UNIVERSITE D’ANTANANARIVO FACULTE DES SCIENCES DEPARTEMENT DE BIOLOGIE ET ECOLOGIE VEGETALES MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU DIPLOME D’ETUDE APPROFONDIE EN BIOLOGIE ET ECOLOGIE VEGETALES (D.E.A) OPTION : PHYSIOLOGIE VEGETALE SUBSTITUTION DES PHYTOHORMONES SYNTHETIQUES PAR DES ADDITIFS ORGANIQUES SUR LA MICROPROPAGATION DE « Aeranthes antennophor a et Bulbophyllum peyrotii », DEUX ESPECES D’ORCHIDEES ENDEMIQUES, MENACEES DU SITE M INIER D’AMBATOVY Présenté par Mamisitraka Théo Gloriat DINAHARILALA Maître-ès Sciences Soutenu publiquement le : 11 décembre 2012 Devant la commission d’examen composé e de : Président : Professeur Isabelle RATSIMIALA RAMONTA Rapporteur : Docteur Nivohanintsoa RAMANAMPAMONJY née RAVONIARISON Examinateur : Docteur Rodolphe RASOLOARIVONY REMERCIEMENTS Nous adressons nos plus vifs remerciements ainsi que notre profonde reconnaissance à tous les membres du jury : Madame RATSIMIALA RAMONTA Isabelle, Professeur à la Faculté des Sciences, Responsable de la formation du Troisième Cycle en Physiologie Végétale au sein du Département de Biologie et Ecologie Végétales, qui nous a fait l’honneur de bien vouloir présider le jury de ce mémoire malgré ses multiples occupations. Veuillez trouver ici le témoignage de notre haute considération. Madame RAMANAMPAMONJY Nivohanintsoa, Maître de Conférences à la Faculté des Sciences, Chef du Laboratoire de Physiologie Végétale, qui nous a encadrés et qui n’a pas ménagé ses efforts et ses attentions pour nous diriger et qui a accepté d’être le rapporteur de ce mémoire. Que vous trouvez ici l’expression de notre profonde reconnaissance. Monsieur RASOLOARIVONY Rodolphe, Maître de Conférences à la Faculté des Sciences, qui, malgré ses nombreuses responsabilités, a bien voulu accepter à examiner ce travail. Les critiques constructives qu’il a apportés ont améliorée notre travail. Veuillez trouver ici le témoignage de notre haute considération. Nos remerciements s’adressent aussi à Monsieur RAKOTOARIMANANA Vonjison, Professeur à la Faculté des Sciences, Enseignant chercheur, statisticien, pour l’aide qu’il nous a apportée dans le traitement statistique des données. Nos remerciements s’adressent également à tous les Enseignants Chercheurs au sein de la Faculté des Sciences pour leurs supports pédagogiques pendant notre cursus universitaire. Ce travail est le fruit d’une collaboration entre le Département de Biologie et Ecologie Végétales de la Faculté des Sciences de l’Université d’Antananarivo et le projet Ambatovy Minerals. Nous tenons à remercier le projet Ambatovy (AMSA) pour son soutien financier et matériel dans la réalisation de ce travail. Ainsi, nous adressons notre profonde reconnaissance aux responsables de ce projet, plus spécialement à Monsieur Paul ANDRIANAIVOMAHEFA, Surintendant Environnement-Mine et Monsieur RAZAFIMAMONJY Angelo, Superviseur de la restauration écologique au Département Environnement-Mine. Veuillez trouver ici nos sincères remerciements. Tout le personnel du Département Environnement-Mine, les guides et la communauté locale d’Ambatovy, nous ont servis amicalement pendant nos travaux sur terrain. Nous tenons à exprimer ici notre profonde reconnaissance. Nos sincères remerciements vont à toute l’équipe du Laboratoire de Physiologie Végétale, Unité Régénération des Plantes, pour l’ambiance chaleureuse qui règne dans cette équipe. Plus spécialement au Docteur RAHELIVOLOLONA Raharitiana, Chercheur, pour tous les conseils et les encouragements qu’elle nous a apportés tout au long de ce travail. Veuillez trouver ici nos sincères remerciements. Nous exprimons ici notre reconnaissance à tous ceux qui de près ou de loin ont contribué à la réalisation de ce mémoire et apporté leurs encouragements : les techniciens du Laboratoire de Physiologie Végétale et notre famille. GLOSSAIRE Acclimatation : adaptation progressive des vitroplants aux conditions naturelles. Additifs organiques : extraits de produits végétaux utilisés en culture in vitro . Capsule : fruit sec déhiscent, provenant de la transformation d’un ovaire à plusieurs carpelles soudés s’ouvrant suivant des fentes longitudinales laissant échapper les graines. Caulogenèse : formation des axes ou des tiges. Culture in vitro végétale : culture d’explants dans des récipients en verre, sur un milieu synthétique dans des conditions aseptiques. Différenciation : changements physiologiques et morphologiques dans une cellule, un tissu ou un organe durant le développement du stade juvénile à l'âge adulte. Dormance : période de repos des plantes qui se caractérise par une réduction des activités métaboliques et une résistance aux mauvaises conditions extérieures. Explant : partie d’une plante utilisée pour la culture in vitro . Germination asymbiotique : germination qui ne nécessite aucune