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UNIVERSITE CHEIKH ANTA DIOP - DAKAR
FACULTE DES SCIENCES
/
TIIESE
de Doctorat d' Eta t ès Sciences Naturelles
présentée par
Marie Madeleine SPENCER-LOPES
Ma ître- Ass i stan te à 1a F a cul té des Sci ences
pour obtenir le Grade de Docteur ès Sciences Naturelles
LES
EBA UCHES
DE
RACINES
ADVENTIVES
DE LA TIGE DE SESBANIA ROSTRA TA
BREM (LEGUMINOSAE) :
ETUDE CYT OPHY SIOLOGIQUE AV ANT ET
APRES LEUR DEVELOPPEMENT.
Souten ue le 6 octobre 1992 devant la Commission d'Examen:
Président; Professeur
Amadou T. BA, Univ. C.A.D.
Membres;
Professeur
Emile DU HOUX (Directeur de thèse), Univ. Paris VII
Docteur
André CH AM EL, Directeur de Recherches C.E.N.G. (Rapporteur)
Docteur
Bernard DREYFUS, Directeur de Recherches ORSTOM
Professeur Antoine NON GON 1ERMA, Univ. C.AD.
Docteur
Mouhamadou L. TH IAM, Maitre de Conf. Univ. C.A.D.

A la mémoire de mon Père

Les travaux ayant permis l'obtention des résultats présentés dans
ce mémoire ont été réalisés au Département de Biologie Végétale de la
Faculté des Sciences de l'Université Cheikh Anta DIOP, en collaboration
étroite avec le Laboratoire de Biotechnologies des Systèmes Symbiotiques
Forestiers de Nogent sur Marne (France) et le Centre d'Etudes Nucléaires
de Grenoble (France), sous la direction scientifique du Professeur Emile
DUHOUX.
Mes remerciements vont, tout d'abord, aux autorités universitaires
sénégalaises qui m'ont permis d'effectuer ce travail dans le cadre de mes
activités professionnelles.
Monsieur Emile DUHOUX a bien voulu, il y a quelques années,
m'accueillir dans son laboratoire de Cytophysiologie.n m'a ainsi donné la
chance de travailler à ses côtés dans la recherche scientifique pour la
préparation d'un Diplôme d'Etudes Approfondies en Biologie Végétale.
Sous sa direction, j'ai pu ensuite obtenir une thèse de Dotorat de 3ème
Cycle. Ses grandes capacités scientifiques et son sens profond des
relations humaines, m'ont beaucoup aidée durant toutes ces années et ont
conduit à la présentation
de ce mémoire pour l'obtention du grade de
Docteur ès-Sciences Naturelles. Son intérêt pour mon travail ne s'est
jamais démenti, même après son départ de Dakar. Je prie Monsieur E.
DUHOUX, de bien vouloir trouver ici l'assurance de ma profonde
reconnaissance, de mon attachement indéfectible à l'esprit de son
enseignement et surtout d'un souvenir impérissable.
J'ai été très sensible au soutien que Madame le Professeur Yvette
PARES m'a toujours apporté dans le cadre de mon travail comme dans la
vie de tous les jours. Son sens aigu des valeurs humaines et sa foi
inébranlable dans les vertus de la sagesse africaine m'ont profondément
marquée. Qu'elle trouve ici l'assurance de ma sincère reconnaissance.
J'adresse tous mes remerciements à Monsieur Amadou Tidiane
BA, Chef du Département de Biologie Végétale. Son bureau toujours
ouvert a été pour moi un lieu de discussions et d'échanges fructueux,
mais aussi un hâvre de paix où toutes les angoisses et inquiètudes se
dissipaient. Il me fait, en particulier, le grand honneur de bien vouloir
prés~der cette commission d'examen. Qu'il trouve ici, l'expression de ma
profonde gratitude.

J'adresse à Monsieur le Professeur Antoine NONGONIERMA toute
ma gratitude pour l'aide et les conseils judicieux qu'il m'a toujours
prodîgués. Sa connaissance profonde de la nature est pour nous, ses
jeunes frères et soeurs, une source intarissable d'enseignement.
Mes remerciements vont également à Monsieur Mouhamadou
Lamine THIAM, Maître de Conférences au Département de Biologie
Végétale, pour les critiques et les conseils dont il m'a fait bénéficier au
cours de nos nombreuses discussions. Je le prie de trouver ici
l'expression de ma sincère reconnaissance.
Je dois beaucoup à Madame Jeanine GAGNAIRE, Directeur de
recherches au Centre d'Etudes Nucléaires de Grenoble, pour le soutien et
la direction sans faille qu'elle m'a apportés au cours du travail effectué
sur l'utilisation des radio-isotopes en biologie végétale. Qu'elle trouve ici,
l'assurance de ma profonde gratitude.
Le Docteur André CHAMEL, Directeur de Recherches au Centre
d'Etudes Nucléaires de Grenoble, a suivi avec intérêt mes travaux sur
l'application des radio-isotopes à l'étude de l'absorption racinaire chez
Sesbania rostrata, il m'a judicieusement conseillée pendant mon stage.
Je le remercie également pour avoir accepté de discuter les résultats et,
malgrè ses nombreuses occupations, de participer au jury.
Au Docteur Bernard DREYFUS, Directeur de Recherches au
Laboratoire de Microbiologie des sols du Centre 18RA 1 OR8TOM de
Dakar, j'adresse également mes remerciements très sincères pour la
collaboration fructueuse qu'il a initiéeavec notre département dans le
cadre de ce travail sur Sesbania rostrata et aussi pour avoir accepté de
participer à ce jury d'examen.
Mes remerciements s'adressent également à Monsieur Alain
COTTIGNIES, Maître de Conférences à l'Université de Paris VI. Les
discussions fructueuses qu'il a bien voulu m'accorder et dont j'ai tiré le
plus grand bénéfice, mais surtout le fait d'avoir accepté de prendre de son
temps pour relire et critiquer les résultats, m'ont profondément touchée.
Je l'en remercie très sincèrement.
Il n'est pas possible de citer ici toutes les personnes qui m'ont aidée
et encouragée au cours des longues années passées à explorer les
ébauches de r~cines adventives de S. rostrata, et sans lesquelles je
n'aurais pu effectuer ce travail.

Je voudrais ainsi exprimer mes remerciements très sincères
à
toutes les personnes qui, d'une manière ou d'une autre, ont participé à la
réalisation de ce travail.
A tout le personnel du Département de Biologie Végétale du
CENG, pour l'aide spontanée que vous m'avez apportée et pour cette
atmosphère de chaleureuse amitié dans laquelle s'est effectué mon
séjour.
Au personnel du CTFT et du BSFT de Nogent sur Marne pour
leur collaboration amicale et sans faille. Je prierai particulièrement,
Mademoiselle Hélène LAFORGE de trouver ici le gage d'une amitié
sincère.
A Monsieur Pierre LOUIS du laboratoire d'Embryologie
Expérimentale du CNRS de Nogent sur Marne pour toutes les "ficelles"
du métier de photographe qu'il a bien voulu me faire partager.
A mes collègues et amis des Départements de Biologie
animale, de Géologie et de Chimie pour leur assistance et leur amitié
constantes. Je ci terai plus pari tculî èremen t Messieurs Em. COLY, Ed.
COLY, B. MARCHAND, X. MATTEI, M. NDAO, D. NGOM, Y. SIAU,
B.S. TOGUEBAYE, que j'ai si souvent sollicités.
A
tous
les
chercheurs,
techniciens
et
personnels
administratifs du Centre de Recherche ISRA / ORSTOM de Bel-Air, plus
particulièrement du Laboratoire de Biologie des sols, pour l'aide précieuse
qu'ils m'ont toujours apportée avec beaucoup de gentillesse.
A mes chers amis du Département de BiologieVégétale,
collègues, techniciens et personnel administratif, à aucun moment votre
sollicitude à mon égard ne s'est démentie. Vous avez toujours répondu à
mon appel, que
ce soit pour des aménagements horaires, pour des
discussions de fond ou même pour des manipulations. Je vous adresse à
tous et à chacun en particulier, mes sincères remerciements. Je dirai,
par la même occasion, à mon amie et collègue Madame Gnagna LEYE de
bien vouloir trouver ici l'assurance d'une amitié sincère et durable.
Je remercie aussi très sincèrement les autorités des centres de
recherches français dans lesquels j'ai eu la chance de travailler pour
toutes les facilités qu'elles m'ont accordées
dans la réalisation de mes
programmes de stages.

A l'Agence Internationale pour l'énergie Atomique (AlEA),
à la
Mission Française de Coopération à Dakar, à la Fondation pour
l'impulsion de la Recherche Scientifique au Sénégal ( FIRST ) et à la
Fondation Internationale pour la Science (FIS), plus particulièrement à
son Secrétaire Scientifique Monsieur Jacques BALDENSPERGER
j'adresse mes sincères remerciements pour leur assistance financière.

Titre: Les ébauches de racines adventives de la tige de Sesbania rostrata Brem
(Leguminosae) : étude cytophysiologique
avant et après leur développement
Nom du candidat: Marie Madeleine SPENCER-LOPES
Nature du Mémoire: Thèse de Doctorat ès Sciences
Jury: Président
Professeur Amadou Tidiane BA
Membres
Professeur Emile DUHOUX (Directeur de thèse)
Docteur André CHAMEL
Docteur Bernard DREYFUS
Professeur Anatoine NONGONIERMA
Docteur Mouhamadou Lamine THIAM
Résumé: Sesbania rostrata Brem est une légumineuse tropicale annuelle ql1'i porte de
nombreux nodules fixateurs d'azote sur la tige. Ces nodules se forment après
infection par l'Azorhizobium caulinodans de sites préformés. Les études
histologiques entreprises dans le présent travail, ont permis de montrer que ces
sites de nodulation sont en fait des ébauches de racines adventives à un stade de
différenciation avancé. Les paramètres cytophysiologiques ci-après, ont été
étudiés pour caractériser l'état de latence assez inhabituel de ces ébauches de
racines adventives: le potentiel hydrique, la répartition de l'eau libre (RMN du
proton), la distribution des taux d'ADN et l'index mitoqique dans les noyaux des
cellules méristématiques racinaires. Lorsque la tige séjourne quelques temps
dans l'cau, les ébauches racinaires se développent en racines adventives
typi ques. L'utilisation des isotopes radioactifs 86Rb et 134Cs a permis de mettre
en évidence le rôle de ces structures dans la nutrition minérale de la plante. Et
enfin, la culture in vitro de fragments d'entre-noeuds sur un milieu nutritif de
base sans régulateurs de croissance a révélé que ces ébauches de racines
adventives possèdent des potentialités morphogénétiques originales comme la
possibilté de reconversion de méristèmes racinaires en méristèmes caulinajres.
Mots Clés: Sesbania roslrala .racine adventive. quiescence.absorption minérale.
reconversion méristèmatique.
Abstract : Sesbania rostrata Brem is an annual tropical legume which forms nitrogen-
fixing nodules on the stem, after infection by the Azorhizbium caulinodans.
Histological studies undertaken on the preformed sites showed that they were in
fact adventitious root tips . In order to characterizise the physiological stage of
these root tips, various factors involved in dormancy are studied : water potential,
lack of free water (RMN), cytodensimetric measurements of nuc1ear DNA
contents and mitotic index. Application of radioisotopes 86Rb and 134Cs pointed
out that these lateral root tips are able to absorb mineraI nutrients from
surrounding media, and therefore, are involved in the mineraI nutrition of the
whole plant. Excised internodal segments of S. rostrata cultured on a nutrient
medium whithout growth regulator formed numerous buds. The results presented
in this work showed that thcse advcntitious root lips werc characterized by
original morphogenetical capabilities as the transformation of the root meristem
onto a bud mcristem.
Key Words : Sesbania roslrala. adventitious root. mineraI absorption. mcristematic
recon version.

~ODUCTIONGENEWUE

2
Une
plante
supérieure,
comme
tout
organisme
vivant
pluricellulaire, constitue un système intégré au sein duquel les diverses
unités ou organes s'influencent mutuellement dans un réseau de
corrélations multiples. Ces interactions, à l'état naturel, vont permettre à
la plante de prendre sa forme spécifique (Champagnat, 1974).
Les corrélations qui contrôlent la morphogenèse de l'appareil
racinaire sont beaucoup moins connues que celles qui concernent
l'appareil caulinaire.
De même, peu de résultats ayant trait au contrôle corrélatif de la
rhizogenèse adventive ont été recueillis, et pour des raisons économiques
évidentes, on connait mieux la rhizogenèse induite dans le cadre du
bouturage que l'induction et la croissance des racines adventives
préformées.
L'induction des racines adventives peut survenir à la suite d'une
rupture des corrélations internes, sous l'effet d'une blessure de la plante
ou d'un bouturage. Des racines adventives peuvent également se former
de manière spontanée et naturelle chez certaines espèces végétales. De
nombreuses plantes possèdent, en effet, deux systèmes racinaires : le
système racinaire primaire ou séminal qui provient du développement de
la radicule pendant la germination et le système racinaire adventif qui,
lui est induit a posteriori à partir d'organes divers de la plante; tiges,
feuilles, ou organes reproducteurs.
A cause de leur origine caulinaire, et peut-être aussi de leur
position aérienne, les racines adventives de nombreuses espèces ont la
particularité de développer des fonctions parfois très .différentes de celles
que l'on rencontre chez les racines souterraines. Ainsi en est-il de
certaines plantes tropicales qui possèdent des racines adventives capables
de développer des structures, des formes et des fonctions nouvelles (par
exemple, les pneumatophores des plantes de mangrove).
Une illustration en est fournie, également, par des légumineuses
tropicales de milieux humides, comme certaines espèces du genre
Aeschynomene et du genre Sesbania dont les racines adventives présentes
sur la tige, à l'état d'ébauches préformées, peuvent en présence du
Rhizobium spécifique se transformer en nodules aériens fixateurs d'azote
atmosphérique.
La nodulation caulinaire présente
un grand intérêt pour
l'agronomie, car elle augmente considérablement les potentialités

3
fixatrices de la plante qui est souvent nodulée, par apleurs au niveau de
l'appareil souterrain, et rend le système symbiotique moins dépendant
des facteurs de l'environnement (Dreyfus et Dommergues, 1980 et 1981 ;
Dommergues et al., 1985).
Les sites de nodulation caulinaire de S. rostrata ont retenu notre
attention car les racines adventives qui les constituent présentent des
propriétés très originales (Dreyfus, 1982 ; Duhoux & Dreyfus, 1982). Tout
d'abord, contrairement aux racines adventives préformées décrites à ce
jour, dans la littérature, notamment par Favre (1977 a et b), elles ne
restent pas "latentes au sein des tissus qui leur ont donné naissance"
mais se présentent à l'air libre, après avoir traversé l'épiderme de la tige.
Ensuite, les phénomènes de rhizogenèse sont bien séparés des
phénomènes de croissance racinaire sensu stricto, cela permet donc
d'envisager d'étudier séparément l'un ou l'autre de ces phénomènes
encore imparfaitement compris.
Enfin, la position prédétenninée et le grand nombre d'ébauches de
racines adventives de la tige de S. rostrata font de cette plante un modèle
expérimental très accessible pour étudier à la fois l'état physiologique de
ces racines latentes, leur développement en racines adventives typiques,
leur rôle dans la nutrition de la plante, leur évolution en nodules
caulinaires en présence de l'Azorhizobium caulinodans et enfin la
déviation morphogénétique du développement de certaines d'entre~elles,
en bourgeons lorsque des fragments de tige sont cultivées in vitro.
Nous avons utilisé ce système biologique naturel pour réaliser
d'une part, une étude expérimentale des corrélations morphogénétiques
et physiologiques multiples qui s'exercent entre les différentes unités ou
organes végétaux et, d'autre part pour analyser les processus de
différenciation des ébauches racinaires adventives de la tige de la
légumineuse tropicale annuelle Sesbania rostrata.
Le premier chapitre de ce mémoire est consacré à une étude
détaillée de la morphologie, de l'anatomie, et de la caractérisation
physiologique de ces ébauches de racines adventives en attente sur la tige.
Des résultats concernant la répartition de certains éléments minéraux
identifiés dans ce matériel, au niveau de la tige et au niveau des ébauches
racinaires, sont également présentés.

4
Les corrélations morphogénétiques qui contrôlent l'évolution de ces
ébauches en racines adventives typiques sont étudiées, dans un deuxième
chapitre.
L'utilisation de traceurs radioactifs (86RB et 134Cs), a permis
d'étudier l'absorption et la répartition des éléments minéraux dans la
plante de manière à mieux cerner le rôle de ces racines adventives dans
la nutrition minérale de la plante.
Dans un troisième chapitre, il est abordé, l'étude des potentialités
morphogénétiques de ces ébauches: ces dernières en culture in vitro
peuvent donner naissance à des bourgeons adventifs, évoluant eux-
mêmes très rapidement en rameaux feuillés. Cette formation de
bourgeons adventifs a également été observée au niveau des sites de
nodulation de Aeschynomene afraspera. Une étude comparative de la
plasticité morphogénétique des tissus des sites d'infection chez ces deux
espèces a donc été effectuée.
Au préalable nous nous proposons de rappeler, dans une synthèse
bi bli ogra phique, 1es cannai ssan ces aet uelles conce rnan t 1es raei nes
adventives, les conditions de leur formation, la croissance racinaire, les
principales fonctions des racines adventives et, enfin la plasticité
morphogénétique au niveau des apex de racines chez certaines espèces
végétales.

5
,ETUDE BffiLIOGRAPIDQUE.

6
1 - Diversité des racines adventives dans le règne végétal.
La grande majorité des plantes présente un appareil végétatif
typique constitué de feuilles, d'une tige et de racines souterraines.
Quelques plantes cependant ne possèdent pas de racines; c'est le cas des
hydrophytes flottantes : Wolfia arhiza, (Lemnaceae), Salvinia spp
(Salviniaceae) et Ceratophyllum (CeratophyllaceaeJ.
On trouve également des plantes armzes chez les Bromeliaceae
épiphytes, chez les Orchidaceae saprophytes et chez certaines plantes
parasites, comme les Raflesiaceae (Favre, 1977a).
Les études paléontologiques ont montré que les premières plantes
terrestres n'avaient pas de racines mais seulement des tiges. Par
exemple, les Psilotales qui datent du Dévonien, possèdaient des rhizomes
horizontaux associés à une tige érigée. Les rhizomes de Rhynia, portaient
quant à eux des rhizoïdes unicellulaires qui pourraient être considérés
comme les précurseurs des structures racinaires (Barlow, 1976).
L'anatomie comparée et la paléobotanique montrent que le système
racinaire adventif est un caractère primitif. Il semblerait que les
premières plantes apparues sur terre portaient des racines adventives
produites par des zones rhizogènes spécifiques situées à la base des tiges.
Le système racinaire primaire ou séminal tel que nous le connaissons
actuellement n'existait pas. Ce système peut donc être considéré comme
un caractère spécifique des Angiospermes et des Gyrilnospermes qui sont
apparus plus tard (Barlow, 1976).
La distribution des racines adventives a progressivement évolué de
la base des tiges vers des zones plus apicales (Fig. 1). Cette progression
vers les parties hautes de l'appareil végétatif peut être considérée comme
un caractère récent pennettant aux plantes d'explorer plus rapidement et
de manière plus efficace des niches écologiques nouvelles. Très souvent,
d'ailleurs, les racines adventives recolonisent des zones perdues par les
racines séminales, c'est ce que Kahn (1977 et 1978) appelle "la reconquête
de l'espace proximal".
Les
racines
adventives
sont
très
répandues
parmi
les
Angiospermes actuelles, on les rencontre depuis les xérophytes jusqu'au
hydrophytes, chez les monocotylédones comme chez les dicotylédones.
Chez les plantes épiphytes, les racines séminales dégénèrent souvent très
tôt et sont remplacées par des racines adventives

/R.A.
R.A.
1
-.....l
Fig. 1 - Migration des zones démergence des racines adventives (R.A.)
vers les parties hautes des tiges:
A - Elais guineensis
B - Cryosophila nana
C - Iriartea exorrhiza
D - Pandanus candelabrum.
d'après Jenik (1978).

8
Ces racines adventives des plantes épiphytes ou hémiépiphytes
présentent généralement un dimorphisme caractéristique et sont
traditionellement classées en deux groupes:
- les" racines adventives de fixation"
- et les" racines adventives d'assimilation" (Goebel, 1905
Davis, 1970).
Ainsi chez la liane Philodendron melanochrystum (Araceae) on
observe des racines adventives fixatrices qui croissent latéralement et
enserrent le support et, des racines adventives nourricières qui sont
basipètes.
Très souvent d'ailleurs, les caractéristiques anatomiques de ces
racines adventives changent dès qu'elles pénètrent dans le sol, comme le
montre le tableau 1 ci-dessous.
Tableau 1 - Caractéristiques des racines adventives avant et après leur pénétration dans
le sol (D'après Kapil & Rustagi, 1966)et Hinchee (1981).
Espèces
Caractérist.iques
Racines aériennes
Racines terrestres
poils absorbants
absents
présents
lenticelles
nombreuses
peu nombreuses
Ficus benghalensis
endoderme
peu développé
bien développé
moelle
bien distincte
absente
tissus secondaires
quelques vaisseaux
nombreux vaisseaux
(petite taille)
(grande taille)
poils absorbants
absents
présents
Monstera deliciosa
raphides
quelques uns
nombreux
Chez Ficus benghalensis les racines adventives peuvent se
développer en très grand nombre sur les branches latérales. On connaît
des spécimen dont la frondaison peut atteindre 500 à 600 mètres de 1
circonférence et qui présentent plusieurs centaines de "racines troncs"
pouvant elles-mêmes atteindre 3,70 m de circonférence (Galil, 1984).

