Analyse minéale des différents composants de la gousse de Carbourier ( Ceratonia Siliqua L. Fabaceae ) et contribution à l'étude de sa micropropagation

Abstract

Le Caroubier (Ceratonia siliqua L.) est une Fabacée Césalpinioïdée présentant une importante variabilité de forme biologique et de type floral. Au Maroc, excepté les zones les plus arides, il est présent jusqu’à 1150 d’altitude. Nos travaux de recherche ont porté sur trois volets, avec une perspective de valorisation : - étude de la composition minérale des gousses matures de Caroubier ; - multiplication végétative du Caroubier par culture in vitro (micropropagation) - callogenèse. La teneur en minéraux de la gousse est très variable. Le potassium est majoritaire, de 17 300 ppm pour l’embryon et 10 600 ppm le péricarpe. Le calcium est bien représenté dans le tégument (6 958), l’embryon (4 920 ppm) et le péricarpe (3 060 ppm). La teneur en chlore est élevée dans le péricarpe (2 197 ppm) et l’albumen (1 267 ppm). Le magnésium est concentré dans l’embryon (3 997 ppm) et indétectable dans l’albumen. Deux microéléments sont en concentration non négligeable dans les fruits, l’aluminium (91,5 ppm dans le tégument, 77,9 ppm dans le péricarpe et 6,13 ppm dans l’albumen) et le fer, localisé surtout dans l’embryon (126 ppm) et les téguments (118 ppm). Dans le cadre du projet fédérateur pôle de compétence MiSoBioP, la culture in vitro du Caroubier a été largement abordée. Plusieurs types d’explants ont été utilisés : bougeons apicaux ou apex, bourgeons cotylédonaires, bougeons axillaires, cotylédons embryonnaires immatures, etc. Nous avons mis au point la micropropagation du Caroubier par culture d’apex prélevés sur des plantules au stade deux feuilles cotylédonaires âgées de sept jours issues de la germination in vitro de graines scarifiées par l’acide sulfurique. Les macroéléments WPM, suivis de ceux de MS, sont les plus favorables à l’initiation (induction) des explants et ont été additionnées des microéléments et vitamines MS et de la BA à 2,22 µM. Les auxines, notamment l’AIB et l’AIA à faible concentration (0,5 µM), associée la BA (2,22 µM), améliorent nettement la néoformation de tiges durant cette phase initiale. La phase de multiplication est optimale avec la BA (à 2,22 et 4,44 µM). Cependant, la combinaison de la BA (2,22 µM) à l’AG₃ (de 0,87 à 1,44 µM) donne des pousses plus chlorophylliennes. La BA (0,44 µM) associée à l’AIB (0,5 µM) permet une élongation des pousses satisfaisante. L’enracinement de ces dernières (89 %) a été observé sur le milieu MS/2, additionné de 10 µM d’AIB. L’acclimatation sur la tourbe à 100 % d’humidité relative donne 80% de réussite. Les apex donnent aussi directement 68 % de pousses enracinées sur le milieu de base (macroéléments WPM, microéléments et vitamines MS) sans phytohormones en présence d’une auxine (AIA, AIB, ANA, ou 2,4) à faible dose (0,5 µM). Ces plantules s’acclimatent facilement (95 %). Nous avons réussi la micropropagation du Caroubier par culture de bourgeons cotylédonaires prélevés sur des plantules de 13 jours issues de la germination in vitro de graines sur l’eau gélosée. Après ablation des épicotyles, les explants ont été cultivés sur le milieu de base. Parmi les cytokinines, la BA à 4,4 µM s’est montrée plus favorable au débourrement des bourgeons. Contrairement aux gibbérellines, l’addition d’une auxine (AIA, AIB, ANA ou 2,4-D) à 0,5 µM et la présence de la BA à 2,22 µM améliorent l’organogenèse des explants. La multiplication des pousses est permise par la BA à 2,22 µM. un enracinement de 90 % est obtenue avec 10 µM d’AIB. Nous sommes parvenu à acclimater 65 % des plantules dans les mêmes conditions que précédemment. De même, le Caroubier a pu être multiplié par culture de bourgeons axillaires issus de plantules âgées de 7 mois obtenues par germination de graines sur la tourbe ou prélevés sur des plantes acclimatées originaires de la culture d’apex ou de bourgeons cotylédonaires. Le milieu de base additionné de BA (2,22 µM) est favorable au débourrement des bourgeons axillaires. Ce dernier a été amélioré par 1,44 µM d’AG₃. La multiplication des tiges feuillées est entretenue en présence de BA (2,22 µM) seule ou associée à l’ANA (0,5 µM). L’AIB à 10 µM a permis l’enracinement des pousses, dont l’acclimatation a été réussie à 60 %. Nous avons ainsi réussi le débourrement à 66 % des bourgeons axillaires d’un arbre élite sur le milieu WPM, additionné de BA (1,33 µM) et d’ATG₃ (1,44 µM). Les pousses obtenues constituent des microboutures pour une éventuelle multiplication végétative de masse. Un bourgeonnement adventif sur les cotylédons embryonnaires de graines immatures a été obtenu. L’association de la BA (4,44 µM) et de l’ANA (1,5 µM) favorise la néoformation de bourgeons adventifs. Ces derniers ont été multipliés sur le milieu MS en présence de BA (2,22 µM). Le nombre de tiges et de feuilles a été amélioré par l’ATG₃ à 2,02 %M. l’élongation a été favorisée par l’ANA (0,5 µM). Un enracinement de 70 % a été obtenu avec 10 µM d’AIB. Nous avons induit la callogenèse sur plusieurs types d’explants. La culture d’apex sur trois solutions de macroéléments (WPM, MS, SH), additionnés de deux solutions hormonales (BA à 4,44 µM seule ou BA à 2,22 et ANA à 5 µM), a montré que les macroéléments WPM sont plus propices à la callogenèse qui atteint 88 % (initiation et formation de cal primaire). Pour les autres organes, les taux d’induction de callogenèse se résume comme suit : - cotylédons embryonnaires extraits de graines (85 % ; WPM, 4,44 µM BA et 5 µM ANA) ; - feuilles cotylédonaires de jeunes plantules de 7 jours issues de la germination in vitro des graines (62 % ; WPM, 4,44 µM BA et 5 µM ANA) ; - hypocotyle de jeunes plantules de 7 jours (55 %, WPM, 4,44 %M BA et 2,26 µM ANA). - Feuilles différenciées de l’arbre élite (84 % ; WPM, 4,44 µM BA et 2,26 µM ANA). Quelle que soit l’origine des cals primaires, leur croissance après repiquage est meilleure sur les macroéléments WPM en présence d’ANA (25 µM) combiné avec la BA (2,22 µM).