association avec d’autres organismes. Keiki : jeune pousse ou rejet qui se développe sur la plante d’Orchidée à l'emplacement d'une feuille ou sur la hampe florale Mycorhize : association symbiotique bénéfique entre un champignon et les racines d'une plante. Organogenèse : formation des organes. Phytohormone : régulateur de croissance synthétisé par la plante ou synthétique et qui régit la croissance et le développement. Protocormes : premier stade de développement d’une orchidée à partir d’une graine ou d’un méristème avant et au moment de sa différenciation en bourgeon foliaire et en radicule. Rhizogenèse : formation de racines. SOC : espèces n’existant que sur l’empreinte de la mine ou seulement sur un ou deux autres sites à Madagascar. Totipotence : propriété qu'ont les cellules végétales de pouvoir se dédifférencier, puis de régénérer une plante entière si elles sont cultivées sur un milieu approprié. LISTE DES ABREVIATIONS °C : Degré Celsius 2,4-D : Acide 2,4-Dichlorophénoxyacétique AIA : Acide Indole-3-Acétique AIB : Acide Indole-Butyrique ANA : Acide Naphtalène Acétique APG III : Angiosperms Phylogeny Groupe, 3 ème version BAP : 6-Benzylaminopurine CITES : Convention on Internationl Trade for Endangered Species cm 3 : Centimètre cube CO 2 : Dioxyde de carbone g : Gramme Ga3 : Acide Gibbérellique A3 HCl : Acide Chlorhydrique l : Litre MBG : Missouri Botanical Garden mm : Millimètre min : Minute NaOH : Hydroxyde de Sodium SOC : Species Of Concerns UV : Ultra Violet TABLE DES MATIERES INTRODUCTION ...................................................................................................................... 1 1ère partie : GENERALITES A- LES ORCHIDEES. ................................................................................................................ 3 1- Répartition géographique ............................................................................................. 3 2- Morphologie ................................................................................................................. 3 a- Racine ............................................................................................................. 4 b- Structure florale ............................................................................................. 4 c- Graines ........................................................................................................... 5 3- Multiplication des Orchidées ........................................................................................ 6 a- Multiplication végétative ................................................................................ 6 b- Multiplication par voie sexuée ....................................................................... 7 B- BIOTECHNOLOGIE DE LA MICROPROPAGATION ..................................................... 8 1- Asepsie ....................................................................................................................... 8 2- Milieu de culture .......................................................................................................... 9 a- Sels minéraux ................................................................................................. 9 b- Sucre ............................................................................................................... 9 c- Vitamines ...................................................................................................... 10 d- Régulateurs de croissance ............................................................................ 10 e- Additifs organiques ....................................................................................... 10 f- Antioxydants .................................................................................................. 11 g- Solidifiants .................................................................................................... 11 2ème partie : MATERIEL ET METHODES A- MATERIEL BIOLOGIQUE ............................................................................................... 12 1- Site de récolte des explants ........................................................................................ 12 a- Climat ........................................................................................................... 13 b- Flore et végétation ........................................................................................ 14 2- Classification botanique ............................................................................................. 14 3- Description morphologique ........................................................................................ 15 a- Aeranthes antennophora .............................................................................