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Les racines échasses sont d'épaisses racines adventives qui
prennent naissance sur le tronc ou les tiges, souvent à 1 m du so] ou de
l'eau et qui se recourbent ensuite vers le bas pour aller se ficher dans la
vase. Les exemples les plus typiques de ces racines· échasses se
rencontrent dans les mangroves: Rhizophora spp et Pandanus spp. De
telles racines échasses, encore appelées racines nodales existent
également chez Zea mays (Clowes. 1978). Les racines échasses peuvent
être considérées soit comme une réponse à une atmosphère très humide,
soit comme un mécanisme d'évitement de l'asphyxie suite à l'inondation,
elles auraient donc à la fois un rôle de fixation et un rôle de nutrition.
Clemens et al. (1978) et Blake & Reid, (1981) ont montré que chez
certaines plantes placées en condition d'inondation, la formation de
racines adventives associée à la mise en place de l'aérenchyme
constituent une réponse adaptative qui permettrait à la plante de
continuer à assurer ses échanges gazeux et nutritifs.
Certaines racines adventives deviennent des épines par arrêt de la
croissance et lignification des cellules corticales, exemple ; épines ou
pneumorhizes du palmier Euterpe oleracea (De Granville, 1974).
Les racines contreforts sont anatomiquement des
racines
adventives reliées au tronc par une structure particulière formée en
partie par les tissus du tronc, en partie par les tissus des racines el1es-
mêmes, c'est le cas du fromager (Ceiba pentandra,BombacaceaeJ.
Chez certaines espèces les racines adventives prennent naissance
au niveau de l'apex de la tige mais croissent vers le bas dans les tissus du
cortex et n'émergent que peu avant d'atteindre le sol, cas du Lycopodium
spp (Lycopodial:eae) (Stockey, 1907).
Chez les plantes aquatiques les racines adventives sont également
de deux types avec des caractéristiques anatomiques différentes. Ainsi
Ludwigia adscendens et L. peplofdes (Onagraceae) présentent des racines
adventives polymorphes: les racines dites "normales" à diamètre faible et
à géotropisme positif et les racines hypertrophiées à diamètre important
et à géotropisme négatif (Ellmore, 1981 ; 8amb, 198.1 et 1987).
Les plantes de la famille des Podostemaceae qui sont très répandues
dans la zone tropicale, ont d'abord été considérées comme des algues ou
des lichens à cause de leur structure thalloïde. En fait ce "thalle" est une
racine adventive pouvant porter des bourgeons caulinaires (Barlow, 1976).

10
Parmi les orchidées, les genres Microedia, Toeniophyllum et
Campopylocentrum sont caractérisés par leur structure apparemment
acaule, avec seulement des racines adventives qUI peuvent atteindre
90 cm de longueur. Des tiges existent cependant chez ces plantes mais
elles présentent une croissance très lente et les feuilles sont réduites à de
petites écailles (Jonsson, 1981).
La disposition aérienne des racines adventives leur confère
généralement des propriétés complémentaires à celles des racines
séminales, par exemple la possibilité d'extraction de nutriments de
milieux autres que le sol, comme le milieu aérien ambiant ou des niches
écologiques particulières.
C'est ainsi que le Codonanthe uleane (GesnereriaceaeJ ne peut vivre
en épiphyte qu'après formation d'un "jardin de fourmis", c'est-à-dire
après formation d'une association étroite entre ses racines adventives et
des fourmis commensales, sinon elle vit en plante terrestre. Les racines
adventives viennent extraire l'eau et les substances nutritives de l'humus
et des détritus accumulés par les insectes au niveau de certaines feuilles
modifiées (Barlow, 1976).
Ces structures racinaires adventives interviennent bien souvent
dans la multiplication végétative, c'est-à-dire la propagation de la plante,
par rupture des stolons ou des rhizomes. Chez Musanga
smithii
(MoraceaeJ une nouvelle pousse nait souvent à partir du point de
pénétration de la racine dans le soL Ceci constitue une forme de
multiplication végétative très efficace pour cette espèce qui fleurit très
tardivement (Barlow, 1976).
2 - Conditions de formation des racines adventives
Les conditions de formation des racines adventives varient
considérablement avec les familles, les genres, les espèces, les cultivars et
même avec l'âge et la nature de l'organe qui leur donne naissance: tige,
feuilles ou bourgeons.
Chez les cryptogames vasculaires, de même que chez certaines
Orchidées du genre Aerangis, la rhizogenèse adventive spontanée parait
de règle (Emberger,
1960). Les racines adventives sont encore
prépondérantes chez
les
monocotylédones.
Par contre,
chez les
dicotylédones la formation des racines adventives intervient soit en
compl émen t de l'en raci nemen t 1a téral, soi t 1e pl us sou ven t a prè s

11
bouturage, c'est-à-dire après isolement de fragments de tiges ou d'autres
organes de la plante.
Dans tous les cas, la formation des racines adventives implique une
transformation profonde de l'activité histologique des tissus qui leur
donnent naissance.
Du point de vue histologique, il est généralement admis que les
racines adventives ont une origine interne, c'est-à~dire qu'elles prennent
naissance au niveau des tissus conducteurs ou au niveau des tissus
parenchymateux voisins. Des racines adventives d'origine superficielle
existent, cependant chez Crassula multicaua, chez Armorica rustica et
chez Nasturtium officinale (Champagnat & Blatteron, 1966 ; Gautheret,
1969 et Ballade, 1970).
Le processus de la rhizogenèse a été étudié de manière détaillée par
Buvat (1944, 1945) chez Lycopersicum
esculentum et Brime ura
amethystina. Il est actuellement admis que la succession des différentes
phases de dédifférenciation' et de différenciation décrites par Buvat n'est
pas spécifique à ces plantes ni même à la rhizogenèse. Dans ses grandes
lignes, ce processus est commun à toutes les néoformations d'organes.
En ce qui concerne la rhizogenèse sensu stricto si les auteurs
s'accordent sur le fait qu'il y a généralement plusieurs phases, il n'y a
pas l'unanimité quant au nombre des différentes étapes. Nous adopterons
la chronologie de Favre (1977a) modifiée par White & Lowell (1984) qui
nous paraît simple et suffisamment explicite avec trois étapes
princîpales :
. la première consiste en une activation générale des tissus
qui vont dOIUler naissance à la racine adventive,
- la seconde est marquée par le développement d'une activité
mitotique importante: c'est l'édification du champ morohogénétiaue de la
future racine,
- et dans une troisième étape, le champ morphogénétique
organisé entre en croissance.
Il faut signaler toutefois, que ces étapes n~ se succèdent pas
forcément; c'est ainsi que des cellules activées peuvent ne jamais donner
naissance à une racine ou encore la racine peut prendre naissance à une
certaine distance des cellules activées.
Des racines adventives peuvent également être mises en place à la
suite d'une infection par certains agents pathogènes. La tomate, par

12
exemple, peut former des racines adventives en réponse à l'infection par
Pseudomonas solanacearum ou Corynebacterium michiganense (Grieve.
1941). Un autre exemple célèbre de formation des racines adventives à la
sui te d'une infection est le cas de l'infection par Agro bacter i u m
rhizogenes qui donne naissance au point d'infection à une touffe de
racines adventives caractéristiques: les" Hairy Roots" (Riker et al, 1980)
et cela sur de nombreuses plantes: pommier, rosier, betterave à sucre et
Forsythia.
Plusieurs auteurs ont, par ailleurs, signalé l'existence de racines
adventives courtes abondamment produites en conditions sèches.
Cannon (1949) avait constaté que certaines annuelles désertiques
pouvaient former des racines latérales de "deuxième poussée" initiées
seulement en milieu sec et persistant à l'état de rudiments tant que dure
la sécheresse.
Chez Sinapis alba de nombreuses petites racines adventives à peine
visibles à l'oeil nu apparaissent 'sur le pivot ou les racines latérales en
conditions de stress hydrique (Vartanian, 1971, 1972 a et h, 1981 et 1984).
De telles racines ont également été décrites chez des Zygophyllaceae
comme le Zygophyllum dumosum et le Tribulus cistoL'des (Allen & Allen,
1949). Ces racines représentent probablement une réponse adaptative qui
permet la mise en place rapide d'une importante surface absorbante dès
que les conditions d'humidité redeviennent optimales:
Il ne semble pas y avoir d'orientation spécifique de la distribution
des racines adventives, ni la dominance apicale. ni la vascularisation des
noeuds ou entre-noeuds ne permettent d'expliquer la répartition des
racines adventives chez une plante donnée. Weber (1936) a proposé une
classification des R.A en quatre catégories principales:
- les racines adventives hypocotylaires (ex: Balsamina),
- les racines adventives nodales (ex: Ranunculaceae),
- les racines adventives bourgeonnaires {ex: Crassulaceae},
- et les racines adventives internodales {ex: Hedera}.
Toutes les racines adventives décrites précédemment sont
parfaitement développées, mais il existe également des racines adventives
sous forme d'ébauches racinaires qui restent latentes et ne poursuivent
leur croissance que dans certaines conditions.
En effet, un certain nombre de plantes présentent des "racines
préformées" à l'aisselle des feuilles, au niveau des noeuds ou plus

13
rarement, au niveau des entre-noeuds. Ces racines sont généralement
"latentes au sein des tissus qui leur ont donné naissance" (Favre, 1977 a),
c'est le cas de Populus nigra var. italica (Shapiro, 1958), de SaUx fragilis
L. (Hais sig, 1970), de l'olivier, de certaines espèces des genres
Citrus,Cotoneasler, Hydrangea, Jasminum, Ribes, (Favre, 1977 a et b), et
de Tradescantia fulmensis, (Nadjahi, 1977 et Nadjahi et Favre, 1980).
Swingle (1925) avait également montré l'existence de racines
adventives latentes groupées en amas en un même point appelé" Burr-
knot" chez certains arbres fruitiers tels les pommiers et les cognassiers.
Récemment des ébauches de racines adventives latentes ont été décrites
chez des Aeschynomene (Alazard, 1985 ; Alazard, 1990).
La mise en place de ces ébauches de racines préformées est
probablement contrôlée génétiquement comme le suggère Haissig (1970)
pour les espèces qui présentent de primordiums racinaires préformés.
Zobel (1975) a montré,sur la base d'études de mutagenèse chez la tomate,
que la mise en place des racines séminales et des racines adventives est
contrôlée par différentes parties du génome de la plante. Mais on ne
connait pas encore le nombre de gènes impliqués dans cette régulation.
Concernant la régulation physiologique de la mise en place de ces
racines adventives, nous disposons de relativement peu de résultats
définitifs. n est, cependant, généralement admis que l'auxine joue un
rôle primordial dans l'ini tia tion et le développement des racines
adventives (Haissig, 1970, 1972 et 1974 ; Leroux, 1973). Ainsi Weigel et al.
(1984) ont montré que plus la concentration en auxine présente à la base
de la bouture au moment du prélèvement est importante, plus le nombre
de racines adventives formé est important. De même Brunner (1978) en
utilisant la chromatographie en phase gazeuse a montré dans le dernier
centimètre de la base des boutures de Phaseolus
uulgaris L. une
augmentation de la concentration en AIA et AIB dans les premières
24 heures après le prélèvement. Cette période correspond aussi au plus
fort pourcentage de formation de racines adventives Au delà de 24 heures,
le taux de ces auxines diminue; ce qui entraîne une réduction de la rhizo-
genèse et plutôt la poursuite de l'élongation racinaire (Vierskov, 1978).
Les auxines proviennent généralement des bourgeons et des
feuilles. Ces dernières interviennent non seulement dans la synthèse et le
transport de l'auxine vers les zones cibles, mais aussi dans la synthèse
d'autres substances pouvant intervenir en synergie avec ces auxiryes :
l'indole et les composés phénoliques (Jarvis & Booth, 1981 ; Jarvis et al,

14
1983). L'auxine favorise également la transport des carbohydrates, c'est-à-
dire des réserves énergétiques vers la base de la bouture.
3 - Croissance des racines adventives.
Après formation du "champ morphogénétique", la nouvelle ébauche
racinaire est généralement prête pour l'élongation. Cependant, elle peut
entrer immédiatement en croissance, par exemple lors d'un bouturage,
ou rester latente, pendant un temps plus ou moins long, c'est le cas pour
les racines préformées.
Dans tous les cas, lorsque la croissance est induite, on constate
qu'après une phase de multiplication cellulaire assez "désordonnée", il se
manifeste, au sein du méristème radical, une certaine organisation,
c'est· à-dire une orientation des divisions et des directions d'élongation
cellulaire. C'est ainsi que vont s'édifier progressivement le cylindre
central en position interne, le cortex, l'épiderme et la coiffe de la future
racine (Favre, 1977 a).
il faut noter que chez les racines préformées, la croissance peut
être assurée soit par l'addition de nouvelles cellules produites par le
cambium, de la même façon que se mettent en place les cellules du
phloème secondaire, c'est le cas de Salix fragilis
(anciennement
S. cordata ; Carlson, 1938 et 1950). Par contre, chez le genre Cotoneaster
Clark (1933) a montré que la croissance se produit par des divisions et des
élongations cellulaires au sein même du méristème racinaire.
L'individualisation
du
centre
quiescent,
considéré
comme
caractéristique des apex radicaux se produit, en général, lorsque le jeune
méristème a effectué un début de croissance et émerge des tissus qui lui
ont donné naissance (Favre, 1977 a).
Dans certains cas, la croissance des ébauches racinaires peut être
très lente, ainsi chez SaUx fragilis, Carlson (1938) a montré que dans les
tiges d'individus âgés de 9 ans, on pouvait trouver des ébauches
racinaires encore imparfai tement organisées.
La poursuite de l'élongation va conduire l'ébauche de racine
adventive à traverser les tissus dans lesquels elle se trouve incluse avant
d'émerger à l'air libre. Cette traversée peut s'effectuer soit par
"écrasement" des cellules situées en avant de l'ébauche racinaire
(Carlson, 1938 et Haissig, 1974), soit par hydrolyse enzymatique des
cellules avoisinantes (Mac Cully, 1975). Ces deux hypothèses s'appuient

15
pour la première, sur le fait qu'il subsiste souvent, à l'avant de l'ébauche
de racine adventive des débris cellulaires plus ou moins applatis et pour
la deuxième sur la présence de "poches" ou "cavités" vides autour de
l'ébauche de racine adventive (Peterson. 1975).
Il est probable que les deux phénomènes coexistent lors de la
croissance des ébauches de racines adventives. En effet, dans certains cas
les parois cellulaires voisines peuvent être facilement lysées par des
cellu1ases, mais certains tissus très riches en composés pectiques,
difficilement hydrolysables, comme les fibres et les sc1éristes sont plutôt
écrasés et repoussés sur les côtés (Haissig, 1972).
Les ébauches de racines adventives émergent généralement en
formant un angle droit avec l'axe principal de la tige, elles se recourbent
ensuite vers le bas (Carlson, 1938). Dans certains cas cependant, des
ébauches de racines adventives peuvent émerger au niveau de la surface
de section de la tige, cela pourrait s'expliquer par la présence de barrières
physiques infranchissables comme les assises de sclérenchyme dans
certaines tiges (Carlson, 1938).
4 - Morphogenèse in vitro
conversion d'un méristème racinaire en
méristème caulinaire.
La formation de bourgeons sur des racines ou drageonnement est
un phénomène bien connu. De nombreuses espèces végétales se
mu1tiplient, en effet, naturellement à partir de bourgeons formés le long
de racines, ce sont des drageons. Citons par exemple le cas de l'arbre à
pain (Artocarpus incisa L. Moraceae ; de l'Acacia albida. Papilionaceae ;
des régions tropicales et l'exemple du framboisier Œubus idaeaus L,), en
zones tempérées.
Ces bourgeons se forment le plus souvent après traumatisme ou
excision des racines. Chez les Podostemaceae, l'une des fonctions prin-
cipales du système racinaire est la production de drageons (Goebel, 1905).
La formation de bourgeon en position apicale par rapport à la
racine est un phénomène plus rare. Ce phénomène a été observée chez
des fougères comme Ophioglossum vulgatum. (Rostowzew, 1891;
O.
lustanicum L. (Gerwirtz et Fahn, 1969) ou O. petiolatum L.
(Peterson,1968), chez les Sélaginelles (Wochock & Sussex, 1975 a et b) et
chez des Angiospermes tels que le liseron (Torrey, 1958), le pissenlit ou
l'endive (Hartmann et Kester, 1975).

16
Chez les orchidées également le phénomène est connu, par exemple
chez Neottia
nidus-avis R. (Champagnat, 1971), chez Fogonia
ophioglossoides (Holm, 1925) ou chez Catasetum spp (Kerbauy, 1984).
Les observations histologiques concernant ces néoformations
caulinaires ont généralement montré que malgré les apparences, le
bourgeonnement observé est latéral par rapport au méristème racinaire
proprement dit qui demeure intact C'est le cas chez les orchidées
précédemment citées (Peterson, 1968 et 1970), de même que chez le
liseron, le pissenlit et l'endive.
La perspective qu'une telle caulogénèse à partir de l'apex racinaire
soit éventuellement exploitable pour une multiplication végétative, a
conduit plusieurs auteurs à examiner si le phénomène est reproductible
in vitro, Au titre de ces vérifications expérimentales, on peut citer les
travaux de Peterson (1970 et 1975) sur Ophioglossum petiolatum, de Brand
& Venverloo (1973) sur Populus nigra spp italiea et de Rao et Mahan Ram
(981) sur Limnophila indiea.
Ces auteurs sont unanimes pour affirmer que la néoformation
gemmaire terminale sur les racines étudiées ne met· pas directement en
jeu le méristème racinaire lui-même. Ce qui fait dire à Bigot (1980) "qu'en
aucun cas le méristème racinaire ne se transforme en méristème
caulinaire" .
Les premiers auteurs à parler d'une transformation de méristème
racinaire en méristème caulinaire sont Champagnat et al., 1967 et 1968)
et puis Ballade (1968 et 1970). lis ont montré qu'en présence de kinétine, il
pouvait y avoir une transformation en bourgeon de certains apex
d'ébauches racinaires. L'origine tissulaire de cette conversion est
superficielle. Cette reconversion n'apparait toutefois possible qu'à la
condition d'opérer très précocement. En effet, dès qu'est mise en place
l'organisation racinaire complète avec cylindre central, écorce, assise
pilifère et surtout coiffe, les ébauches racinaires ne sont plus tranfor-
mables. Ainsi, ont-il conclu que les bourgeons formés proviennent d'une
dédifférenciation de l'assise superficielle terminale de la jeune ébauche
encore inachevée, c'est-à-dire du rhizoderme recouvrant alors "la plaque
radiculaire". Ds entendent par là que le territoire induit à former le
méristème caulinaire est localisé strictement hors du méristème
racinaire proprement dit. Ce dernier, s'il n'intervient pas directement,
semble toutefois jouer un rôle aussi bien dans la localisation que dans
l'induction du phénomène,

17
C'est d'ailleurs ce que montre Bigot (1980) chez Wle autre espèce, le
lys hybride "Enchantement". Chez cette plante, en effet, des ébauches de
racines adventives sont initiées très tôt, à la base des tiges et sur un
milieu riche en cytokinines. La mise en culture in vitro des tissus
contenant ces ébauches racinaires
entraîne
un bourgeonnement
exactement à la place de celles-ci. Or, l'auteur constate que l'activation
mitotique aboutissant à ce développement caulinaire est précédée par une
vacuolisation et une transformation en "organes de réserves" des
ébauches racinaires présentes, et qu'elle a lieu au contact de celles-ci.
TI devient donc évident, dans ces conditions, que les méristèmes
racinaires n'engendrent pas les bourgeons formés par une sorte de
conversion,
mais qu'ils ont une responsabilité directe dans les
caulogénèses adjacentes observées.
La question demeure donc de savoir si un territoire méristématique
déjà engagé dans une organisation racinaire peut être réorienté vers un
programme morphogénétique caulinaire. Les résultats dont nous
disposons actuellement ne permettent toujours pas de répondre de
manière absolue. De nombreux auteurs s'accordent à penser, avec Bigot
(1977) qu'à partir du moment où un méristème racinaire constitué
émerge à l'air libre son "organisation" est désormais "protégée" et qu'il
ne peut modifier son fonctionnement et ses caractéristiques pour se
transformer en méristème caulinaire.
Les travaux de Refeno et Roux (1984) sur le vanillier rVanilla
{ragrans, Orchidaceae} apportent cependant des arguments de poids qui
montrent que des extrémités racinaires peuvent être le siège d'un
méristémogenèse adventive et latérale, mais peuvent aussi donner
naissance à une reconversion caulinaire de l'apex racinaire proprement
dit. Ces auteurs ont, en effet, montré que le méristème racinaire du
moins dans sa partie nodale qu'est la région du centre quiescent avec son
halo mitotiquement actif, peut engendrer directement un méristème
caulinaire.
5 - Conclusion.
De cette revue de la littérature, on retiendra surtout la très large
distribution des racines adventives dans le règne végétal, mais également
la grande diversité de fonnes et de types de ces racines adventives
La possibilité de former des racines adventives semble en relation
directe avec la complexité de l'organisation et le niveau élevé de

18
l'adaptation des espèces à leur environnement. Les plantes de la flore
tropicale humide présentent de nombreux exemples illustrant cette
diversité de formes et de fonctions des racines adventives
L'étude des racines adventives présente un intérêt certain, non
seulement au plan fondamental, par exemple au regard de l'évolution,
des fonctions des racines adventives et des aspects génétiques, cellulaires
et moléculaires de leur métabolisme, mais aussi pour l'agronomie.
Parmi les espèces de plantes tropicales, Sesbania rostrata apparait
comme un matériel de choix pour tenter d'apporter des précisions
concernant la mise en place et la croissance des racines adventives, mais
aussi montrer comment sur une même plante les racines adventives
peuvent avoir des fonctions très différentes selon les conditions de leur
environnemen t.
Des comparaisons ont été établies entre le comportement in vitro
des ébauches de racines adventives de S. rostrata et celles d'une autre
légumineuse à nodules caulinaires Aeschynomene afraspera.

