Embryogenèse somatique
Qu'est-ce que l'embryogenèse somatique?
L'embryogenèse somatique est une technique de culture de tissus in vitro qui sert au clonage des plantes et des arbres. Elle fait appel à des tissus provenant de jeunes arbres afin de générer de petites masses cellulaires à partir desquelles plusieurs autres plantes et arbres génétiquement identiques pourront émerger. Ces petites masses cellulaires représentent un des premiers stades de développement d'une plante et sont nommées embryons somatiques.
Utilisations de l'embryogenèse somatique en foresterie
L'embryogenèse somatique sert à produire rapidement plusieurs arbres génétiquement identiques. Ces arbres peuvent être génétiquement modifiés dans le but d'améliorer certaines de leurs caractéristiques, comme par exemple pour accélérer leur croissance, pour favoriser leur résistance à une maladie ou pour accroître la qualité de leurs fibres. À l'avenir, de tels arbres pourraient servir à améliorer la qualité du bois pour l'industrie, à repeupler une région déboisée ou à introduire de nouveaux gènes dans une population d'arbres d'une forêt existante.
Les gènes d'arbre peuvent aussi être conservés pendant une longue durée. Cette conservation est possible en congelant les embryons somatiques ou en les séchant pour créer des « semences artificielles ». Les embryons somatiques doivent être préservés jusqu'à ce que la sûreté de leur utilisation soit analysée et celle-ci approuvée : il n'est possible de les faire pousser qu'après qu'ils aient été autorisés. Leur conservation peut aussi aider à préserver des espèces d'arbres menacées ou ayant une certaine valeur commerciale.
Les arbres issus de l'embryogenèse somatique croissent très rapidement. Éventuellement, la plantation d'arbres à croissance rapide pourrait créer des forêts plus productives pour le secteur de l'abattage, réduisant ainsi le besoin de récolter des arbres dans les forêts naturelles déjà existantes et permettant la reforestation de régions boisées naturelles.
Un histoire en bref: Les arbres génétiquement modifiés au Canada
En 1997, une autorisation a été accordée pour qu'ait lieu la première plantation d'arbres génétiquement modifiés et leur étude. Au cours de celle-ci, un gène a été modifié et inséré dans le matériel génétique d'un arbre pour obtenir un arbre génétiquement modifié. Ces arbres ont été plantés et observés sur une période de cinq ans, après quoi ils ont été abattus; les données amassées ont été analysées pour déterminer la sûreté de leur utilisation.
Les embryons somatiques sont obtenus à l'aide d'une technique in vitro de culture de tissus pouvant produire plusieurs embryons à partir d'un seul embryon de départ. Dans cette technique, un embryon d'arbre est prélevé à partir d'une semence d'arbre et on le laisse pousser dans une source de nutriment enrichie, appelée support de croissance. L'embryon se développe jusqu'à donner lieu à une masse blanche et molle de cellules nommée « tissu embryogénique ». Ce tissu embryogénique est transféré ensuite dans un support de croissance contenant des hormones, qui favorisera la formation d'embryons somatiques à la surface du tissu embryogénique. Ces embryons sont séparés du tissu embryogénique et sont transférés dans un autre support de croissance contenant des nutriments nécessaires à la pousse du plant. Les embryons somatiques se développent ainsi comme un plant jusqu'à ce qu'ils soient prêts à être transférés dans la terre. Ceux qui sont matures, nommés « plants somatiques », sont plantés dans le sol et on les laisse pousser dans une serre jusqu'à ce qu'ils soient prêts à être transplantés dans des champs.
Le rôle de la biotechnologie dans l'embryogenèse somatique
L'embryogenèse somatique est une technique de clonage importante et une application majeure de la biotechnologie; elle permet de cultiver un embryon d'arbre en laboratoire et de s'en servir pour générer de nouveaux arbres génétiquement identiques. Le génie génétique, un autre important domaine de la biotechnologie, permet de modifier les gènes d'arbre de manière à produire ou à améliorer des caractéristiques désirées. Cette modification est rendue possible en exposant des tissus d'arbre à des radiations, ce qui peut changer le matériel génétique, et en sélectionnant ensuite les arbres présentant le caractère recherché. Les gènes peuvent aussi être introduits dans le génome de l'arbre grâce à des techniques particulières telles que la micro-injection, l'électroporation, et la biolistique.
Bien que des cultures de tissus embryogéniques puissent être générées avec succès, les phases subséquentes de croissance des plants somatiques ne sont pas encore assez fiables pour que ce procédé soit économiquement viable. Les chercheurs étudient des façons économiquement réalisables d'obtenir ces plants tout en normalisant la méthode utilisée dans le but d'en tirer des applications industrielles et commerciales.
Les chercheurs étudient également les gènes des arbres. Leur étude les aidera à en apprendre davantage sur la croissance des arbres, le fonctionnement des gènes et la possibilité d'améliorer des arbres en pratiquant des modifications génétiques. Ils étudient également les effets que peuvent avoir des arbres génétiquement modifiés sur l'environnement en croisant des espèces génétiquement modifiées avec d'autres naturelles et en observant comment leur descendance agit sur la forêt environnante.
Contrôler la capacité des arbres génétiquement modifiés à se reproduire est également un volet qui intéresse les scientifiques. L'insertion de gènes de stérilité provenant de certaines fleurs dans des arbres génétiquement modifiés empêche ceux-ci de se reproduire. Ainsi, on remédie à ce que l'introduction de ces arbres puisse avoir des conséquences génétiques sur une forêt à cause du « flux génétique ». En effet, ce dernier favorise la transmission de gènes d'arbres génétiquement modifiés vers des espèces d'arbres naturels par un mécanisme de croisement.
Développement durable et embryogenèse somatique
Le développement durable est rendu possible grâce à une recherche méticuleuse et à des programmes d'évaluation visant à préserver l'environnement et à promouvoir la diversité biologique de la forêt. L'élaboration de protocoles améliorés et normalisés rendrait l'embryogenèse somatique encore plus viable économiquement. Renseigner l'industrie et le public sur l'embryogenèse somatique et le génie génétique encouragerait la responsabilité sociale en rendant possible des décisions informées au moment de produire ou d'acheter des produits dérivés de la forêt. À l'avenir, l'embryogenèse pourrait jouer un rôle important tant dans l'amélioration des méthodes de préservation des forêts que dans la croissance de leur productivité. La conservation peut se faire à plusieurs niveaux, allant des efforts de reforestation utilisant l'embryogenèse somatique à la protection d'espèces d'arbres menacées par la production de semences artificielles et d'embryons somatiques congelés.
(En anglais seulement)
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