ISSR sont spécifiques à chaque individu et permettent d'établir son profil génétique.
Cette technique est utilisée en agronomie dans le but d'obtenir des clones de la plante initiale ayant conservé certains caractères d'intérêt comme, par exemple, la taille ou la teneur en amidon des tubercules de la pomme de terre.
Une application de la reproduction asexuée : la culture in vitro
L’édification d’un nouvel individu implique le fonctionnement de zones méristématiques (situées au niveau des bourgeons et à l'extrémité des racines) où des cellules indifférenciées subissent de nombreuses mitoses, à l’origine des cellules du nouvel individu, puis une différenciation, assurant la mise en place des différents tissus et organes du nouvel individu. Dans le cas de la culture in vitro, quand la formation des tissus du nouvel individu se fait à partir de tissus déjà différenciés constitués de cellules moyennement différenciées (= encore vivantes, sans lignine, sans épaississements cellulosiques excessifs…), ces dernières vont subir un retour à l’état méristématique : c’est la dédifférenciation. Il y alors néoformation de méristèmes. Différents signaux d’origine interne (hormones végétales) et/ou externes peuvent induire une reprogrammation génétique (totipotence) de la cellule, entraînant la perte des caractères différenciés puis d’autres signaux entraînent la différenciation des nouvelles cellules. Ainsi, en laboratoire, pour former un nouvel individu à partir d’un fragment végétal, il faut donc d’abord obtenir une masse de cellules indifférenciées appelée « cal ». C’est à partir de ce cal que les techniciens de laboratoire horticole vont provoquer soit la rhizogenèse (formation de racines) soit la caulogenèse (formation de tiges). Pour cela, ils vont utiliser les hormones végétales de développement comme les auxines et les cytokinines: - L’ auxine favorise l’enracinement tout en s’opposant au développement des bourgeons axillaires (= bourgeons capables de se développer en rameaux latéraux, situés à l'angle que forment une feuille et la tige où ils sont portés. - La cytokinine favorise le développement des bourgeons axillaires. Les concentrations relatives de ces 2 hormones déterminent la différenciation des cellules du cal : - La callogenèse est activée quand le rapport AIA/ CK est = 15. - La rhizogenèse est activée quand le rapport AIA/ CK est >15, bloquée quand elle est <15. - La caulogenèse est activée quand le rapport AIA/ CK est <15, bloquée quand elle est >15.
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dans ta cuisine ... c'est possible aussi !!
Il est facile de reproduire dans votre cuisine une plante entière à partir d'une partie !