19
CHAPITRE II - MATERIELS, :METHODES
ET CONDITIONS EXPERIMENTALES.

1 . LE MATERIEL VEGETAL.
1 . Sesbania rostrata.
Position SystématiQu~
Sesbania rostrata Brem est une légumineuse tropicale annuelle,
appartenant à la sous-famille des Papilionoideae (Berhaut, 1976). Cette
sous-fa.mille encore appelée Faboideae comprend quelques 440 genres et
12.000 espèces largement répandues depuis les forêts tropicales humides
jusqu'aux abords des déserts froids ou chauds (Polhill 1981 et Polhill &
Raven, 1981). Bentham (1865) dans son traité "Genera Plantarum" a établi
une classification des Papilionoideae dans laquelle la tribu des Galegeae
occupe une position centrale, les autres tribus Podalyrieae, Genisteae,
Trifolieae, Loteae, Hedysareae, Vicieae, Phaseoleae, Dalbergieae
et
Sophoreae s'y rattachant par divers caractères morphologiques: nombre
de folioles, fonnes des étamines, etc.
L'hétérogénéité constatée par la suite dans certaines de ces tribus,
notamment dans les Galegeae et le Hedysareae, a conduit Hutchinson
(1964) à effectuer des remaniements. Les recommandations de la
"Conférence Internationale sur les Légumineuses" tenue à Kew en
Angleterre (juillet 1978) proposent de placer Sesbania rostrata dans la
tribu des Papilionoideae-Robinieae. (Golblatt, 1981 ; Sousa & De Sousa,
1981 ; Polhill & Sousa, 1981, Le Coq et al., 1985).
Cette tribu comprend 21 genres répartis essentiellement au
Mexique en Amérique Centrale, en Inde (régions occidentales) et dans le
Nord de l'Amérique du Sud et en Afrique. Le genre Sesbania est plus
particulièrement répandu dans les régions huntides et sub-humides des
Tropiques.
Au Sénégal, le Sesbania rostrata se rencontre généralement dans
les zones humides, aux abords des fleuves (Sénégal,Sine et Saloum et
Casamance), dans les Niayes (dépressions interdunaires litorales où la
nappe phréatique ameure) et dans les rizières.
Germination des ~aines,
Les plantes utilisées proviennent de graines de Sesbania rostrata
récoltées dans la région de Linguère (Nord-Est du Sénégal).

21
Les graines triées à la main sont lavées à grande eau pour éliminer
toute trace de produits de conservation ou de composés phénoliques
(inhibiteurs de la germination) de la surface des téguments. Ces graines
sont ensuite plongées dans un bêcher contenant de l'eau afin d'éliminer
les graines parasitées qui flottent à la surface.
Les graines saines sont alors essorées et plongées dans de l'acide
sulfurique concentré (96 %), que l'on fait agir pendant 20 à 30 minutes.
Cette opération provoque la levée de l'inhibition tégumentaire en
permettant la pénétration de l'eau et de l'oxygène, indispensables à la
reprise d'activité de l'embryon. Les graines sont rincées plusieurs fois à
l'eau courante pour éliminer toute trace d'acide.
Ces graines sont ensemencées soit en pleine terre dans le Jardin
botanique du Département de Biologie Végétale de la Faculté des Sciences
de Dakar, soit dans des pots de 15 cm x I l cm contenant un mélange de
terre de jardin et de sable des dunes (V 1 V), à raison de 15 graines par
pot. Les pots sont placés dans une cuvette remplie d'eau de manière à
assurer une hydratation suffisante des plants.
A la fin de la deuxième semaine les tiges, comme les racines sont
inoculées par badigeonnage et injection dans le sol d'une solution aqueuse
contenant 109 cellules / ml d'Azorhizobium caulinodans (Dreyfus et al.,
1988), ceci permet d'obtenir une nodulation des racines et de la base des
tiges conduisant ainsi à une crois-sance régulière et satisfaisante des
plantes.
Lorsque les plantes ont atteint 30 à 40 cm de hauteur (4 à 6
semaines), elles sont prêtes pour les expérimentations.
L'étude du développement des racines adventives et les tests de
marquage radioactif sont réalisés en culture hydroponique soit sur des
plantes entières, soit SUT des boutures mononodales de 6 à 8 cm de
longueur. Ces boutures sont cultivées à raison d'une bouture par tube à
essais (Fig. 2) ou par lots de 42 boutures sur des plaques de polystyrène
(Fig. 3) flottant à la surface de l'eau contenue dans des cuvettes.
Les dispositifs expérimentaux sont placés dans une pièce de culture
où les conditions de température, d'éclairement et d'humidité contrôlées
à l'aide d'un thenno-hygro-baromètre et maintenues comme suit:
-lumière: 50 à 60 mE. m-2. sec.- 1 pendant 14 heures par jour,
-,température comprise entre 17 ± 2°C la nuit et 25 ± 2°C le jour,
- hygrométrie: 70 à 80 % d'humidité relative.

22
2 • Aeschynomene afraspera
A. afraspera est une légumineuse tropicale présentant, comme
S. rostrata des nodtùes fixateurs d'azote sur la tige (Alazard, 1985 et 1990 ;
Alazard & Duhoux, 1988).
Cette légumineuse appartient à la sous famille des Papiliono'ideae
et à la tribu des Hedysareae. Le nom Aeschynomene vient du grec
"aischynomenos "signifiant "quî a honte" par référence à la sensibilité
des feuilles au toucher et à la température. Ces plantes sont aussi
appelées "sensitives américaines".
Nous avons utilisé des graines d'A. afraspera
gracieusement
offertes par le laboratoire de Microbiologie des sols du Centre de
Recherche IBRA / üR8TOM de Bel-Air (Sénégal),
Les graines après scarification à l'acide sulfurique concentré (96 %)
pendant 30 minutes sont soigneusement rincées à l'eau courante et
ensemencées par lots de 15 graines dans des pots identiques à ceux
utilisés pour le S. rostrata . La croissance est stimulée par injection dans
le sol d'W1e suspension de la souche de Rhizobium ORS 322 contenant 108
cellules / ml (Alazard, 1985).
II. LESMETIIODE8EXPERIMENTALES.
1 - Potentiel hydrique des différentes structures présentes sur la tige.
Les potentiels hydriques des extrémités d'ébauches de racines
adventives, des pointes de racines adventives en COUTS d'élongation et des
tissus
adjacents
de
la
tige
sont déterminés
selon la méthode
densimétrique de Chardakov (1953).
Environ 200 petits fragments d'une longueur de 0,5 mm sont
découpés à partir d'ébauches de racines adventives ou de pointes de
racines déjà développées à l'aide d'une lame de rasoir et rapidement
placés dans des tubes à hémolyse. Chaque lot de matériel végétal est alors
recouvert de 5 ml d'une solution de saccharose de concentration connue.
Les pointes des racines qui se sont allongées dans l'eau sont, au
préalable, essuyées sur du papier absorbant pour éviter tout transfert de
liquide.

2.3
Dans les deux cas des mesures comparatives sont réalisés au
niveau des tissus de la tige situés entre deux mamelons caulinaires. Une
portion de tige de 1,2 cm de diamètre et de 0,5 mm d'épaisseur est
découpée à l'aide d'une lame de rasoir en petits fragments de 0,5 x 0,5
mm (Fig. 4). Environ 200 petits fragments sont alors déposés dans les
tubes à hémolyse, puis recouverts de la solution de saccharose de
concentration choisie.
Un gradient de concentrati.on a été établi à partir d'une solution
molale :
(342 g par litre d'eau distillée): Cl = 1,5 M ; C2 = 1 M ; Ca = 0,5 M et
C4 =0,25 M
Pour chaque concentration, nous considérons deux tubes : le tube
contenant le matériel végétal dont le potentiel hydrique est à tester et un
tube témoin ne contenant que la solution de saccharose.
Les tubes sont placés à 4°C pendant 16 heures de manière à laisser
se stabiliser la pression osmotique (Cottignies, 1985). Les tubes sont
ensuites ramenés rapidement à la température ambiante (20 à 25 OC) et
les solutions contenant le matériel végétal légèrement teintées par
addition de quelques cristaux de bleu de méthylène.
A partir de chacune des solutions contenant le matériel végétal une
microgouttelette de solution bleuie est alors prélevée à l'aide d'une
micropipette Gilson (5 ~l) et délicatement introduite à mi-hauteur dans la
solution témoin de référence qui était de même concentration en début
d'expérience.
Selon la densité de la goutte, elle va monter ou descendre dans la
solution témoin:
- la goutte descend; la densité du liquide prélevé dans la
solution contenant le matériel végétal est supérieure à celle de la solution
témoin, cela veut dire que le matériel végétal a prélevé de l'eau du milieu
où il est plongé, ce qui a eu pour effet de concentrer la solution bleuie,
- la goutte monte; la densité du liquide a diminué, c'est-à-dire
que le matériel végétal a cédé de l'eau au milieu,
- lorsque le mouvement de la microgouttelette bleuie est nulle
cela indique que le potentiel hydrique du matériel végétal a la même
valeur absolue que la pression osmotique de la solu~ion de saccharose de
référence.

24
-------
Fig. 4 . Prélèvement d'un fragment de tige entre deux sites de nodulation
( ébauches racinaires).
Fig. 5 • Principe du Cytonuoromètrc.

25
Rappelons que le potentiel hydrique, 'Pw, ainsi évalué est la
résultante de plusieurs potentiels existant dans le végétal:
- le potentiel osmotique, 'Pp dû aux différentes
substances dissoutes dans les cytoplasmes et les vacuoles;
- le potentiel matriciel, 'Pt dû à l'adsorption de l'eau par
les colloïdes et les membranes cellulaires et aux forces capillaires;
- et enfin, le potentiel de turgescence, 'Ptt dû à l'effet de
l'élasticité des parois et membranes végétales (Cottignies, 1985).
Soit: 'Pw ='Pp + 'Pt +'P1t
2 . Techniques de cytofluorométrie
La cytofluorométrie permet de situer les cellules dans le cycle
cellulaire: Gl - S - GZ et M par une étude individuelle des noyaux après
adjonction d'un marqueur fluorescent spécifique. Elle présente l'intérêt,
du fait de l'association avec un microordinateur, de permettre
l'observation et l'analyse d'un grand nombre de cellules en un temps
relativement court, ce qui accroît la fiabilité statistique.
Environ
250
méristèmes
de
racines
sont
rapidement
et
soigneusement prélevés à l'aide d'un rasoir à partir des mamelons
caulinaires présents sur la tige puis fixés pendant 30 minutes dans une
solution de formaldéhyde commercial à 10 % dans laquelle nous avons
ajouté du tampon Tris et dont le pH a été ajusté à 7,4 par de la soude à
O,lN avant autoclavage à 110°C pendant 20 minutes (Hamada & Fuji ta,
1983).
Le mélange avait, au préalable, été filtré sur filtre millipore pour
s'assurer de la stérilité et de l'absence de noyaux parasites (bactéries,
spores, etc.).
Les échantillons ainsi fixés sont ensuite rincés dans la solution
tampon puis rassemblés dans une boite de Petri et écrasés avec
ménagement à l'aide d'une baguette de verre. Cette opération a pour but
de hâcher les tissus et de libérer le maximum de noyaux dans le milieu.
La préparation est alors reprise dans 1 ml de tampon additionné de
Triton-X~100 à 1% qui facilite la dispersion du cytoplasme. Ce hachis est
alors filtré sur un tamis nylon (maillage : 30 Ilm) et centrifugé à
1500 tours 1 min. pendant 10 minutes. Le culot est repris dans du tampon
Tris à pH = 7:4 et coloré par adjonction du Ouorochrome Hoechst 33 344 à
2 mg 1 ml (Brown et al., 1991 a et b), avant le passage au cytofluoromètre
EPICS V CCoulter, Florida).

26
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DIODE
Fig. 6· Pricipe de fonctionnement de la microsonde électronique.

Cet appareil est équipé d'un rayon laser Argon (Spectra - Physics
2026 - 05) qui en éclairant chaque noyau lors de son passage dans le
capillaire provoque la fluorescence de ce dernier (Fig. 5). Les signaux
lumineux émis sont transformés en signaux électriques analogiques qui
seront traités par informatique (Métézeau & Frelat, 1991). Les
histogrammes sont analysés automatiquement en terines de composantes
de la distribution des différentes teneurs en ADN 2 C, > 2C à < 4C, 4C,
rencontrés au cours du cycle cellulaire.
3· Techniques de microanalyse
L'analyse à la microsonde électrique permet d'étudier de façon
précise la répartition des éléments minéraux in situ au niveau tissulaire,
cellulaire voire même sub-cellulaire sur une coupe histologique.
3.1 - Principe physique de la méthode
Le CAMEBAX fonctionne selon le principe de la sonde de
CASTAING (Fig. 6). Un faisceau d'électrons secondaires est accéléré et
focalisé sur une zone donnée de l'échantillon localisé optiquement en
microscopie à balayage (Paris et al., 1978 et Chamel & Bossy, 1981).
Ce petit volume de matière irradié émet alors, entre autres, un
spectre de rayons X caractéristiques des éléments présents dans la
préparation. L'émission d'électrons secondaires peut être utilisé en mode
balayage pour obtenir une image en relief ou en mode analyse. Lorsque
l'appareil fonctionne en mode analyse, l'intensité de courant peut être
très élévée (10 nA) et l'image obtenue n'est pas de très bonne qualité mais
l'analyse peut être très fine et donner des spectres des éléments minéraux
présents dans la préparation.
Toutefois étant donné le bruit de fond important, seuls seront
localisés et dosés les éléments dont la masse atomique est supérieure à 20
et qui sont présents en concentrations suffisamment importantes pour
être détectées par l'appareil.
3.2 - Prélèvement et préparation des échantillons
Des fragments de tige de S. rostrata de 5 mm x 3 mm x 8 mm sont
prélevés sur des plantes entières de manière à isoler soit un mamelon
caulinaire avec son ébauche de racine adventive à l'état latent, soit un
1
mamelon caulinaire infecté par le Rhizobium spécifique, c'est à dire un
nodule caulinaire .

28
Les échantillons inclus dans du "Tissue-Tek", et collés sur un
support métallique sont plongés très rapidement dans de l'azote liquide
(-196 OC). Les fragments ainsi inclus sont introduits dans un
cryomicrotome où, par des sections fines effectuées à l'aide d'un couteau
de verre, on essaiera d'obtenir une surface parfaitement plane. les
échantillons peuvent, à ce stade, être stockés dans un congélateur à
- 80°C.
Les échantillons sortant du congélateur sont placés dans le
lyophilisateur à - 35 oC. Une baisse de pression (F: 3 Pa), permet la
sublimation de la glace contenue dans les tissus. La déshydratation a
donc lieu sans passage par l'état liquide, ce qui est destiné à maintenir la
distribution des éléments diffusibles in situ. Un piège froid, maintenu à
- 60 oC, permet de fixer la vapeur d'eau éventuellement émise par
l'échantillon.
Les échantillons sont fixés sur un support métallique avec de la
laque (colle argent) et recouverts d'une fine couche de carbone ou d'or
(quelques centaines d'angstroms)par évaporation sous vide, dans
l'appareil à métalliser (Jeol, Fine coat ion sputter JFC-I100), ce qui les
rend conducteurs.
La dernière étape consiste à ramener chaque échantillon de
manière progressive à la température ambiante et à la pression
atmosphérique avant de le soumettre au CAMEBAX.
4 . Techniques histologiques
4.1 - Microscopie photonique: techniques de fixation
En fonction de la coloration à effectuer ou plus exactement des
constituants cellulaires à mettre en évidence, les explants de tige sont
fixés par l'A.F .A. (mélange alcool, formol et acide acétique glacial dans
les proportions suivantes 16 vol. / 2 vol. / 1 vol.), par le mélange de
Navashine, par une solution de glutaraldéhyde à 4 %, ou encore le
mélange éthanol à 95 %, acide acétique (3 volumes 1 1 volume) selon les
procédés décrits par Langeron (1949), et Martoja & Martoja-Pierson (1967).
Les fixations débutent généralement par un dégazage sous vide de
10 à 30 min destiné à faciliter la pénétration du fixateur. Les échantillons
séjournent ensuite dans le fixateur à 4° C pendant au moins 24 heures.

29
4.1.1 - Préparations microscopiques
Après fixation, les échantillons sont lavés à l'eau courante puis
déshydratés
par passage dans
des
bains d'alcool
éthylique de
concentrations croissantes.
Des coupes d'épaisseurs différentes ont été réalisées : coupes
minces (8 à 10 IlID d'épaisseur), coupes semi-fines (l à 2 Jlm d'épaisseur)
et coupes ultra-fines « lllID.). L'inclusion dans le premier cas se fait dans
du paraplast (Monoject Seientific Ine.) qui est un polymère plastique
présentant des propriétés analogues à celles de la paraffine, dans le
deuxième cas nous avons utilisé de l'araldite (Paul Valley Industrial
Park Warrington).
Après refroidissement et solidification, les 910cS contenant les
échantillons sont sectionnés, soit au microtome à main (Jung-Heidelberg)
pour les blocs de paraplast, soit à l'ultra microtome (illtracut E / Reichert-
Jung) pour les blocs d'araldite.
Les coupes ainsi obtenues sont ensuite collées à l'aide d'une
solution d'albumine d'oeuf à 1 % sur des lames d'histologie préala-
blement dégraissées. Les préparations sont alors déparaffinées ou plus
exactement débarassées du paraplast et de l'araldite par passage dans
des mélanges de toluène et d'alcool absolu ou de soude et d'alcool absolu
(Cf. Annexe).
4.1.2 . Coloration des préparations microscopiques
- Coloration à l'hématoxyline
Les préparations microscopiques sont placées pendant 20 à 30
minutes dans une solution d'alun de fer et d'ammonium à
5%
(mordançage). Elles sont ensuite rapidement rincées à l'eau distillée et
colorées lame par lame par l'hématoxyline de Regaud. Les préparations
peuvent être différenciées à l'acide picrique avant d'être rincées et
déshydratées selon les techniques classiques (Martoja & Martoja-Pierson,
1967) avant le montage dans le beaume du Canada.

- Coloration par le fast green
Après une déshydratation poussée, les préparations microsco-
piques sont passées dans une solution alcoolique de vert solide (Fast
green)à 0,5 % additionnée de quelques gouttes d'essence de clou de girofle.
Elles sont ensuite plongées dans deux bains d'alcool absolu et de toluène.
Ces deux premières colorations permettent de mettre en évidence
les cellules méristématiques, à gros noyaux et cytoplasme réduit.
- Squash au Feulgen : détennination de l'index mitotique
Les observations des noyaux ont été effectuées sur des pointes de
racines adventives développées dans l'eau. Le matériel est préfixé
pendant 2 heures dans une solution de 8-hydroxyquinoléine à 0,003 M. Ce
prétraitement a pour but d'amener les noyaux division au stade
métaphase, stade ou les chromosomes sont le mieux individualisés. Les
pointes de racines sont ensuite fixées pendant toute une nuit, à 4 oC dans
un mélange éthanol-acide acétique (3 volumes / 1 volume). Les
échantillons sont ensuite pongés dans de l'acide chlorhydrique à 1 N au
bain-marie à 60 oC pendant 5 à 9 minutes, puis rincés à l'eau distillée.
Les pointes de racine sont alors plongées pendant 2 heures dans le
réactif de Schiff . Après un rinçage à l'eau du robinet, chaque méristème
est délicatement écrasé et étalé entre lame et lamelle, en une couche
autant que possible monocellulaire dans une goutte d'une solution d'acide
acétique à 45 %.
4.2 - Microscopie électronique
4.2.1 - Microscopie électronique à balayage
Les observations ont été réalisées à l'aide d'un nllcroscope à
balayage type: Scanning Microscope J.S.M. 35 CF Jeol.
- Observation sur du matériel frais (non fixé)
Des fragments de tige de S. rostrata de 3 mm x 5 mm portant un
mamelon caulinaire sont rapidement prélevés à raide d'un rasoir, rincés
à l'eau courante puis essuyés délicatement sur du papier absorbant, pour
éviter la formation de givre sur la surface des échantillons lors du
passage au froid. Chaque fragment est alors plaCé sur le support
approprié et plongé dans l'azote liquide pendant 30 sec. à 1 min. avant

31
d'être transféré dans le sas du microscope lui-même refroidi par de
l'azote liquide.
Les parois de cellules de racines renferment suffisamment
d'électrolytes pour assurer la conduction des électrons sans nécessiter
une métallisation préalable, à condition que la tension utilisée reste
relativement faible et comprise entre la à 15 kV (Vartanian et al., 1983).
- Observation sur du matériel fixé
Les échantillons végétaux sont prélevés comme précédemment
décrit. Chaque fragment de tige est plongé dans un tube à hémolyse
contenant W1e goutte d'eau distillée.
Dans certains cas, afin de suivre l'évolution des ébauches de racine
adventive au cours du temps, les pointes de racines sont prélevées après
un séjour de 1, 2, 3, et 4, puis 24 heures dans l'eau. Dans ce cas, les tissus
végétaux sont tués instantanément par immersion du tube à hémolyse
pendant 30 sec. à 1 min dans un bain-marie d'eau bouillante.
Les tubes à hémolyse sont ensuite placés dans un dessicateur
rempli d'acétone pure et relié à une pompe à vide. La dépression ainsi
créée va amener l'acétone à ébullition. Le dessicateur est alors fermé et
maintenu ainsi pendant 48 à 72 heures. A la fin de cette période les
échantillons sont complétement déshydratés et l'acétone a remplacé l'eau
dans les tubes.
Les échantillons sont récupérés et soumis à la métallisation avant
l'observation au microscope électronique (Baujard & Parisel1e, 1987).
4.2.2 - Microscopie électronique à transmission
Les observations sont réalisées sur des coupes ultra-fines réalisées
après fixation au glutaraldéhyde à 4 % suivie d'une post-fixation au
tétroxyde d'osmium en solution à 1 % . le matériel est inclus dans
l'araldite et sectionné à l'ultra microtome, comme précédemment décrit.
Les coupes sont ensui tes observées au microscope Siemens Elmîskop 101.

32
5 . Techniques de lW1agerie par résonance magnétique (I.R.M.)
L'imagerie en résonance magnétique est une technique d'analyse
spectroscopique permettant, par exemple, de visualiser in situ la
distribution de l'eau libre à l'intérieur des tissus (R.M.N. du proton),
5.1 - Principe physique de la méthode
Lorsqu'un échantillon d'organe vivant (végétal, par exemple) est
soumis à un champ magnétique, les noyaux d'hydrogène, appartenant
notamment aux molécules d'eau contenues dans l'organe, se comportent
comme de petits aimants qui s'orientent dans la direction du champ_
Ces noyaux excités par une onde radio s'éloignent de leur position
d'équilibre pour y revenir par la suite avec des temps différents selon la
composition chimique des tissus analysés. C'est ce temps de relaxation
qui est traduit par l'appareil en signal lumineux donnant ainsi une
image très précise de la distribution de l'eau libre dans l'échantillon.
5.2 - Préparation des échantillons végétaux
Des f~agments de tige de S. rostrata de 2 cm de longueur présentant
soit des mamelons caulinaires à l'état latent, soit des nodules caulinaires,
c'est-à-dire des mamelons infectés par le Rhizobium spécifique sont
introduits dans l'appareil et analysés un par un. L'expérimentateur peut,
à volonté, changer l'orientation du fragment végétal de manière à
visualiser
et
analyser
l'échantillon
en
coupe
transversale
ou
longitudinale.
6 - Techniques d'utilisation des traceurs radioactifs
L'utilisation des traceurs radioactifs nous a permis d'étudier les
rôles respectifs des deux systèmes racinaires de S. rostrata dans le
transport des éléments minéraux dans la plante. Nous avons utilisé une
solution minérale de Hoagland (1950) diluée au quart dans laquelle a été
ajoutée, selon les expérimentations, une fraction d'une solution aqueuse
de chlorure de 86 Rb et lou du 134 Cs.
Ces deux isotopes sont utilisés comme modèles pour le potassium,
car ce sont tous deux des alcalins et ils peuvent avoir un comportement et
un rôle similaires à celui du potassium dans la plante en association avec
les sels de potassium (KN03 et KH2P04) du milieu 'minéral utilisé
(Morard & Bur, 1971).

33
L'isotope radioactif est appliqué soit au niveau de la tige qui
présente des ébauches racinaires ou des racines adventives, soit au
niveau des racines séminales.
La pénétration et la migration des éléments radioactifs sont
estimées par le taux de radioactivité retrouvé dans les parties non traitées
de la plante entière ou des boutures.
6.1 . Absorption et migration du 86Rb à travers des fragments de tige de
S. rostrata
L'étude de la pénétration des éléments radioactifs a été conduite
selon les techniques décrites par Chamel (1973) et Baker (987) pour
l'étude de l'absorption foliaire.
Des microgouttelettes (l0 Ill) de la solution minérale de Hoagland
diluée au quart contenant une fraction d'une solution aqueuse de
cWorure de 86 Rb (activité initiale: 3,7 MBq / ml ou 20,7 Ilg 86Rb / ml) ont
été déposées sur des fragments de tige de 3 x 5 x 5 mm présentant ou non
un mamelon caulinaire {Fig. 7).
La surface qui doit recevoir la solution radioactive a été
préalablement essuyée et traitée par un agent tensioactif, par exemple du
Tween 20 à 0,1 %, pour assurer l'adhérence de la microgouttelette. La
quantité de 86Rb qui a été fixée et qui a migré à travers les tissus est
estimée par la mesure de la radioactivité dans le fragment végétal et dans
la gélose (Fig. 8).
6.2 - Absorption et migration du 86Rb et/ou du 134Cs dans les plantes
entières
Pour étudier le rôle des deux systèmes radicaux de Sesbania
rostrata : les racines séminales souterraines et les racines adventives de
la tige dans l'absorption d'éléments minéraux tels que-le 86Rb et le 134Cs,
nous avons utilisé le dispositif à double compartimentation de la Figure 9.
Le système radical séminal des plantes entières de S. rostrata plonge
dans un compartiment constitué par une solution nutritive de Hoagland
(1950) diluée au quart et enrichie en fer EDTA (Mnrashige & Skoog, 1962).
La tige partiellement effeuillée est délicatement introduite dans un tube
flexible de 3 cm de diamètre. Les plantes sont maintenues verticales à
l'aide d'un support vertical et les parois des récipients contenant la
solution nutritive sont peintes en noir afin d'assurer l'obscurité
nécessaire à une bonne croissance des racines.

34
,
_ _-+-_ _ e.
é.r.
--r-+-- d.é.
é. : épiderme lisse
é. r. : ébauch e Taci n<1 ire
d.é. : dôme épidermique
Fig. 7 - Fragments de tige de Sesbania rostrata utîlises pour l'étude de la
pénétration des ions 86 Rb.
SOl utian
minérale
morqueE' au 86 Rb{lO.u 1) - -....
Frogmen' de tige
__
~
disque de ge ·rose
--'
Fig. 8 - Dispositif èxpérimcntal utilisé pour l'étude de la pénétrGltion
caulinaire des ions 86 Rb

35
Ce type de dispositif déjà bien connu (Franck & Hodgson, 1964,
Bnstow & Whitcombe, 1971; Cumbus & Robinson, 1977; Waisel et al., 1981)
permet d'étudier séparément l'absorption par les ébauches racinaires de
la tige et / ou par les racines séminales et de déterminer le sens de
migration de ces éléments dans la plante entière.
Quatre séries d'expériences ont été réalisées, dans chaque cas nous
utilisons deux lots de 6 plantes âgées de 6 à 8 semaines et hautes
d'environ 40 cm . Chaque expérience est répétée deux fois. Les
expériences ont été conduites dans une serre du Centre d'Etudes
Nucléaires de Grenoble (CENG . France) où les conditions de milieu sont
contrôlées et maintenues comme suit:
- lumière: 60 ilE . m~2 . sec ~ 1,
- température : 27 oC ± 2°C,
- hygrométrie: 80 % d'humidité relative.
1ère série: Etude de l'absorption par les ébauches de racines aduentives
en attente sur la tige (Fig. IDa)
Les
racines séminales baignent dans
un
milieu
constitué
d'éléments stables (soution de Hoagland, 1950). La radioactivité est
apportée uniquement au niveau des tiges, par addition à 20 ml du milieu
minéral de base d'une fraction d'une solution aqueuse de chlorure de
86Rb de manière à obtenir une aeti'vité initiale de : 0,074 MBq. La solution
est introduite dans le tube flexible, à l'aide d'une seringue de 20 ml munie
d'un tube cathéter souple (Frank and Hodgson, 1964). Le tube a été
préalablement obturé par un bouchon de liège et de l'eicosane liquide
(polymère plastique qui après solidification devient impennéable à l'eau et
aux solutés), L'extrémité supérieure est fermée avec du coton pour éviter
l'évaporation.
2èm e série: Etude de l'absorption réalisée par les raCtnes séminales
seules (Fig. lOb)
Dans cette série d'expériences les éléments radioactifs: 86 Rb ou
134 Cs sont ajoutés au milieu nutritif contenu dans les erlenmeyers
(activité intiale dans chaque cas 0, 074 MBq. Les tubes renfermant les
tiges, contiennent la même solution minérale. mais non radioactive.

36
coton
sol\\..l-;:iOîl
mîne:.'ale (1)
eicos,,-nc
oouchon
l!linérale (II)
Fig. 9· Dispositif expérimental à double compartimentation ( 1 et II)
utilisé pour les expériences de marquage radioactif avec du 86Rb et 1 ou du
134 Cs.

· *
*
1ème sé rie _ 10 a
10b
\\
. *
*
*
3 e série
_
10c
41: série _
10 d
Fi g. 10 • Localisation des zones trai tées par les solutions radioacti ves de
86Rb et / ou de 134Cs.

38
3ème série: Etude de l'absorption par les racines adventives et
séminales simultanément: double marquage isotopique (Fig. 10c)
Dans cette troisième série d'expériences, nous avons effectué un
"double marquage isotopique" en apportant simultanément à la plante du
chlorure de 86Rb à 0,074 MBq au niveau de la tige et du chlorure de 134 Cs
à 0, 074 MBq au niveau des racines séminales, toujours en association
avec les éléments minéraux de la solution de Hoagland. Ces deux radio-
éléments présentent à peu près la même vitesse de migration et sont
facilement séparables par spectrométrie y (Gagnaire, 1967; Gagnaire-
Michard et Jourdan,1978 ; Jourdan,1980). Cette technique permet de
distinguer le rôle qui revient à chacune des parties traitées (tiges ou
racines séminales).
4ème série: Etude de l'absorption par les racines adventives de la tige
seules (Fig. lOd)
Dans ce dernier cas, les plantes sectionnées au niveau du collet
séjournent pendant 4 jours avant l'expérimentation proprement dite dans
une solution nutritive non radioactive. Les racines adventives s'allongent
et lorsqu'elles atteignent 5 à 7 cm de longueur, elles sont ransférées
pendant 24 heures àans le milieu minéral dans lequel ont été ajoutées des
fractions de chlorure de 86 Rb ou de 134 Cs avec u..'1e radioactivité initiale
de 0,074 MBq.
6.3 - Absorption et migration du 86 Rb dans des boutures mono nodales
Pour étudier la migration des éléments minéraux entre la feuille
axillante, l'entre·noeud situé immédiatement en dessous et ses racines
adventives, nous avons traité le milieu dans lequel baigne les boutures
(Fig.1). Lors de ces expérimentations seul le radio-isotope 86Rb a été
utilisé. Les boutures ont été cultivées individuellement dans des tubes à
essais contenant une solution minérale de base additionnée de chlorure
de 86 Rb (activité radioactive initiale: 0,037 MBq / ml).
6.4 - Méthodes de comptages radioactifs
Les émissions de rayons y des deux traceurs utilîsés sont détectées
et comptées dans deux appareils de comptage pour émetteurs y : (type CG
4000/ Intertechnique et type SEP 1620/ Novelec).
Dans tous les cas, les expériences de traitement radioactif sont
arrêtées au bout de 24 heures. Les liquides résiduels, à la fin de

39
l'expérimentation dans les tubes flexibles et! ou dans les erlenmeyers, de
même que les liquides de rinçage des plantes (eau pure) sont conservés
pour être soumis au comptage. Les petits fragments de tiges sont
directement placés dans les tubes de comptage en plexiglass. Les boutures
mononodales sont découpées de manière à isoler les zones traitées de
celles qui ne l'ont pas été. Les plantes entières sont découpées en 5
parties :
~ les feuilles,
- la zone apicale de la tige (4 à 5 entre-nœuds),
- la zone médiane (5 à 6 entre-nœuds),
- la zone basale Cderniers entre-nœuds jusqu'à l'hypocotyle)
- et les racines séminales.
Les parties qui ont été en contact avec la solution radioactive sont
rincées par 2 ou 3 bains dans Wle eau pure non radioactive, puis essorées
sur du papier absorbant, de manière à éliminer les ions qui pourraient
être adsorbés sur les surfaces. Chaque partie est alors introduite dans un
tube de comptage.
Les mesures de la radioactivité sont données en nombre de coups
par minute Cc.p.m.). Nous avons exprimé les résultats en pourcentage de
la radioactivité totale après cumul des c.p.m. Dans le cas du 86Rb, des
calculs de compensation de la décroissance sont nécessaires compte tenu
de sa courte période de désintégration (À. = 18,7 jours). La répartition (R)
est exprimée en C.p.m. par mg de poids sec.
Les données numériques ont été soumises au test de Levenne
(1960). Chaque moyenne est affectée de son intervalle de confiance pour
p = 0,05
7 . Techniques de culture in vitro
7.1 - Explants de tige de S. rostrata
Les bourgeons adventifs de S. rostrata apparaissent exclusivement
sur les tiges et les rameaux axillaires. Bien que des potentialités
morphogénétiques puissent exister sur n'importe quel organe de la
plante, le problème qui nous intéresse ici ; à savoir le devenir des
mamelons caulinaires en culture in vitro, nous a amené à mettre en
culture exclusivement des explants de tige.
Des tiges effeuillées sont lavées à grande eau, puis découpées en
fragments de 6 à 8 cm de longueur dont les extrémités sont obturées avec
de la paraffine fondante, pour limiter la pénétration du désinfectant.

40
La dissection comprend, après désinfection, l'élimination des
extrémités de tige enduites de paraffine, le découpage en fragments de
tailles différentes selon les expérimentations:
- explants de 2 cm de longueur avec ou sans bourgeon axillaire,
- explants de portions de tiges (0,5 x 0,3 x 0,8 cm) avec un seul
mamelon caulinaire.
7.2 - Explants de tige de A. afraspe ra
Dans le cas d'A. afraspera, des explants de 2 cm de longueur, sans
bourgeon axillaire ont été mis en culture et seulement sur milieu minéral
de base M.S. décrit ci-dessous.
7.3 - Composition des milieux de culture
Nous avons choisi comme milieu de base, le milieu de Murashige &
8koog (1962) additionné de 20 g /1 de saccharose. Ce milieu est enrichi en
fer, en vitamines de Nitsch & Nitsch (1965) et en régulateurs de croissance
selon les besoins (cf.annexe).
Le pH est ajusté à 5,4 - 5,6 par addition de quelques gouttes de NaOH
à 0,1 N avant l'adjonction de 8 g de gélose par litre de milieu (Bacto-Agar).
Les milieux ainsi préparés sont répartis dans des tubes de culture à
raison de 20 ml environ par tube ou dans des boîtes de Petri (55 mm) à
raison de 12 ml par boîte. Les régulateurs de croissance quand il y en a,
sont ajoutés avant autoclavage, à 1200 C pendant 20 minutes.
7.4 . Prélèvement et mise en culture des explants de tige
Afin d'éliminer les éléments parasites susceptibles de proliférer in
vitro, les explants sont d'abord soigneusement désinfectés (cf. annexe).
Les fragments de tige sont ensuite rincés avec de l'eau stérile par trois
fois après un séjour dans l'hypochlorite de calcium à 7 %, par six fois
après un séjour dans le bichlorure mercurique à 0,1 %.
Ces explants sont placés un à un dans des tubes de culture et par
trois ou cinq dans des boîtes de Petri pour les petits explants. Nous avons
pris soin, dans tous les cas d'enfoncer légèrement l'expIant (0,2 à lcm)
dans le milieu de culture pour permettre un bon échange entre les tissus
végétaux et le milieu nutritif. ,

41
Les paniers contenant les tubes, de même que les boîtes de Petri
sont entreposés dans la chambre de culture sous une lumière incidente de
3.000 lux assurée par des tubes fluorescents au néon (Philips-TL.
40/55 W). La photopériode est de 16 heures de lumière et 8 heures
d'obscurité et la température ambiante est maintenue à 27 ± 2° C.

42
CHAPITRE III - ETUDE
MORPHOLOGIQUE, ANATOMIQUE ET
PHYSIOLOGIQUE DES EBAUCHES
RACINAIRES DE LA TIGE DE
SESBANIA ROSTRATA

43
1 - INTRODUCTION
Sesbania rostrata se caractérise par une tige haute de 3 à 4 mètres
portant de nombreux sites de nodulation qui ont l'aspect de petites pointes
(Fig. Il) disposées sur des génératrices verticales depuis le coll et
jusqu'au sommet de la plante (Duhoux & Dreyfus, 1982). Lorsqu'ils sont
infectés par le Rhizobium spécifique: Azorhizobium
caulinodans
(Dreyfus et al., 1988), ces sites donnent naissance à des nodules
caulinaires (Fig. 12) fixateurs d'azote atmosphérique (Dreyfus et
Domroergues, 1981).
Les sites de nodulation du S. rostrata sont préformés sur la tige,
leur formation est indépendante de l'infection par l'Azorhizobium. Un
site. de nodulation se présente d'abord sous la fonne d'un petit renflement
de l'épiderme de la tige (Fig. 13) puis 1 ou 2 jours plus tard, le renflement
s'accentue et laisse percer en son centre une ébauche-de racine adventive
(Duhoux & Dreyfus, 1982 Dreyfus, 1982).
Les sites de nodulation situés à la base de la tige, évoluent
naturellement, lorque la plante est inondée, en racines adventives
typiques (Spencer- Barreto et Duhoux, 1987).
En somme, les sites de nodulation de S. rostrata sont des racines
adventives remarquables pour plusieurs raisons:
. leur position sur la tige est prédéterminée,
. elles sont continuelleme.nt formée.s lors de la croissance de la
plante,
elles sont sensibles à l'infection par l'Azorhizobium
ou à
l'immersion dans l'eau,
- elles peuvent également se maintenir en état de latence en
absence d'eau et de l'Azorhizobium .
Afin de mieux comprendre les évolutions ultérieures de la
structure des ébauches de racines adventives présentes dans les
mamelons caulinaires, nous avons cherché à préciser leur ontogénèse,
leur structure histologique et à caractériser leur état physiologique de
manière à expliquer cet état de latence inhabituel chez des racines
adventives.

44
II - RESULTATS
Les mamelons caulinaires de S. rostrata se répartissent tout le long
de la tige depuis l'hypocotyle jusqu'à la zone sub-apicale. Au sommet de la
tige, les deux derniers entre-noeuds ne portent pas de mamelons visibles
à l'oeil nu.
Sur la partie haute de la tige adulte, les génératrices verticales de
mamelons caulinaires sont localisées dans des vallécules bordées par les
crêtes de collenchyme de la tige. La jeune tige, non encore côtelée présente
une section circulaire, comme d'ailleurs la tige âgée devenue ligneuse.
Le mamelon caulinaire mature des zones basale et médiane de la
tige adulte est constitué d'un dôme épidermique percé en son centre par
un petit massif extrusif (Fig. 14).
1 . Ontogenèse des ébauches de racines adventives de la tige de S. rostraia
Les premiers stades de la formation des racines adventives de
S. rostrata sont observés exclusivement au niveau du 3 ème entre-noeud à
partir de l'apex (Fig. 15), jamais dans les entre-noeuds plus jeunes, et
cela quels que soient l'âge et la taille de la plante (6 à 12 entre-noeuds).
C'est au niveau de ce 3ème entre-noeud que l'on peut observer les celltùes
ini tiales subissant les premières divisions mitotiques (Fig. 16). Ces
cenules se situent toujours entre 2 faisceaux cribro-vasculaires, dans une
zone où le cambi um commence à fonctionner. En effet, dans les parties
jeunes de la plante où les formations secondaires ne sont pas encore en
place, nous n'avons jamais observé d'ébauches de racines adventives.
Ces cellules initiales semblent provenir de l'activité du cambium
interfasciculaire intégrant les cellules voisines du parenchyme cortical.
Après une courte phase de multiplication apparemment "désordonnée", il
apparaît une certaine polarité dans l'allongement et dans la division
conduisant à l'édification d'un massif méristématique en forme de demi-
lune (Fig. 17) ; correspondant au "champ morphogénétique radical" selon
Favre (1977 a).
Chez S. rostrata le cortex est très peu développé, de ce fait très vite la
jeune ébauche racinaire fait saillie au niveau de l'épiderme, tout en
restant incluse dans les tissus de la tige. Au niveau de la région interne et
centrale du massif méristématique, les cellules s'allongent dans le sens
radial et les premières trachéides apparaissent. Il se met ainsi en place le

45
futur cylindre central qui va relier l'ébauche de racine adventive à la
vascularisation de la tige.
Dans la région apicale de l'ébauche racinaire, les divisions
s'orientent perpendiculairement à la surface donnant ainsi naissance au
cortex et au rhizoderme de la future racine adventive (Fig.18).
C'est très généralement lorsque les différents territoires racinaires
sont mis en place (cylindre central,cortex, coiffe, ...) que la jeune racine
adventive émerge de la tige après rupture de l'épidenne, donnant ainsi le
mamelon caulinaire typique avec son dôme épidermique et sa pointe de
racine en attente (Fig. 27).
2 . Caractérisation de l'état physiologique des cellules des
méris tèmes racinaires
Pour bien situer les ébauches de racines adventives par rapport aux
autres organes de la tige, du point de vue physiologique, il a été entrepris,
d'une part une étude de la localisation de l'eau dans les tissus et des
mesures du potentiel hydrique, et d'autre part la caractérisation des
cellules des méristèmes racinaires présents dans ces ébauches de racines
adventives par rapport au cycle cellulaire.
2.1 - Visualisation de l'eau libre dans les ébauches de racines adventives
Cette technique permet de visualiser l'eau libre contenue dans les
tissus par une plage blanche dont la brillance varie en fonction de la
teneur en eau. Elle permet ainsi de distinguer les tissus riches en eau des
tissus qui en contiennent moins et constitue une approche pour s'assurer
de l'état d'activité ou d'arrêt d'activité d'un organe, qui est généralement
fonction de l'absence ou de la présence de l'eau (Cottignies, 1985).
Deux lots de fragments de tige de S. rostrata de 2 cm de longueur
sont prélevés pour être soumis au champ magnétique de la R.M.N. Le
premier lot est constitué de tiges ne présentant que des mamelons
caulinaires à l'état de latence, le deuxième lot est constitué de tiges
portant des nodules caulinaires, c'est- à-dire des structures déjà infectées
par le Rhizobium spécifique.
La figure19 représente la coupe anatomique d'une tige se S. rostrata
portant des mamelons caulinaires bien développés et la figure 20, une vue
transversale de cette même tige en I.R.M.

46
Les parties de la tige qui apparaissent sur l'image obtenue en mM
sont: les tissus conducteurs et les cinq côtes de collenchyme nettement
visibles. il n'apparait pas d'autres images sur la périphérie de la tige; les
mamelons caulinaires ne sont pas visibles.
Par contre, à titre de comparaison, l'image obtenue à partir des
informations analytiques sur un plan transversal de la tige présentant
des nodules montre, outre les zones conductrices, des structures
périphériques nettement visibles: les nodules caulinaires (Figs 21 et 22).
En effectuant une sélection verticale du fragment de tige dans un
plan passant par la génératrice des nodules, on obtient les figures 23 et 24.
Sur la figure 23 six nodules sont identifiables. Les différences d'intensité
lumineuse observées sur la figure 24 correspondent aux nodules
caulinaires. On observe également un spectre caractérisé par les 6 pics
des teneurs relatives en eau de ces nodules.
Ces résultats suggèrent donc, soit que les ébauches racinaires de la
tige de S. rostrata présentent une teneur en eau libre très faible, soit alors
que l'eau qui se trouve là, est sous une forme liée non détectable par
R.M.N. Par contre après infection par le Rhizobium spécifique, les
nodules caulinaires formés sont beaucoup plus riches en eau. Ceci est
tout à fait en accord avec l'existence d'une importante activité métabolique
dans ces organes nodulaires, activité liée à la fixation symbiotique de
l'azote.
2.2 ~ Mesures du potentiel hydrique dans les ébauches de racines
adventives
Par la technique densimétrique de Chardakov (1953), nous avons pu
estimer le potentiel hydrique des méristèmes racinaires. Cette étude,
comme l'étude précédente, a pour but de détenniner les teneurs relatives
en eau dans les extrémités des ébauches de racines adventives, de
manière à préciser l'état physiologique de ces organes par rapport aux
autres parties de la tige.
Dans une première manipulation des extrémités d'ébauches
racinaires fraîchement prélevées sur les tiges ont été placées dans un
tube à hémolyse et recouvertes d'une solution moIale de saccharose (342 g
de saccharose par litre d'eau distillée).

47
Au bout de 16 heures à 4 oC, les gouttes prélevées du milieu dans
lequel baigne le matériel végétal et colorées par le bleu de méthylène
remontent lorsqu'elles sont introduites dans une solution de saccharose
de référence, c'est-à-dire une solution qui avait la même concentration au
début de l'expérience.
Nous en avons donc conclu, selon Chardakov (1953) que le potentiel
hydrique des cellules des méristèmes racinaires est inférieur, en valeur
absolue, à la pression osmotique de ce milieu de référence.
Dans une deuxième série d'expériences des extrémités des
ébauches de racines adventives ont été introduites dans quatre solutions
de saccharose de concentrations croissantes: Cl =1,5 M ; C2 =lM ; C3 ;::
0,5 M et C4 = 0,25 M
Nous avons alors noté que les gouttes prélevées dans les solutions
Clet C2, remontent lorsqu'elles sont introduites dans les solutions de
référence ayant même concentration en début d'expérience, ce qui veut
dire qu'elles sont moins denses que ces solutions de référence, donc que
les extrémités de racines adventives ont cédé de l'eau dans ces solutions.
Par contre, les gouttes prélevées dans le mileu C4 descendent
lorsqu'elles sont, à leur tour introduites dans la solution de référence: C4.
Cela signifie que les extrémités des ébauches de racines adventives ont
capté de l'eau du milieu dans lequel elles baignaient, rendant ce dernier
plus dense que le milieu de référence de même concentration en début
d'expérience.
Dans la solution C3, il n'y a pas eu de mouvement net de la goutte
qui semble donc s'immobiliser dans cette solution.
En conclusion, le potentiel hydrique des zones méristématiques des
ébauches de racines adventives est compris entre ·22,4 x 1 et -22,4 x 0,25.
Plus exactement, il serait égal à :
S ::: - 22,4 x 0,5 M = - 11,2 atm.
Des mesures indentiques ont été réalisés avec des fragments de tige
prélevés entre deux sites de nodulation (Fig. 4).
Des gouttellettes provenant de solutions de sacccharose de
concen tra tians croissantes depuis 1e concen tra tio n molal e (342 gl1 d.eau)

48
et dans Iequellles ont séjourné pendant 16 heures des fragments de tiges
ont été à leur tour testées de la même manière que précédemment.
il est apparu que les tissus de la tiges présentent un potentiel
hydrique supérieur ou égal à 0,25 x 22,5 =- 5,6 atm.
Ainsi le potentiel hydrique est plus faible dans les ébauches de
racines adventives que dans les tissus de la tige.
Ce résultat, associé au résultat précédent de l'imagerie en RMN,
faisant état de la faible teneur en eau libre dans ces ébauches racinaires,
\\, constitue un argument permettant de conclure à un état d'arrêt de la
croissance des cellules de ces méristèmes racinaires.
2.3 - Distribution des teneurs en ADN des noyaux des cellules des
méristèmes racinaires adventifs en cytofluorométrie
L'application des techniques de cytofluoromérie nous est apparue
comme une méthode intéressante pour tenter de caractériser l'état
physiologique des ébauches de racines adventives de la tige de S. rostrata
en situant les noyaux des cellules des méristèmes des ébauches
racinaires dans le cycle cellulaire: Gr - S - G2 et M. Une telle étude peut
permettre, en effet de conclure quant à l'état cyclant ou non cyclant des
cellules de l'organe (Cottignies, 1986).
5 784 noyaux ont été analysés par le cytofluoromètre à partir de
noyaux: prélevés sur des extrémités d'ébauches de racines adventives.
Les données statistiques font état de 79% de noyaux en GO-l et 2% de
noyaux en G2. La figure 25 présente l'histogramme de l'intensité de
fluorescence (en unités arbitraires) des noyaux ainsi traités. Pour
traduire ces mesures en quantité d'ADN, nous avons utilisé comme
élément de référence les noyaux des érythrocytes de poulet pour lesquels
2C d'ADN correspondent à environ 3 pg.
Un traitement de cet histogramme par pesée des bandes
correspondant aux différentes populations à 2C ou à plus de 2C, permet
les observations suivantes:
- La région regroupant le maximum de population 2C (comprise
entre 85,4 et 106,6) pèse 0,0766 g. Cela correspond comparativement aux
autres zones à 95 % de la population 2C. Si nouS considérons la courbe

49
Nombre total de noyaux: 5784
Fréquences
1
1
5 évènements
1
1
(en %)
1
1
1
:2C
79
1
···················-······ï···
1
4C
2
_
.
... , ..
. ......- .
o
10 10
-'0
40 50 '0 'Jo 80
jo: \\00 Ile l~o 1)0
lEi l~o 200
Teneurs en ADl\\
nucléaire
96,0 ± 0,15
188,0 ± 0,30 (unités arbitrairef
Fig. 25 ~ Distribution des teneurs en ADN des noyaux des cellules des
ébauches racinaires de S. rostrata en cytofluorométrie.
Nombre total de noyaux: 2590
Fréquences
s évènements
(en %)
2C
70
4C
8
,
o
\\o.to ~o ~o fil '0 10 1o ",0 ;1119 110 Il' n. 1"0 .
Teneurs en ADN nucléain
(uni tés arbitraires)
Fig. 26 . Distribution des teneurs en ADN des noyaux des cellules
épidermiques d'une tig-c de S. ms(ra(a en cytonuorométrie.

50
gaussienne théorique correspondant à cet histogramme, il apparaît qu'il
devrait y avoir 2,5 % de la population avec un peu moins de 2C et 2,5 % de
la population avec plus de 2C. Or la pesée de la zone du graphe au-delà de
106,6 donne: O,OOB7g, ce qui correspond à 4 fois plus de la population
théorique qui devrait péser : 0,002016 g.
TI apparaît donc sur l'histogramme que la population des noyaux à
2C des ébauches de racines adventives n'est pas tout à fait pure, et qu'elle
renferme 7 à 8 % noyaux 2C en trop. Cette différence- n'est cependant pas
énorme, compte tenu des limites de la technique.
Cet excès de noyaux 2C peut, en effet, être dû à deux facteurs.
- D'abord les noyaux isolés selon le protocole décrit dans le
chapître " Matériel et méthodes " ne sont pas tous à l'état pur, du
cytoplasme a pu rester collé à certains noyaux. Une goutte du milieu
montée et observée au microscope à fluorescence permet d'observer des
noyaux très fluorescents dont certains sont, en effet, entourés d'un peu de
cytoplasme. Cela entraîne des erreurs de mesures du fait de la diffusion
de la fluorescence 'par ces traces de cytoplasme.
- Ensuite, il a pu y avoir contamination de l'échantillon par
les noyaux des cellules du dôme épiderITÙque du mamelon caulinaire lors
du prélèvement à la lame de rasoir.
Il reste néanmoins que les mesures montrent une très grande
majorité de noyaux 2C et, au contraire un très faible pourcentage de
noyaux 4C, correspondant probablement à des cellules non cyclantes de
l'épiderme de la tige noté d'ailleurs sur un autre histogramme (Fig. 26)
lors d'une étude comparative.
2.4 - Analyse de l'activité mitotique dans les méristèmes racinaires
présents dans les mamelons caulinaires
L'étude histologique des ébauches de racines adventives des
mamelons caulinaires et la détermination de l'index mitotique dans les
méristèmes racinaires présents dans ces structures ont été entreprises
afin de rechercher des arguments cytologiques en faveur ou en défaveur
de l'arrêt d'activité.
Les massifs extrusifs qui percent l'épiderme de la tige au niveau
des mamelons. caulinaires sont des apex de racines préformés comme le
révèle l'étude histologique. Chaque apex de racine d'une longueur totale
d'environ 100 Ilm présente les principaux territoires histologiques de
nature racinaire : coiffe, méristème sub-apical, cortex et un cordon

51
vasculaire directement relié à la stèle de la tige (Fig. 27). Notons, qu'il
n'existe pas de poils absorbants, ni de zone d'élongation.
Au
niveau
apical
; la
coiffe
apparaît formée
de
cellules
parenchymateuses de grande taille (30 J.U11), dont les plus périphériques
se desquament progressivement. Sur ses flancs, la coiffe s'amincit
jusqu'à ne plus présenter qu'une seule assise cellulaire. Immédiatement
sous la coiffe s'édifie la zone d'entretien de ]a coiffe ou zone calyptrogène
caractérisée par une ou deux assises de cellules méristématiques
tétraèdriques . Le méristème racinaire proprement dit comporte un
centre quiescent dont les limites ne sont pas très évidentes à définir et W1
massif de cellules isodiamétriques de très petite taille (l6 llm) disposées de
manière assez régulière.
A la base de l'ébauche racinaire, les cellule.s parenchymateuses du
cortex sont relativement plus grandes (40 ~m) et bien différenciées
(vacuolisation importante). Le cylindre central se distingue nettement
avec ses cellules allongées et orientées selon le grand axe de l'ébauche
racinaire.
2.5 - Index mitotique dans les méristèmes racinaires adventif!'>,
L'observation à un fort grossissement de la zone méristématique
d'une ébauche racinaire montre qu'aucune figure de mitose n'apparaît
dans ces méristèmes. Tous les noyaux sont quiescents avec une
membrane nucléaire bien visible de même que le nucléole (Fig 28).
L'index mitotique est donc nul.
Sur des microphotographies de cellules du méristème racinaire, on
peut observer que le noyau renferme une hétérochromatine en amas
denses, le nucléole est assez volumineux et d'aspect fibrillaire. Les
vacuoles sont réduites. Les mitochondries et les chloroplastes sont
relativement peu structurés et les parois pectocellulosiques très minces
(Figs 29 et 30).
Ces observations, adjointes aux résultats en cytofluorométrie
correspondent aux critères de l'état bloqué GO-l des cellules non
cyclantes, caractéristiques de la plupart des états d'arrêt temporaire de la
prolifération cellulaire et de la croissance (Cottignies, 1986).

52
3 . Microanalyse comparative des éléments minéraux présents dans les
différents tissus du mamelon canlinaire au CAMEBAX
3.1 - Répartition graphique des éléments minéraux
Cette étude a été réalisée pour chercher les différences dans ]a
répartition des éléments minéraux entre les ébauches de racines
adventives et les autres parties de la tige, dans le but de trouver une
corrélation possible entre leur état de latence et une variation dans le
métabolisme minéral.
Par la méthode dite de "sélection d'énergie" avec comme détecteur
une diode Silicium-Lithium, nous avons obtenu un spectre caractéristique
de certains éléments présents dans les tissus de la tige: Na ,Mg, S, P, Cl,
et K (Fig. 31).
Ces éléments ont été par la suite analysés et dosés en unités
arbitraires sur une surface identique à différents niveaux de la tige et
dans l'apex de racine. Pour avoir des éléments de comparaison les
mêmes dosages ont été effectués dans le nodule caulinaire (c'est-à-dire
après infection, par l'Azorhizobium). Une étude comparative des
varia tians de concentrations en tre les différents organes et la tige a été
effectuée.
Le tableau II ci-dessous donne les moyennes de variations de
concentrations (ôX) de ces éléments dans les différents cas d'évolution en
comparaison avec la tige correspondante.
Ces valeurs ont été analysées par un programme statistique (Test
de Levenne, 1960) qui permet de dire si la différence est hautement
significative CH.S.) pour p < 0,01 ; significative (S.) 0,01 < P < 0,05 ou non
significative (N.S.) pour p ~ 0,05.
Tableau II . Comparaison des variations de concentrations des éléments observés sur Je
spectre à la microsonde électronique (ôX = Concentration dans la tige - Concentration
dans la zone ciblée). * unités arbitraires.
Comparaison
ôK
6Cl
6S
6P
6Mg
Tige 1 E. R. A.
1468 *
427
1991
266
231
p=O,8 (N.S.)
p=O,7 (N.S.)
p=O,4 (N.S.)
p=O,5 (N.S.)
p=Û,07(N .S.)
Tige 1 N.C.
-Œ>66
-1754
?:l7
·892
52
p=O,Ol(S)
p=O,03 (S)
p=O,6 (N.S.)
p=O,03 (8)
p=O,051N.S.)

FiJJ.31 -. Bpectre des élêlreni.s detec~és il la miCï'osonde elecü'onique GU_' une
coupe :cransvc:"':3ule de -"ige ae S.
ras tra ta

-MG 'Ii':'
IiCL
K
VFS:1455
?lg.
3.2. - Traversée réalisée selon l'axe (x, y) depuis leu -,;-;.ssus de
la
-dge
jusqu'au
cOi.'tex
de
l'ébauche
de
:cacine
aciven-"i V<ç.
Le
phosphore
( en
vert)
ne
présente
pas
àes
pics
notables
dans la zone de l'ébauche racinaire (flèche).

VF5=
165
VFS~
VFS=
332
~)~y,JI~~~~~lWW'M~
:;r4~~/~\\~W\\v+VMf
Fig. ~3
Traversée
réalisée
selon
l'axe
(x,y)
depu1s
les
-.:issus
de
la
-;;ige
jusqu' au
r,léi~i:T.:èr.1e
nodulaire.
Le
phosphoi~e
(en
•'OUUe)
présente
des
pi cs
i'ela',:i vement
plus
Ülpor ~ants
au
niveau des tissus nodula5:. 'cu l fl èche) .

56
n n'apparaît pas de différences significatives de concentrations
pour les éléménts analysés entre la tige et l'apex de racine en attente. La
présence du primordium racinaire ne modifie pas la répartition de ces
éléments; il n'y a pas d'accumulation préférentielle notable d'aucun de
ces éléments au niveau de l'ébauche racinaire.
Par contre, lorsque l'infection a eu lieu, certains éléments
(Potassium, Chlore et Phosphore) sont plus abondants dans le nodule
caulinaire par rapport à la tige.
3.2 - Analyse quantitative de la répartition des éléments minéraux
Nous avons également tenté une analyse quantitative de ces
éléments. Pour cela, nous avons réalisé des témoins avec des rondelles de
papier 1 cm de diamètre imbibées de solutions des différents éléments
identifiés sur le spectre à des concentrations connues (en mole Il). Les
teneurs en éléments minéraux des apex de racines et des nodules
caulinaires sont donc estimées à partir de ces témoins (Tableau III).
Tableau III - Etude comparative de la concentration en ; K, Cl, S, P et Mg dans l'ébauche
de.racine adventive et dans le mamelon caulinaire
Eléments
Cancen tra ti on
Concentra lion
Valeur de p.
Conclusion
iden tifiés
dans les E.R.A.
dans les N.C.
(en mole Il)
(en mole Il)
K
0,05
0,15
0,4
N.S.
Cl
0,06
0,12
0,4
N.S.
S
0,06
0,09
0,9
N.S.
P
0,025
0,1
0,05
S
Mg
0,06
0,05
0,9
N.S.
Là encore, il n'apparaît pas de différences significatives entre les
teneurs en K, Cl, S et Mg dans la tige et dans l'ébauche de racine
adventive Cependant, comparativement, le phosphore est présent à plus
forte concentration dans le nodule caulinaire . Cette augmentation assez
significative du taux de phosphore peut être reliée aux nombreuses
divisions
cellulaires et à
l'importante activité
métabolique qui
accompagnent la formation du méristème nodulaire. Par contre, dans
l'ébauche de racine adventive, comme dans de nombreux autres organes
en état de repos, l'absence de divisions cellulaires et l'arrêt ou la
diminution de l'activité de synthèse s'accompagnent d'une nette

57
réduction du métabolisme du phosphore et de la réduction de l'activité des
mitochondries (Cottignies, 1986).
3.3 . Répartition spatiale des éléments minéraux à la microsonde
électronique
A l'aide d'un microscope à balayage équipé d'une microsonde
électronique nous avons étudié la répartition de certains éléments
minéraux présents dans les tissus de S. rostrata, notamment dans les
ébauches de racines adventives et dans les mamelons caulinaires dans la
zone à analyser. Cette technique permet de faire une analyse en continu
point par point Sur une droite choisie par l'expérimentateur : ~ la
traversée,
Au niveau d'un mamelon bien développé de la zone médiane de la
tige, la traversée depuis les tissus conducteurs propres à la tige jusqu'au
cortex de l'apex de racine ne montre pas de différences notables dans les
concentrations des divers éléments identifiés (Fig. 32).
Par contre lorsque l'analyse est effectuée après infection par le
Rhizobium spécifique, c'est à dire au stade nodule, il apparaît une
augmentation relative du Phosphore dans le nodule (Fig. 33).
4 - Conclusion
L'ensemble de ces résultats confirme que l'apex de racine est une
zone en attente alors que le nodule est une zone d'intense activité
métabolique et mitotique (présence de méristèmes nodulaires en cours de
formation).
La presque totalité des noyaux dans les méristèmes racinaires est
bloqué en phase GO-l et la teneur en eau liée importante, entraînant
corrélativement la réduction de l'activité respiratoire et le ralentissement
du métabolisme du phosphore (Cottignies, 1986).
III . DISCUSSION
Chez S. rostrata la mise en place des ébauches de racines
adventives sur la tige est naturelle et spontanée, elle n'est soumise ni à Wl
bouturage, ni à un traumatisme préalable. Cette mise en place est
probablement régie par des facteurs génétiques, comme c'est le cas pour
la plupart des plantes à r.acines adventives préforméés décrites à ce jour
(Haissig, 1970).

58
Dreyfus et ses collaborateurs (communication personnelle) ont, par
ailleurs, obtenu au laboratoire de Microbiologie des sols de l'ORSTOM à
Dakar, par mutagenèse chimique (trempage des graines dans le méthane
sulfonate d'éthyle (M.S.EJ un mutant de S. rostrata "sans sites", c'est-à-
dire sans ébauches de racines adventives visibles sur la tige ,
La chronologie des étapes de mises en place de ces ébauches de
racines adventives préformées parait, toutefois, assez comparable à ce que
l'on observe chez les racines adventives néoformées et que nous avons
adopté précédemment, c'est-à-dire les trois étapes caractérisées par Favre
(1977a et b).
Dans le cas de S. rostrata la première étape, c'est-à-dire l'activation
générale, liée à la croissance de la plante et donc plus diffuse dans le
temps se situe dans la zone corticale profonde interfascieulaire .
La deuxième étape: formation du champ morohogénétiaue de la
racine est relativement fugace et difficile à saisir. En effet, comme dans
cas de Salix fragilis (Carlson,1929, 1938 et 1950), seules des coupes
supérieures ou égales à 10 !lm d'épaisseur permettent de localiser les
premières cellules impliquées dans le phénomène. Le nombre de cellules
impliquées semble très faible car elles ne s'observent que sur moins d'une
dizaine de coupes de 10 !lm d'épaisseur soit 10 x 10 :::: 100 jlID. Par ailleurs,
la faible épaisseur de l'écorce fait que très vite l'ébauche de racine
adventive fait saillie à la périphérie de la tige. On n'observe, donc
pratiquement jamais de champs morphogénétiques, selon Favre (1977 a) à
l'intérieur des tissus, c'est-à-dire en position strictement interne, comme
c'est le cas aussi chez S. fragilix (Carlson, 1950), chez Populus nigra,
(Shapiro, 1958) et chez le Pois (Nougarède & Rondet, 1982).
La troisième étape, la croissance
racinaire est, par contre
suspendue et ne sera induite qu'àprès un séjour des tiges pendant
plusieurs heures dans l'eau, comme nous le verronS plus loin.
Chez S. rostrata, comme chez de nombreuses autres plantes à
ébauches de racines adventives préformées, les premières manifestations
cellulaires de la mise en place d'une racine, ne sont perceptibles qu'à
partir du troisième entre-noeud. On sait, par ailleurs, que c'est
généralement à partir de cette zone que les cellules cambiales sont initiées
et commencent à fonctionner pour donner naissance aux formations
secondaires (Wolfe, 1934),

59
branch gap
root
p r i mord iUIl)'---.II1IIlIl>..
leaf gap
'" ray _--+_~......~~
xylem _~~--Io~
phloem --==~;;::=~~~~~!j!i~
cambium
Fig. 34 - Localisation des primordium racinaires adventifs (-) Haissig (1965 et 1974)

Haissig (1965 et 1974) a montré que les cellules. initiales des futures
racines adventives sont situées au voisinage du cambium, des nouvelles
formations secondaires ou des cellules corticales proches (Fig. 34).
Rappelons, aussi, que Swingle avait déjà observé en 1927 que les
primordium racinaires préformés étaient généralement localisés au
niveau des traces foliaires, des traces des rameaux latéraux ou deB
bourgeons. Ajoutons à cela, que depuis Loiseau (1960) il est admis que le
système conducteur constitue en lui même une réalité phyllotaxique,
c'est-à-dire que la disposition relative des faisceaux cribro-vasculaires
dans une plante est en relation directe avec la disposition de ses feuilles.
La disposition linéaire des ébauches de racines adventives de la tige
de S. rostrata, disposition apparemment liée à la phyllotaxie de la plante
(Duhoux, 1984), et que l'on rencontre aussi chez Populus nigra var. italiea
(Shapiro, 1958), semble en re1ation directe avec la mise en place des
formations secondaires comme c'est le cas chez S. fragilis (Haissig, 1970).
En
ce
qui
concerne
les
mécanismes
physiologiques
qui
interviennent dans la régulation de la mise en place des ces ébauches de
racines adventives préformées, peu d'informations sont disponibles à
l'heure actuelle. Certains résultats montrent l'influence de la lumière, de
l'obscurité, des phénomènes de dormance et des auxines, mais leur rôles
respectifs n'ont pas été clairement définis (Shapiro, 1958 ; Jarvis et al.,
1983). Il est généralement admis que le développement des racines,
qu'elles soient adventives ou non, dépend du taux d'auxines, notamment
de l'AIA présent dans le tissu. Dans les cas de bouturage ou de
traumatisme c'est l'accumulation de l'auxine basipète au niveau de la
section ou au niveau de la zone de cicatrisation qui induit la rhizogenèse.
Dans le cas des racines adventives, plus particulièrement les
ébauches de racines adventives de la tige de S. rostrala ; l'interprétation
est plus délicate. La local1sation priv11égiée des ébauches de racines
adventives sur des génératrices verticales semble liée à la disposition des
structures conductrices notamment du xylème secondaire immature lors
de la phyllogenèse. Si on admet avec Scheldrake (1971) que ce xylème
secondaire immature transporte et peut même synthétiser de l'auxine, on
comprend alors que cette zone présente une plus grande aptitude à la
rhizogenèse qui se traduit par la disposition des ébauches de racines
adventives le long des génératrices reliant les feuilles.

62
Dans le cas de l'inhibition corrélative la suppression de l'organe
inhibiteur induit la reprise de la croissance (Chouard, 1951 et Feldman,
1984), ce qui n'apparaît pas chez S. rostrata. L'arrêt de croissance des
ébauches de racines adventives ne semble pas, directement contrôlé par
des corrélations morphogénétiques. La croissance des ébauches de
racines adventives de la tige de S. rostrata ne semble sous l'influence ni
du bourgeon apical, ni des racines séminales (Voir chapitre suivant). TI
n'y pas de phénomène de dominance apicale, ni action activatrice ou
inhibitrice de ces organes sur la croissance des ébauches de racines
adventives comme l'ont décrit divers auteurs dont Favre (1970, 1973 a et b)
chez la Vigne. Cette observation est également contraire à celle réalisée
chez S. alba (Vartanian,1984) où l'ablation du bourgeon terminal entraîne
une inhibition de la croissance des racines adventives courtes et
également différente des observations de 8amb (1983) chez Jussieae
repens où l'ablation de l'apex conduit à un augmentation de la croissance
des racines adventives. Chez S. rostrata le bourgeon terminal intervient
peut·être à un stade plus précoce de la différenciation des racines
adventives.
Les ébauches de racines adventvies de S. rostrata ne semblent donc
se trouver ni en état de dormance, ni. en état d'inhibition corrélative, ni en
é ta t de croi ssan ce cyclique. Ces 5 tructu re s pa ra Îssen t plutôt se trou ver
dans un état de quiescence, puisqu'il suffit de les placer en présence d'eau
pour que la croissance et l'élongation se manifestent, comme nous le
verrons dans le chapître suivant. Le fait que, chez S. rostrata 1a
croissance reprenne dès que les conditions d'humidité optimales sont
rétablies, semble indiquer que nous avons à faire à une quiescence selon
Meyer & Anderson, (1952), Samish (1954) et Cottignies (1985). En effet,
selon ces auteurs la guiescence désigne plutôt l'arrêt de croissance
provoqué par une carence ou les variations défavorables d'un ou plusieurs
facteurs de milieux.

63
CHAPITRE IV .. EVOLUTION DES
EBA DeHES RACINAI RES DE
S. ROSTRATA DANS L'EAU: ROLE
DANS LA NUTRITION MINERALE DE'
LA PLANTE.

64
1 . INTRODUCTION
Lorsqu'une tige de S. rostrata séjourne dans l'eau, les ébauches de
racines s'allongent et se ramifient donnant des racines adventives
typiques. L'élongation débute en moins de 24 heures. Cette élongation est
liée à des modifications métaboliques et physiologiques dans les ébauches
de racines.
Nous avons ainsi entrepris une étude systématique d'un certain
nombre de caractères anatomiques et physiologiques permettant de mieux
appréhender les corrélations morphogénétiques intervenant dans la
croissance de ces ébauches de racines. Des traceurs radioactifs ont été
utilisés pour tenter de préciser le rôle de ces structures dans la nutrition
minérale et hydrique de la plante.
L'utilisation des radioisotopes a déjà permis de réaliser des progrès
remarquables dans la connaissance des mécanismes de la pénétration et
du transport des solutés dans la plante (Bidulph, 1959 ; Gagnaire-
, Michard & Jourdan, 1978 ; Jourdan, 198D ; Chamel, 1973 ; Penot, 1976 a et
b et 1979 ; Souicli, 1976 ; FIoch' ; 1979 et Baillon, 1985).
Pour étudier la migration des nutriments dans la plante plusieurs
macroéléments radioactifs ont pu être utilisés comme traceurs radioactifs
des substances minérales dissoutes utilisées par la plante: 32p, 42K, 14C,
etc.
Un certain nombre de résultats obtenus dans ce domaine ont
concerné la migration des ions potassium qui, avec l'azote et le phosphore
constituent les trois éléments fondamentaux de la nutrition minérale de
la plante (Chamel, 1973).
Le potassium intervient à divers niveaux dans le métabolisme
général. S'il joue surtout un rôle d'activateur de nombreuses enzymes, il
intervient
également
dans
la
régulation
de
l'équilibre
ionique
intracellulaire, et dans le maintien des potentiels électriques des
membranes cellulaires contrôlant les courants d'eau, d'ions et de
métabolites dans la cellule (Chamel, 1973). L'isotope radioactif 42K est
cependant difficile
à
manipuler car il
présente une
période de
désintégration très courte O. = 12,4 heures).
Des travaux antérieurs s'intéressant ft cc sujet ont montré que
l'absorption ct la migration des ions rubidium et potassium dans la plante
sont suffisamment proches pour que l'isotope radioactif du rubidium 86Rb

65
R
29/ 6
Rb86
U1
10
.......
Q
C
(])
E
\\(])
5
\\(])
0
U
0
0
c...
U1
R
287
,
OJ
10
"'0
CS 134
Jl
C
0
.......
5
c....
0
t
0...
'<11
0
.c....
<];
-0
R
30/0
.......
c
10
K 42
Q;
Q
.~
t....
t....
Q.J
5
0
U..
cr::
Par~ies de
0
la plan~e
Th.
Fig. 35- Répartition du 86 Rb • :l~CS et ~2K dans des jeunes peupliers,
24 heures après une application foliaire (d'après NIVOU, 1976).
R : coefficient de répartition: c'est le rapport entre la radio-
activitê (exprim~c en pourcentage de la radioactivité totale des
parties non traitées) et le poids de la matière sèche (exprimée en
pourcentage du poids total de la plante.
Ra.: r~ifications racinaires. R.D. = racines principales: fi = bou-
ture ; P.f.b. 3
pétioles des feuilles du bas; r.b.
limbe des feuil-
les du bas: P.f.h. = p~tioles des feuilles du haut; f.h. ~ limbe
:i~s feuilles dll haut : Ln. = tige du r.,Jut.

66
soit utilisé sans trop de distortion comme traceur du potassium contenu
dans la solution minérale (West & Pitman, 1967 ; Floch' & Penot, 1972 ;
Bidulph, 1976; Souidi, 1976; Cumbus & Robinson, 1977).
Des essais préliminaires réalisés au Centre d'Etudes Nucléaires de
Grenoble par Nivou (1976) et cités par Jourdan (1980) sur Populus X
Euramericana cv-214 ont montré que la répartition des isotopes
radioactifs 86 Rb et 134 Cs dont les périodes de désintégration sont
respectivement À ::;1 8,7 jours et À. ::; 2,06 ans (Tableau IV) est tout à fait
comparable à celle du 42 K dans la plante est (Fig. 35).
Tableau IV : Caractéristiques physiques des radioéléments utilisés.
Radioél émen t
Période de désintégration O.)
énergie
de
rayonnement
servant à la mesure (KeY)
86 Rb
18,7 jours
1076,6
134 Cs
2,06 ans
795,8
Nous avons donc choisi d'utiliser le 86Rb et le 134Cs pour toutes nos
expérimentations chez S. rostrata .
II . RESULTATS
1 - Modifications cytophysiologiques liées au passage de l'état
d'ébauches racinaires à l'état de racines adventives
Après un séjour de 24 heures au moins dans l'eau, l'induction de la
croissance est effective et les ébauches racinaires s'allongent pour donner
des racines adventives typiques. Cette reprise de la croissance est
probablement corrélée à des modifications cytophysiologiques précises par
rapport à la situation de quiescence décrite précédemment. Trois aspects
ont été retenus pour caractériser cette nouvelle situation d'une part,
l'évolution du potentiel hydrique dans les méristèmes racinaires et
d'autre part, la distribution de l'ADN des noyaux et l'index mitotique
dans ces cellules méristématiques.

1.1 - Caractérisation de l'état physiologique des Tacines adventives
développées sur la tige de S. rostrata
1.1.1 - Evolution du potentiel hydrique dans les racines adventives en
cours d'élongation
Les mesures de potentiel hydrique réalisées selon la méthode de
Chardakov, décrite précédemment, ont montré que les extrémités (0,5 cm
de longueur) des racines adventives développées après un séjour de
24 heures dans l'eau, présentent un potentiel hydrique supérieur ou égal
à - 5,6 atm.
Sur des fragments de tige prélevés entre deux sites de nodulation,
nous avons obtenu les mêmes résultats, c'est-à-dire un potentiel hydrique
égal à -5,6 atm.
Ces résultats montrent d'une part, qu'après un séjour dans l'eau,
le potentiel hydrique s'élève dans les méristèmes racinaires, par rapport
aux valeurs notées chez les ébauches de racines adventives, d'autre part
ce potentiel hydrique devient alors égal au potentiel hydrique des tiges.
Cette augmentation du potentiel suggère donc une sortie de l'état
de repos observé précédemment. En effet, dans la plupart des exemples de
reprise d'activité après une dormance ou une inhibition temporaire, le
potentiel hydrique
augmente
assez
rapidement dans les
zones
préalablement en repos, par repport aux autres tissus de la plante
(Cottignies, 1986).
Mais, contrairement à
ce qui a
été décrit chez le frêne
(Cottignies,1983) le potentiel atteint au niveau des racines adventives ne
présente pas de différence nette avec celui des tissus de la tige. Cette
observation pourrait s'expliquer par le fait que chez S. rostrata, les tiges et
les racines séjournent en même temps dans l'eau. Les racines adventives
absorbent l'eau directement du milieu, il n'y a pas d'appel d'eau
spécifique de la tige vers ces racines adventives.
1.1.2 . Distribution des teneurs en ADN des noyaux des cellules
méristèmatique dans les racines adventives en cytofluorométrie
3 281 noyaux prélevés sur des extrémités de racines adventives en
cours d'élongation dans l'eau, ont été analysés par le cytofluoromètre.

68
Nombre total de noyaux: 3281
64 r - - - - - - - - - - - - r - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - .
réquences
2C
s évènements
( en %)
4C
.... _..... -.. ·····..~ ..·:M·J. ,1J1f
l....-J~--J_.,....
211
'Il
lU Il.
\\
130 IltO
1 (0
160
I~p 110 l~ J.oo
Teneurs en ADN
nucléaire
(unités arbitraires
94,4 ± 0,3
192,1 ± 1,2
Fig. 3p - Distribution des teneurs cn ADN des noyaux des cellules
m6ristématiques' des racines advcnlivcs en cours d'élongation sur la tige
de S. rostrala cn cyloOuofomélric.

69
La figure 36 montre, à côté des 64% de noyaux à 2C, une population
de noyaux à 4C relativement importante (18%).
Ces résultats indiquent que ces cellules ne sont pas rassemblées en
une seule phase, comme c'était le cas pour les cellules des méristèmes
des ébauches de racines adventives. TI n'y a visiblement pas bloquage des
noyaux qui sont cyclants. Cette reprise de l'activité mitotique est
confirmée d'ailleurs par l'index mitotique déterminé ci-dessous.
1.1.3 - Index mitotique dans les méristèmes racinaires en COurs
d'élongatian.
Différents comptages des noyaux en division ont été réalisés sur des
squash de pointes de racines adventives, après un séjour de 12, 24, 48 ou
72 heures dans l'eau. Dans chaque cas sur 100 noyaux dénombrés dans le
champ du microscope, nous comptons le nombre de noyaux en mitoses
(métaphase).
Les moyennes obtenues sont:
~ pas de mitoses nettes après 12 heures,
- 17 % après 24 heures
- 13 % après 48 heures
- et la % après 72 heures.
Lors de comptages effectués sur des racines ayant séjourné
plusieurs semaines dans l'eau, les moyennes obtenues sont toujours
voisines de 10 %.
11 apparait donc qu'après un maximum de 16 à 21 % dans les
premières 24 heures d'immersion dans l'eau les mitoses sont moins
fréquentes. Cela pourrait signifier que lors de ces 24 premières heures il y
a un débloquage des noyaux qui étaient tous dans la même phase et qui
retrouvent brutalement leur état cyclant, preuve qu'ils étaient bien en état
d'arrêt temporaire.
2. Etude expérimentale de la croissance des racines adventives
Le but de cette étude était de chercher à savoir si des facteurs
exogènes (eau, lumière) et/ou endogènes (présence ou absence de
bourgeon terminal ou axillaire) avaient une incidence sur l'allongement
de ces racines adventives L'étude a été réalisée sur des plantes entières et
sur des boutures mononodales.

70
'2.1 - Croissance des racines adventives sur des plantes entières
(Marcottage)
2.1.1 - Influence de quelques facteurs exogènes
- L'eau
L'immersion dans l'eau de jeunes plantes intactes, c'est-à-dire avec
feuilles, racines et bourgeon terminal ou même après ablation plus ou
moins importante de ces organes, pendant 24 heures suffit pour induire
l'entrée en croissance des racines adventives. Les racines adventives se
développent alors rapidement sur toute la longueur de la partie immergée
de la tige (Fig. 37).
Le principal facteur inducteur de la croissance des racines
adventives de la tige de S. rostrata est l'eau ou une atmosphère saturée en
eau. La réhydratation des cellules de l'ébauche racinaire et des cellules de
la tige
constituant le
dôme
épidermique
amorce
les
réactions
métaboliques avec une faible période de latence.
Le contact avec l'eau doit, cependant, être assez important dans le
temps car ni un arrosage, ni une pluie n'ont jamais provoqué le
développement des racines adventives. Dans les populations naturelles de
S. rostrata, lorsqu'en période d'hivernage, la base des tiges demeure
inondée pendant quelques semaines, les ébauches de racines adventives
se développent, donnant alors un important chevelu racinaire observable
au début de la saison sèche après le retrait de l'eau (Fig. 38).
~ La lumière
La lumière joue un rôle important dans l'induction de l'entrée en
croissance des racines adventives, car son absence se traduit par des
réponses très particulières, à savoir:
- maintien de la latence des apex de racines adventives
présentes dans les zones apicale et basale;
- entrée en croissance des seules ébauches de la zone médiane
(Spencer-Barreto & Duhoux, 1987).
Les racines adventives présentes dans la zone médiane sont les
seules capables d'entrer en croissance même en absence de lumière. La
présence d'une importante, réserve amylacée dans les tissus caulinaires
de cette zone semble pouvoir expliquer l'induction de la croissance des
racines à ce niveau, même en absence de lumière. Elles disposent

71
probablement d'une réserve énergétique et nutritionelle suffisante pour
induire la croissance.
2.1.2 - Influence
de
quelques facteurs
endogènes
: corrélations
morphogénétiques régulant la croissance des racines -adventives
- Le bourgeon terminal
Le bourgeon apical ne semble pas intervenir directement dans
l'induction de la croissance des racines adventives. Les résultats
présentés dans le tableau V, ci-dessous montrent que la décapitation des
plantes entières n'empêche pas le développement des racines adventives.
Tableau V- Influence de la décapitation sur la croissance de racines adventives.
Traitement
Nombre de plantes
nombre moyen de
Longueur moyenne
racines allongées /
des racines! plante
plante
(mm)
Plan tes d écap itée s
24
94±31
19±5
Plantes témoins
24
84±20
13±5
- Les feuilles
De jeunes plants de S. rostrata sont presqu'entièrement immergés
dans l'eau. Les résultats présentés dans le tableau VI, ci~dessous,
montrent que les racines adventives se développent plus rapidement (en
moins de 24 heures) et subissent un allongement plus net lorsqu'il
subsiste à l'air libre au moins deux feuilles.
Tableau VI- Influence de l'ablation des feuilles sur l'entrée en croisssance des racines
adventives sur des plantes entières.
Nombre de plantes
Nombre moyen de
Longueur moyenne
racines
des racines / plante
allongées! plante
(mm)
Plantes témoins
24
57±6
21±3
Plantes effeuillées
24
61±4
23±2
(sauf deux feuilles)
Plantes
24
21±8
4±1
entièrement
effeu iIl ées

72
Notons que lorsque toutes les feuilles sont immergées, elles ne
survivent pas longtemps. Seules les feuilles restées à l'air libre subsistent
et participent à la stimulation de la croissance.
2.2 . Croissance des racines adventives sur des boutures monodales
(Bouturage)
Des boutures mononodales (Cf. Chap. II!), c'est-à-dire des
fragments de tige de S. rostrata sont soustraits aux corrélations internes
de la plante, et soumis à l'influence de divers facteurs exogènes et
endogènes.
2.2.1 - Influence d'un facteur exogène: la lumière
Nous avons esssayé de préciser la zone réceptrice de la hunière sur
les boutures et de détenniner les conditions optimales de la croissance des
racines adventives. Des boutures mononodales ont été placées de manière
à ce que soit, toute la bouture reçoive la lumière, soit une partie seulement
de la bouture reçoive cette I,umière (feuille axillante ou entre-noeud), Les
résultats consignés dans le tableau VII, ci-dessous, montrent que la
lumière
agit
essentiellement
par
l'intermédiaire
des
feuilles,
probablement, par la synthèse des photosynthétats nécessaires à la
croissance racinaire. On remarque de plus, que l'obscurité au niveau des
racines adventives est favorable à leur croissance.
Tableau VII - Variation du comportement des racines adventives de la tige de S. rostrata
sur des boutures mononodales en fonction du site rêcepteur de la-lumière.
Nombre de boutures
Nombre moyen de
Longueur moyenne
racines allongées
des racines
sur l'ensemble des
boutures
Totalité de la
42
29± 11
22±6
bouture à la lumière
Feuille axilla -ote
42
0
0
soustraite à la
lumière
Mamelons
42
30±?
32± 11
caulinaires
soustraits à la
lumière

73
2.2.2 - Influence de quelques facteurs endogènes.
- Les bourgeons axillaires et les feuilles
Lors de cette expérimentation les boutures mononodales disposées
dans les cuvettes sont soit ébourgeonnées et effeuillées, soit simplement
ébourgeonnées. Les résultats sont consignés dans le tableau VIII, CÎ-
après.
Tableau VIII-Influence des bourgeons axillaires et des feuilles sur l'induction de
l'entrée en croissance des apex de racines sur des boutures mononodales.
Nombre de boutures
Nombre de boutures
% de boutures
enracinées
enracinées
Boutures
42
6
13
ébourgeonnées
et effeuillées
Boutures
42
16
38
ébourgeonnées
Boutures effeuillées
42
9
20
Boutures complètes
42
~
85
(témoins)
Les boutures ébourgeonnées et effeuillées présentent une nette
inhibition de l'élongation des racines adventives. Sur les boutures
simplemen t effeuillées les racine s adventives peuvent se développer ,mais
seulement après l'apparition d'une jeune feuille axillante, c'est~à~dire
après une reprise de l'activité photosynthétique (Tableau VIII).
- Position des boutures par rapport à l'apex de la tige de la plante- mère.
Des boutures mononodales ont été prélevées tout au long de la tige
principa.le et des ramifications de plantes de S. rostra/a. Les boutures ont
été soigneusement localisées sur la tige et on a suivi l'enracinement de
chaque fragment. Les résultats de cette expérimentation sont présentées
sur la figure 39.
L'observation attentive de cette figure nous amène aux conclusions
suivantes .
. les boutures prélevées sur la tige principale s'enracinent
1
nettement mieux que celles des ramifications latérales. Cette
action activatrice du développement des racines adventives de
la tige principale se manifeste d'une part, sur la vitesse

Fig. 39 • Différence d'aptitude au bouturage des diverses parties de la tige
de Sesbania rostrata.
Pourcentage de
boutures
enracinées
Tige principale
00
Première
40
ramification
Deuxième
ramification
Valeur de l'enracinement
exprimée en pourcentage de
boutures enracinées sur la totalité
de la plante
Boutures mortes
(30 %)
Faible (13,4 %)
moyen (20 %)
Très bon (36,6 %)

75
d'entrée en croissance (les premières racines s'y développent
en moins de 24 heures), d'autre part, sur le pourcentage de
boutures enracinées. Ce pourcentage est de 56% des boutures
pour l'ensemble de la tige, et il atteint 100% si on se restreint
à la zone médiane de la tige principale.
- Sur la tige principale COIDDle sur les rameaux, les boutures
apicales et basales s'enracinent mal, soit parce que les apex
racinaires
dans les mamelons sont encore trop jeunes et pas
assez différenciées, soit parce que dans la zone basale ces
apex de racines sont souvent trop agés, sclérifiés et déformés
(bifurcation des pointes).
- la partie de la plante qui présente une croissance optimale
des racines adventives est la zone médiane de la tige
principale.
3 - Rôle des racines adventives dans la nutrition minérale de la plante
3.1 - Mige en évidence
Des boutures mononodales avec des racines adventives bien
développées et un rameau axillaire de 3 cm de longueur ont été mises en
terre en même temps que des germinations. Les cultures ont été réalisées
dans le jardin botanique du Département de Biologie Végétale pendant
tout l'hivernage (2 mois). L'expérience a été effectuée' en deux répétitions
de deux lots de 20 plantes.
Tableau IX ~ Etude comparative de la croissance des plantes issues de boutures et des
plantes issues de germinations.
Nb.de
Long. des
Poids sec
Total
feuilles
tiges (cm)
(g)
poids
sec
(g)
Feuilles
Tiges
Racines
Germin.
171±22
123,l± 17
11,0212
16,3± 5
2,6± 0,7
29,92
Boutures
126,4± 14
165,2±13
16,4 ± 2
26,6± 5
9,3 ± 2,4
52,3
Il apparait nettement, sur le tableau IX, que si les plantes issues de
graines présentent plus de feuilles' ceUes~ci sont petites avec des folioles
également de petite taille. Les plantes issues de boutures sont nettement
mieux développées (hauteur moyenne: 165,2 cm) et la biomasse moyenne

76
produite pendant le même temps est plus importante (52,3 g contre 29,9 g).
Par aîlleurs le système racinaire de ces boutures, issu du développement
des racines adventives, est nettement plus important.
Ces différences dans la croissance des plantes présentant des
racines adventives développées et des plantes n'en présentant pas semble
suggérer que les racines adventives jouent un rôle dans l'absorption
racinaire et dans la nutrition minérale de la plante. C'est ainsi Que nous
avons entrepris d'étudier le rôle des racines adventives dans la nutrition
de la plante à l'aide de traceurs radioactifs.
3.2 - Etude de l'absorption et de la fiÙgration du B6Rb dans la plante.
3.2.1 - Absorption des éléménts radioactifs par les ébauches racinaires
sur de petits fragments de tige.
Dans cette expérience nous étudions la pénétration du 86Rb contenu
dans une microgouttelette (10 ~l) d'une solution de chlorure de rubidium
(activité initiale de 3,7 MBq / ml ou 20 mg de 86Rb / ml) au niveau de
fragments de tiges de S. rostrata de 3 mm x 5 mm x 5 mm présentant ou
non
un
mamelon
caulinaire
mature.
Les
résultats
de
cette
expérimentation sont résumés dans les tableaux X et Xl ci-dessous.
Tableau X - Pénétration du traceur 86Rb dans un fragment de tige présentant un
mamelon caulinaire, au bout de 24 heures de traitement.
Fractions étudiées.
Répartition de la
rad ioactivi té
en % du total
Liquide résiduel à la surface
6t3
Eau de rinçage
3±2
Fragment de tige
38:tl
Disque de gélose
53±6
La pénétration du radio-élément contenu dans la goutte déposée sur
le fragment de tige est nettement plus importante (91 % de la radioactivité
totale)en présence d'un mamelon cau linaire que sans mamelon
caulinaire (53 % de la radioactivité totale).

71
Tableau XI - Pénétration du 86Rb dans un fragment de tige sans mamelon caulinaire au
bout de 24 heures de traitement.
Fractions étudiées.
Répartition de la
radioactivité
en % du total.
Liquide résiduel à la surface
42,2± 15
Eau de rinçage
4,8±7
Fragment de tige
25,6± 7
Disque de gélose
27,4± 10
De même, la migration de ce radio-élément dans les tissus (c'est à
dire vers la gélose) se fait mieux (53 %) dans les fragments possédant un
mamelon caulinaire que dans les fragments sans mamelon (27,4 %).
En s'appuyant sur la structure anatomique du mamelon caulinaire
on explique aisément cette migration préférentielle. La parfaite
différenciation de l'apex de racine et la présence d'un cordon vasculaire
bien structuré semblent permettre une circulation aisée de la solution
minérale du mamelon vers la tige.
Les racines adventives courtes de la tige de S. rostrata semblent
donc, avant même leur développement pouvoir participer de manière
active à la nutrition minérale de la plante. Cette absorption, nous le
verrons plus loin est secondaire par son importance par rapport à
l'absorption réalisée par les racines séminales.
3.2.2 - Absorption et migration des éléments radioactifs dans les plantes
entières
3.2.2.1 - Absorption par les ébauches de racines adventives en attente sur
la tige.
Dans une première série d'expériences, grâce au dispositif
expérimental décrit précédemment (cf. Chap. II!), une solution de
chlorure de rubidium marquée par du 86Rb (activité initiale: 0,037 MBq)
est appliquée au niveau des mamelons caulinaires de la tige des plantes
entières pendant 24 heures. La fin de l'expérimentation est conduite selon
les méthodes décrites par ailleurs (Jourdan, 1980 ; Gagnaire-Michard &
Jourdan, 1978).

78
Les plantes sont découpées en 5 parties correspondant aux
principales zones décrites plus haut. La portion de tige traitée avec la
solution radioactive est éliminée pour une meilleure expression des
résultats. Les mesures de la radioactivité dans les différents fragments de
la plante sont rassemblées dans le tableau XII ,
Tableau XlI· Répartition du 86 Rb absorbé au niveau de la tige de S. rostrata.
(* Zones en contact avec la solution radioactive)
Différen tes
radioactivi té
Répartition de Poids sec
Répartition
parties de la
totale
la radioactivité
(en mg)
(en
c.p.m.lmg
plante.
(en c.p.m.)
(en % du total)
de poids sec)
feuilles
9022
27±9
130±60
69,40
(1)
Zones apicales
68œ
19,5± 7
J()() ± 20
68,03
(2)
Zones
143Œl
42,1 ± 11
14 0±30
102,20
médianes *
(3)
Zones basales
2622
B±l
160! 50
16,38
(4)
Zones
1192
3,7±2
Z30±40
5,18
racinaires
(5)
La radioactivité mesurée dans les différentes parties de la plante
permet d'estimer la répartition du 86 Rb le long de la plante. La
répartition est caractérisée par le rapport:
R = Radioactivité en ç.p,m.
Poids sec (en mg),

79
80
Feuilles
(1)
Zones
apicales
(2)
Zones
médianes
(3)
Zones
basales
(4)
Zonea
racinairea '
(5)
1
2
3
4
5
Différentes parties de la plante.
B6
Fig. 40 - MIgration du Rb absorbé au nIveau des E.R.A. de la tIge,
il apparaît très nettement que les ions 86Rb sont absorbés au niveau
de la tige (coefficient de répartition R = 102,2 c.p.m./mg de poids sec).
Puisque les entre-noeuds de cette partie de la tige présentent de nombreux
mamelons caulinaires parfaitement développés, on peut aisément
conclure à l'intervention des racines adventives dans l'absorption du
radio-élément.
TI apparaît également sur l'histogramme de la figure 40 que la
migration du radio-isotope est presqu'exclusivement acropète. Ces
résultats montrent que chez S. rostrata comme chez de nombreuses
autres plantes, le 86Rb s'accumule généralement dans les zones de
grande activité métabolique (méristèmes apicaux de la tige et jeunes
feuilles).
3.2.2.2 - Absorption par les racines séminales seules.
Des plantes entières âgées de 5 à 6 semaines, hautes d'environ
40 cm, sont placées dans le milieu nutritif et maintenues par un support
vertical de manière à ce que seule la base des tiges et les racines
séminales plongent dans la solution nutritive dans laquelle nous avonS
ajouté 20 ml d'une solution minérale marquée par du chlorure de 86RB ou
de 134Cs (activité initiale dans les deux cas: 0,074 MBq).

Il apparaît une nette migration des isotopes et surtout du 134Cs à
partir des zones traitées vers les parties apicales de la plante (Figs 41
et 42).
Répartition de
la radioactivité
(en cpm 1 mg de P.S.)
1
2
3
4
5
Différentes parties de la plante
Fig. 41 - Répartltlon d~6Rb absorbé au niveau des R.S.
40
.----
Répartion de
la radioactivité
( en cpm / mg de P.S.}
~
30
. - - -
A
....--
t84ea
~
20 -
10
o
1
1
2
3
4
5
D'/Ié
.
d 1
1
rentes parties e a plante.
134
g.42 • Migration du Cs absorbé au niveau des R.S.

81
Tableau XlU . Répartition du 86Rb absorbé par les racines séminales au bout de 24 heures
de traitement. (* Zone en contact avec la solution radioactive).
Différentes
radioactivité
Répartition de Poids sec
Répartition
parties
de
la totale
la radioactivité
(en mg)
(en c.p.m. / mg
plante.
(en c.p.m.)
(en du total %)
de poids sec)
feuilles
900
22,7± 5
190±30
4,76
(1)
Zones apicales
335
9±3
5O± 10
6,76
(2)
Zones
373
9,2± l
70±20
5,32
médianes
(3)
Zones basales
789
I9±4
9O±30
8,76
(4)
Zones
1618
39,8±5
9O±30
17~7
Taei n ai res*
(5)
Tableau XlV . Répartition du 134 Cs absorbé par les racines séminales au bout de 24
heures de traitement. (* Zone en contact avec la solution radioactive).
Différen tes
rad ioaetivité
Répartition
de
Poids sec
Répartition
parties
de
la totale
la radioactivité
(en mg)
(en c.p.m. / mg
plante.
(en c.p.m.)
(en du total %)
de poids sec)
feuilles
4772
Il,2± 2
120±30
39,76
(l)
Zones apicales
1960
4,6±2
6O±Iû
32,66
(2)
Zones
3623
8,5±4
l2O±30
30,19
médianes
(3)
Zones basales
6816
I6±S
250±5D
27;26
(4)
Zones
25353
59,5±5
170 ±30
149,14
racinaires·
(5)
Les racines ayant été soigneusement rincées par des bains
successifs dans une eau pure non radioactive, la radioactivité notée
,
correspond donc à la quantité de radioéléments effectivement absorbés et
fixés et non à la présence de 86Rb ou de 134Cs adsorbés sur les surfaces
des organes végétaux traités.

82
3.2.2.3 - Absorption simultanée par les deux systèmes racinaires du
S. rostrata : Expérience de double marquage isotopique.
- Ebauches de racines adventives de la tige en attente.
Dans cette série, c'est-à-dire, lors des expériences de "double
marquage isotopique" les traceurs radioactifs sont apportés en même
temps; le 86Rb au niveau de la tige et le 134Cs au niveau des racines
séminales (radioactivité initiale dans les deux cas: 0,074 MBq). Les
résultats de ces expériences sont présentés dans le tableau XV.
Tableau XV- Répartition simultanée du 86Rb (à partir de la zone médiane de la tige) et du
134 Cs (à partir des racines séminales) dans des plantes entières de S. rostrata en 24
heures(Zones en contact avec la solution radioactive).
Différentes
Radioacti-
Répartition
Poids sec
Répartition
parties de la vité totale
de la radio- (en mg)
de la radio-
plante
(en c. p. m.)
activité
activité
(en
(en
%
du
c.p.m./
mg
total)
de poids sec)
Feuilles
2772
16,7 ± 11
170± 60
16,30
(1)
Zones
1562
9,8± 7
70±10
22,31
apicales
(2)
Zones
3517
19±12
100 ± 10
35,17
médianes *
(3)
Zones
2050
12,5± 6
160±30
12,81
basales
(4)
Zones
6973
42± 15
2oo±30
34,86
racinaires
(5)
Feuilles
6835
14,5± 8
170±GO
40,20
(1)
Zones
4304.
9±6
70± 10
61,48
apicales
134 Q;
(2)
Zones
6828
14,5± 12
lOO± 10
68,28
médianes
(3)
Zones
5866
21,8±5
16O±30
36,66
basales
(4)
Zcne5
~
49,1 ± 13
2OO±30
111.45
racinaires*
(5)

83
La répartition de la radioactivité à partir de la tige montre que les
racines advent-ives présentes sur la tige sont capables d'absorber même
en présence des racines séminales ,
La migration du 134Cs reste très nettement acropète, par contre, la
migration du 86Rb absorbé au niveau de la tige se répartit d'avantage
dans les racines (42%) que dans l'extrémité apicale (16,7 %), cela
s'expliquerait peut-être par la présence de racines en croissance (Figs 43
et 44).
40
Répartition de
la radioactivité
( en cpm 1 mg de P.S.)
30
:~::':.:.:':.'
:.:.:-:.:.::-:- )}
:<~::
20
10
o
1
2
3
4
5
Différentes parties de la plante.
Fig. 43 • NIgratlon d~6Rb absorbé au niveau des E.R.A. dans le cas de doucie marquage.

84
80 .
Répartition de la
radioactivité
(en cpml mg de P.S.)
-
-
60
40
-
- 1 3 4 Cs
~
20 -
o
2
3
4
5
Dif1érentes parties de la plante.
Fig 44 - Migration du 134 Cs abs. au niveau des R.S. dans le cas de double marquage.
Ces résultats indiquent un fonctionnement concomittant des
ébauches de racines adventives et des racines séminales de S. rostrata,
avant même l'élongation de ces ébauches de racines de la tige.
Tableau XVI - Répartition du 86 Rb absorbé par les racines séminales et les racines
adventives de la base des tiges. (* Zone en contact avec la solution radioactive)
Différen tes
radioactivité
Répartition
de Poids sec
Répartition
parties de la
totale
la radioactivité
(en mg)
(en c.p.m. 1 mg
plante.
(en c.p.m.)
(en du total %)
de poids sec)
feuilles
2242
28,8± 2
260±50
8,62
(1)
Zones apicales
679
8,9±3
70± 10
9,70
(2)
Zones
595
7,7±2
120±30
4,95
médianes
(3)
Zones basales
1770
22,5± 6
220±50
8,04
(4)
Zones
2469
31,4±5
2OO±40
12,34
Taci n ai res *
(5)

85
- Racines adventives à la base bien développées.
Les plantes ont d'abord séjourné pendant quatre jours dans une
solution nutritive non radioactive. Pendant le séjour dans la solution
nutritive, l'état de latence des ébauches racinaires a été levé et elles se
sont développées en racines adventives typiques de 6 à 8 cm de longueur.
Ces plantes sont ensuite transférées dans un milieu nutritif contenant les
mêmes éléments que précédemment, mais contenant aussi du chlorure
de 86RB ou de 134Cs pendant 24 heures.
Tableau XVII - Répartition du 134 Cs absorbé par les racines séminales et les racines
adventives de la base des tiges. (* zone en contact avec la solution radioactive)
Différentes
rad ioactivi té
Répartition de Poids sec
Répartition
parties
de
la totale
la radioactjyj té
(en mg)
(en C.p.m. 1 mg
plante.
(en c.p.m.)
(en du total %)
de poids sec)
feuilles
7968
18,5 ±6
14 0±30
56,91
(1)
Zones apicales
2310
4,2± 1
60± la
38,50
(2)
Zones
3960
7,2±3
210±40
18,85
médianes
(3)
Zones basales
9462
17,2±5
360±60
26,28
(4)
Zones
19423
S3±9
24 O± 50
80,92
racinaires*
(5)
Les résultats présentés dans les tableaux XVI et XVII montrent
que la migration vers les zones apicales est plus importante ici que lors du
traitement sur des ébauches de racines non réactivées (Fig. 45 et 46).
Ainsi la radioactivité apportée au niveau de ces racines a bien pénétré et
s'est répartie dans les différentes parties aériennes de la plante non
traitées. Ces racines adventives développées sur la tige interviennent donc
effectivement dans l'absorption minérale de la plante .en même temps que
les racines séminales.

86
10
Répartition de la
radioactivité
( en cpm / mg de P.S.)
1
2
3
4
5
Différentes parties de
la plante.
Fig. 45 ·l1lgratlon d~6Rb absorbé au niveau des R. A. et R.S. de la base de la tige.
60 -
Répar1ilion de la
. - - -
radioactivité
( en cprn / mg de P.S. )
50 -
40
-
30
. - - - 1840J
20
, . . . - -
t
10
o
1
2
3
4
5
Différentes parties de
la plante.
134
Fïg. 46. Migration du
Cs abs.au nlv.des R.A. et des R.S. de la base de la tige.

3.2.2.4 - Absorption par les racines adventives développées à la base des
tiges privées de racines séminales
Dans cette dernière série d'expériences, les plantes sont sectionnées
au niveau du collet. Elles sont placées dans une solution nutritive simple
de Hoagland pendant 4 jours, puis transférées dans W1 milieu radioactif
(Traceurs utilisés : 86RB et 134Cs) pendant 24 heures. Comme
précédemment, les racines adventives de la base des tiges sont très
nettement allongées ; il n'y a pas de racines séminales.
Tableau XVIII - Répartition du 86 Rb absorbé par les racines adventives de la base des
tiges privées de racines séminales. (* zone en contact avec la solution radioactive)
Différen tes
rad ioacti vlté
Répartition de Poids sec
Répartition
parties de la
totale
la radioactivité
(en mg)
(en c.p.m. 1 mg
plante.
(en c.p.m.)
(en du total %)
de poids sec)
feuilles
430
18,9±3
280± 60
1,53
( 1)
Zones apicales
280
12,1±5
6O±lQ
4,66
(2)
Zones
256
Il,1±4
9O±30
2,84
médianes
(3)
Zones basales·
1351
58,8±8
2OO±40
6,75
(4)
Tableau XIX - Répartition du 134 Cs absorbé par les racines adventives de la base des
tiges privées de racines séminales. (* Zone en contact avec la solution radioactive)
Différen tes
rad ioactivité
Répartition
de Poids sec
Répartition
parties
de
la totale
la radioactivité
(en mg)
(en c.p.m. 1 mg
plante.
(en c.p.m,)
(en du total %)
de poids sec)
feuilles
2236
17,4 ± 9
150±30
14,90
(1)
Zones apicales
1041
8,1±2
40± 10
26,02
(2)
Zones
2031
15,8± 2
11O±30
18,46
médianes
(3)
Zones basales·
7533
58,6± 10
170±3û
44,31
(4)

88
L'observation des résultats des tableaux XVIII et XIX montre que
les radioéléments absorbés par les racines adventives de la base de la tige
migrent vers les jeunes feuilles et les zones apicales. Cette forte
radioactivité détectée dans les zones non traitées, confirme les résultats
selon lesquels, les racines adventives de la tige de S. rostrata
son t
capables d'absorber l'eau et les substances dissoutes.
Elles peuvent donc participer activement à la nutrition de la plante.
Lorsqu'elles sont en attente leur rôle semble se limiter à un apport
additionnel en eau et substances dissoutes lorsque les conditions externes
le permettent (forte hygrométrie atmosphérique par exemple). Par contre,
lorsqu'elles sont bien développées, elles interviennent de manière plus
importante et peuvent même, lorsque les racines séminales sont
sectionnées, suppléer à l'ablation des racines séminales (Fig. 47 et 48).
5
Répartition de la
radioadivilé
(en cpm 1mg de P.S.).
4
3
2
1
2
3
4
Différentes parties de la plante.
86
FIg. 47 . Migration du Rb absorbé au niveau des R.A. de la base de ta tige.

89
30 -
Répartition de la
rad ioaetivilé
( en cpm 1 mg de P.S. ).
20 -
1340.
~
10
o
1
2
3
4
DiHérentes parties de la plante.
134
Fig. 48· Mlgratlon du Cs absorbé au nIveau des R.A. de la base de la tige.
3.2.3 - Absorption et migration du 86Rb au niveau des boutures.
Pour étudier les voies de migration du 86Rb dans une bouture, nous
avons traité, le milieu de culture dans lequel baigne chaque bouture.
3.2.3.1 - Ebauches de racines adventives en attente.
Des boutures mononodales sQnt placées dans des tubes à essais
contenant 10 ml d'une solution marquée par du 86Rb (activité initiale
0,037 MBq). Les résultats de cette expérimentation sont rapportés sur le
tableau XX}

54%·· .. ············· .. ·.. · '*'
46%
zone t ra i tee
Fig. 49 . Répartition des ions 86 Rb au niveau de la bouture. Les ébauches
racinaires sont en .. attente".
36 %
'*'
64%
zone
traitee
Fig. 50 - Répartition des ions 86Rb au niveau de la bouture. Les racines
adventives sont bien développées.

91
Tableau XX- Répartition de la radioactivité dans la bouture après apport de 86 Rb à la base
des boutures binodales.
Répartition de la
Répartition
de
la
radioactivité (en % du total
radioactivité (en % de la
dans la bouture)
radioactivité
dans
les
parties non traitées)
Feuille
21,7 ±7
46
Entre-noeud supérieur
24,5±3
54
Entre-noeud inférieur
52,9 ±7
//1/1//1//
Ces valeurs rapportées sur la bouture (Fig. 49) montrent une
répartition à peu près équivalente dans la feuille et dans la tige.
3.2.3.2 - Racines adventives de l'entre-noeud inférieur développées.
Des boutures binodales sont plongées dans un milieu mutritif contenant
des sels minéraux stables (milieu de Hoagland), les racines adventives se
développent alors rapidement. Lorsque les racines ont atteint 5 à 6 cm de
longueur (4 ème jour de culture), les boutures sont transférées dans un
nùlieu nutritif analogue dans lequel on a ajouté 10 ml d'une solution de
rubidium contenant du 86Rb (activité initiale 0,037 Mb). Les valeurs
consignées dans le tableau XXIII suivant montrent une nette migration
du 86Rb à partir de la zone trai tée.
Tableau XXI- Répartition de la radioactivité (86Rb) apportée par le milieu de culture.
-------------------------------------------------------------------
Traceur 86 Rb % Radioactivité
Répartition
Feuille
15±9
64%
Entre-noeud
supérieur
10,7 ±8
36%
Entre-noeud
inférieur
74,3 ± 8
1111111111
Lorsque nous considérons les trois parties de la bouture; feuille,
entre-noeud supérieur et entre noeud inférieur, il apparaît une nette
accumulation de la radioactivité dans l'entre-noeud inférieur. Cela
1
s'explique par le développement intensif des racines adventives qui sont,
comme cela a été démontré précédemment plus actives lorsqu'elles se

92
sont bien allongées. Par contre, après élimination de la partie
contaminée, on peut constater une accumulation de la radioactivité au
niveau de la feuille axil1ante (Fig. 50).
4 • Conclusion
Les différentes observations réalisées au cours de ce travail
d'analyse de l'induction et de la croissance effective des ébauches
racinaires montrent que le séjour dans l'eau modifie de manière
significative l'état physiologique des cellules méristématiques concernées.
Le potentiel hydrique qui était plus faible dans les ébauches
racinaires en état de latence, sélève pour devenir égal au potentiel
hydrique de la tige.
De même, la distribution de l'intensité de fluorescence des noyaux
en cytofluorométrie montre qu'après un séjour de plus de 24 heures dans
l'eau, les pointes de racines adventives présentent un pourcentage assez
important de noyaux 4C. C'est-à-dire de noyaux qui se retrouvent à l'état
cyclant. Ce résultat est d'ailleurs confirmé par les comptages de l'index
mitotique qui n'est plus nul, mais voisin de 17 %.
Ces observations attestent d'une reprise d'activité assez brutale,
c'est-à-dire d'une sortie d'un état de bloquage GO-l, comme l'ont montré
Cottignies & J ennane (1988), chez le frêne. Il serait intéressant pour la
suite des investigations sur cet aspect de la physiologie des ébauches de
racines adventives, de suivre de manière précise les modifications
cytologiques et nucléaires qui accompagnent cette sortie de l'état de
latence
Les expériences avec le 86Rb et le 134Cs ont permis de montrer que
les racines adventives de la tige de S. rostrata jouent effectivement un rôle
dans la nutrition minérale et hydrique de la plante (Spencer-Barreto et
al., 1989).
En effet, lorsque les tiges se trouvent immergées pendant un temps
inférieur ou égal à 24 heures, les ébauches racinaires assurent une part
non négligeable de l'absorption minérale. Par ailleurs, après un séjour de
plus de 24 heures dans l'eau, les ébauches racinaires commencent à
s'allonger pour donner des racines adventives typiques parfaiteII}ent
fonctionnelles. Il serait intéressant à ce stade de l'analyse de comparer le

94
réparties tout au long de la tige. Dans la zone apicale de la tige, seul existe
un étroit anneau périvasculaire, dans la partie basale les grains
d'amidon sont significativement réduits, par contre, dans la zone
médiane de la tige les rayons ligneux sont très riches en grains d'amidon.
Par ailleurs des études anatomiques des racines adventives de la
zone médiane ont montré que les apex de racines y sont à leur optimum
de développement (territoires racinaires bien différenciés avec cordon
vasculaire fonctionnel reliant la jeune racine à la stèle de la tige).
La zone médiane de la tige est donc la mieux adaptée pour fournir
des boutures vigoureuses et homogènes.
Les différents résultats relatifs à l'utilisation des traceurs
radioactifs 86Rb et 134Cs, ont montré que non seulement les racines
adventives une fois développées, sont parfaitement fonctionnelles, mais
également que les ébauches de racines présentes dans les mamelons
caulinaires de la tige de Sesbania rostrata peuvent intervenir, au moins
partiellement dans l'absorption minérale.
Ainsi, la différenciation cellulaire très avancée, aSSOClee à la
possibilité d'absorption minérale et à la rapidité relative de la reprise de
l'activité métabolique et de la croissance montrent que les racines
adventives ne sont pas "dormantes" comme les "Burr~knots" des
cognassiers (Swingle, 1925) ou les "dormants rootlets" de Pinus ponderosa
(Stone, 1957), ou les racines courtes dormantes des Zygophyllaceae
(Ginzburg, 1967) ou encore d'Abies procera et Pinus resinosa (Wilcox,
1955 et 1968).
Ces ébauches de racines adventives sont plus exactement" en
attente" sur la tige. L'activité métabolique et la division cellulaire sont
effectivement arrêtées, comme l'ont montré les études en cytofluorométrie
de flux et les observations en I.R.M., mais elles reprennent, assez
rapidement après un séjour dans l'eau.
Cette "'attente" constitue un phénomène biologique original décrit
par Vartanian 0971 et 1972 a et b, 1981) chez la moutarde blanche:
Sinapis alba. L'auteur a montré que chez cette plante, des racines
adventives courtes sont mises en place à la base du pivot ou sur les
racines secondaires, sous reITet d'une contrainte hydrique. Ces racines
courtes de S. alba sont parfaitemert différenciées, seule l'élongation est
momentanément suspendue. ElIs constituent, toujours selon Vartanian
(1971,1981 et 1984) des poi nts cl e survie qui confèrent à la plan te des

95
possibilités d'absorption et de réhydratation rapide en présence d'eau ou
d'une atmosphère très hygroscopique. Ces structures ont également été
décrites chez une Zygophyllaceae : le Tribulus cistot"des par Allen &
Allen (1949). Selon ces auteurs, ces racines constituent une adaptation qui
permet le développement rapide en condition d'humidité satisfaisante par
l'établissement d'une surface absorbante plus importante.
Dans les cas de Sesbania
rostrata, les ébauches de racines
adventives de la tige ne sont pas directement induites par les facteurs de
milieux, elles sont mises en place de manière spontanée et naturelle.
Leur mise en place est probablement régie par des facteurs génétiques,
comme nous l'avons dit plus haut. Ces racines présentent toutefois de
nombreuses analogies avec les racines courtes de S. alba : taille réduite,
absence de poils absorbants, possibilité d'élongation rapide en présence
d'eau. TI faut noter cependant l'absence de certains caractères observés
chez S. alba, comme la croissance radiale des cellules corticales et l'accu-
mulation d'amidon (Vartanian, 1972 a).
L'étude du. comportement de ces racines adventives dans des
conditions d'hydratation variables reste encore à préciser. Nous pouvons
cependant supposer que leur présence sur la tige expliquerait, au moins
en partie, l'aptation de S. rostrata à des biotopes sahéliens. En
atmosphère sèche, elles restent en "attente" sur la tige et peuvent survivre
longtemps sur la plante. En atmosphère très humide ou en présence
d'eau, par exemple, lorsque la base des tiges se trouve immergée à la
suite d'une remontée du niveau de l'eau, les racines adventives se
développent rapidement et assurent ainsi à la plante une assimilation
plus importante, favorisant ainsi sa croissance ou sa vitesse de
croissance.
Ces observations sur les aspects corrélatifs de la croissance des
ébauches de racines adventives présentes sur la tige de S. rostrata
conduisent à des perspectives intéressantes en agronomie et en recherche
fonda men tal e.
En effet, l'utilisation de cette plante comme engrais vert ne connaît
pas la vulgarisation que l'on en attendait (Rinaudo et al., 1983 ; Mulongoy,
1986). Cela est dû, semble-t-il, à un certain nombre de problèmes liés aux
facteurs suivants:
- difficulté d'approvisionnement en graines,
- gennination déficiente sans prétraitement de levée de dormance,
. période de culture trop longue par rapport à celle des cultures
vivrières.

96
Ces problèmes avaient déjà été signalés par Becker et al. (1988) qui
ont montré que le bouturage et le taillis de S. rostrata constituent une
solution pour une utilisation efficace de la plante comme engrais vert. La
multiplication végétative à partir des boutures mononoda1es est simple et
efficace à 90 %. Elle pourrait être facilement développée en milieu paysan.
D'autre part, l'utilisation de
ces boutures va permettre à
l'expérimentateur soit d'exploiter la variabilité naturelle de la plante, en
utilisant la plante entière, soit au contraire de standardiser au maximum
ses plantes en n'utilisant que des boutures provenant de la zone médiane.
La multiplication d'individus performants obtenus par sélection, par
mutagenèse, ou encore par transformation génétique va permettre de
contrôler les déviations génétiques et d'assurer la propagation d'individus
d'élites.

CHAPITRE V : EVOLUTION DES
EBA UCHES DE RACINES ADVENTIVES
DE LA TIGE DE
ROSTRATA EN BOURGEONS; ETUDE
COMPARATIVE AVEC A. AFRASPERA

1 ·lNTRODUCTION
Les fragments de tige de Sesbania rostrata cultivés in vitro sur le
mileu de base Murashige & Skoog (1962) (Cf Annexe), présentent une
néoformation plus ou moins importante de bourgeons adventifs.
En effet, après trois semaines environ de culture, des bourgeons
adventifs apparaissent sur la surface de l'expIant et parfois sur la même
génératrice que les mamelons caulinaires de la tige (Fig. 51).
Cette caulogenèse adventive à partir de fragments d'entre-noeuds
cultivés sur un milieu sans régulateurs de croissance est encore peu
connue. Des néoformations identiques ont été décrites chez le tabac (Skoog
& Tsui, 1948), chez Aillanthus altissima et Verbascum thapsus (Caruso,
1971 et 1974), chez Torenia fournieri (Chlyah, 1973, et 1974 a et b ; Chlyah
& Tran Tranh Van, 1971 et Chlyah et al, 1980) et chez plusieurs espèces
de Populus (Douglas, 1984).
Des fragments d'entre-nœuds d'Aeschynomene afraspera cultivés
dans les mêmes conditions donnent également naissance à des bourgeons
adventifs (Fig. 52).
L'ensemble des observations effectuées sur des explants de ces deux
espèces montre que si le plus souvent ces productions caulinaires sont
incontestablement adventives car situées à plus ou moins grande distance
des mamelons caulinaires, la néoformation de bourgeon est parfois située
sur l'emplacement même de ces structures. Cette dernière observation
pose alors le problème du rôle des méristèmes racinaires présents dans
les mamelons caulinaires dans ces processus de néoformation de
bourgeons.
Une étude des séquences morphologiques et histologiques de ces
néformations a donc été entreprise de manière à préciser les conditions
expérimentales et les modalités de cette caulogenèse adventive.

99
II-RESULTATS
l . Caulogenèse adventive chez Sesbania rostrata.
1.1 - Conditions expérimentales de la néoformation de bourgeons
adventifs.
Des fragments d'entre-noeuds de longueurs variables sont prélevés
sur de jeunes plants de S. rostrata âgés de 6 à 8 semaines et cultivés sur le
mileu de base M.S. additionné de 20 g /1 de saccharose et de 4 régulateurs
de croissance (ANA, Kinétine, BAP et GA3 à différentes concentrations).
Différents facteurs endogènes et exogènes ont été étudiés en vue de
préciser les conditions de néoformation de ces bourgeons.
1.1.1 - Influence de la taille et de la structure des explants.
1.1.1.1 - Fragments de tige de 2 cm de longueur.
Deux types d'explants ont été considérés dans ce cas, pour étudier
l'influence de la présence ou de l'absence du bourgeon axillaire.
- Fragments d'entre-noeuds sans bourgeon axillaire.
Les explants d'entre~noeuds de 2 cm de longueur cultivés sur les
milieux: contenant des régulateurs de croissance: ANA, BAP, Kinétine
ou BAP à des concentrations variant de 0 à 2 mg / l, ont toujours donné
naissance à une importante prolifération anarchique de cellules. Le cal se
forme le plus souvent à la section de l'expIant en contact avec le milieu de
culture, parfois aussi aux deux extrémités de l'expIant. Ces explants
finissent d'ailleurs, à plus ou moins brève échéance, par se nécroser et se
dessécher.
Par contre, sur les explants cultivés sur le mileu de base sans
régulateur de croissance, il se forme assez rapidement des bourgeons
adventifs.
Ces résultats semblent indiquer que la morphogénèse adventive
observée sur ces explants de tige de S. rostrata est régulée par un équilibre
hormonal endogène et que l'addition de régulateurs de croissance fait
basculer la balance hormonale dans le sens d'une callogenèse.

100
- Fragments d'entre-noeuds avec bourgeon axillaire.
Lorsque les fragments de tige de 2 cm de longueur présentent au
moment de la mise en culture un bourgeon axillaire, celui-ci se développe
assez rapidement alors en rameau feuillé et aucune néoformation de
bourgeon n'est observée ultérieurement sur ces explants . Les ébauches
de racines adventives se développent en racines typiques.
La présence du bourgeon axillaire semble exercer une influence
inhibitrice de la néoformation de bourgeons adventifs.
1.1.1.2 - Petits fragments de tige de 0,5 x 0,8 x D,Sem.
Tanimoto et Harada (1984) ont montré chez Torenia fournieri des
corrélations très étroites entre la taille des explants mis en culture et
leurs capacités morphogénétiques. Cette corrélation serait liée, selon ces
auteurs, au fait que les explants de grande taille sont d'autant plus
capables de synthétiser ou de stocker les cytokinines.
Les explants de peti te taille qui contiennent peu ou pas de
régulateurs endogènes à une teneur adéquate, seront donc plus sensibles
à l'influence de fateurs exogènes. Nous avons alors choisi de mettre en
culture des explants de petite taille (0,5 x 0,8 x 0,5 cm) cultivés sur des
milieux enrichis en phytohormones.
Le tableau XXII, ci-dessous résume l'ensemble des résultats
obtenus lors de la culture de petits explants en présence de différents
régulateurs de croissance : ANA, kinétine, BAP ·et GAJ à la même
concentration de 1 mgll (60 explants par expérimentation),
Tableau XXII - Influence de diverses phytohormones SUT la morphogenèse de fragments
de tige de S. rostrata de 0,5)( 0,8 x 0,5 cm.
Milieu
Pourcentage
Intensité
Intensite de la
d'explants
dela
Formation de
avec des B. A.
fOTmation de
cals
racinesen %
M.S.
26± 0,02
13 ± 0,04
+
M.S. + ANA
91± 0,02
+++
M.S. + Kin.
56± 0,04
16 t 0,01
++
M.S. + SAP
SOtO,OI
13tO,OS
++
M.S. + GA3
StO,03
11 tO,07
+++

101
La figure 53 montre que la morphogenèse observée dans ce cas est
fonction de la nature du régulateur utilisé. La kinétine et la BAP
favorisent la néoformation de B.A. (Fig. 53 b), par contre la GA3 favorise
plutôt l'élongation des bourgeons formés (Fig. 53 c). L'ANA, est nettement
plus favorable à la fonnation de cals, cals qui peuvent, par la suite donner
naissance à des structures racinaires chlorophyliennes (Fig. 53 a).
1.1.2 - Influence de la position de l'explant sur la tige-m~re sur la
néoformation de bourgeons.
Des explants de 2 cm de longueur prélevés sur de jeunes plants de
S. rostrata âgés de 6 semaines et portant 7 entre~noeuds en plus de
l'hypocotyle, sont ensemencés en tenant compte de leur position sur la
tige. Nous considérons comme entre-noeud N°l, celui dont la feuille en
position apicale, vient juste de se détacher
Tableau XXII - Innuence de la position de l'expIant par rapport à l'apex sur les
possibilités caulogènes (48 explanls par expérimentation).
Nb. de bourg.
Pourcentage
formés.
de bourgeonnement
lèr entre-noeud
o
O±O,OO%
2ème"
l
2±O,04 %
3ème"
9
19± 0,02 %
4 ème"
18
38 ± 0,04 %
5 ème"
33
68±O.06 %
6 ème ,.
4
8±O,04 %
Les deux entre-noeuds sous jacents à l'apex dont les tissus sont
encore peu différenciés et qui ne présentent probablement pas d'ébauches
racinaires (Cf. Chap. III)
ne donnent pas de bourgeons adventifs
(Tableau XXIII).
De même, les entre-noeuds les plus proches de la base de la tige qui
sont très lignifiés et dont les apex de racines sont très fortement
différenciés avec même un début d'élongation pour certains, ne dOIUlent
pas de bourgeons adventifs.
Il semble exister chez 1es tiges âgées une différenciation très
poussée et irréversible des tissus ne permettant ni une néoformation de
bourgeon, ni une reconversion des mamelons caulinaires. Par ailleurs, la 1
culture in vitro de fragments de tiges prélevés sur des plantes âgées de

102
plus de 3 mois, n'aboutit pas dans les délais habituels (6 à B semaines)à la
formation de bourgeons adventifs.
Par contre, les explants prélevés sur les 3ème , 4ème et sème entre-
noeud donnent naissance à de nombreux bourgeons "adventifs. Dans ces
zones subapicale et médiane, il existerait une plus grande aptitude à la
morphogenèse caulinaire adventive.
1.2 - Néoformation de bourgeons adventifs.
Les bourgeons adventifs néformés apparaissent généralement verS
le 15 ème jour de culture. Dès la deuxième semaine de culture, il apparait
de petites boursouflures au niveau de l'épiderme lisse des tiges. Des
coupes histologiques effectuées dans les premiers jours de la caulogenèse
adventive montrent un massif méristématique en position interne par
rapport aux tissus corticaux de la tige (Fig. 54).
Les bourgeons adventifs néoformés de S.
rostrata sont donc
d'origine interne, tout comme chez Nicotiana tabaccum (Gupta et al.,
1966). Cette observation est à rapprocher de celle effectuée sur les cultures
de fragments de cotylédons de S. rostrata réalisées par Mbodj (992).
Les premières divisions cellulaires sont s'observées soit au niveau
des cellules corticales proches du cambium entre deux faisceaux cribro~
vasculaires, soit au niveau du phloème et des tissus voisins.
La caulogenèse observée peut avoir lieu directement à partir des
tissus de la tige ou être précedée de la formation d'un cal (Fig. 53 b).
1.3 - Reconversion du méristème racinaire en méristème caulinaire.
Les premières manifestations de la transformation des ébauches
racinaires s'observent vers le 10 ème jour après la mise en culture.
L'ébauche racinaire qui est normalement érigée, s'affaisse pendant que
la base du mamelon caulinaire s'épaissit et présente une forme
subcylindrique (Fig. 55).
Peu après une protubérence plus ou moins importante apparait
dans le mamelon en formant un angle avec l'axe de la racine (Fig. 56).
Uoe coupe histologique de mamelons caulinaires à ce stade de la
culture montre une dislocation de la coiffe qui se desquame et se détache

103
cellules
.~
méristéma tiques
trachéides
cellules
corticales
hypertrophiées
Fig. 54· Massif méristématique cn cours de formation dans les tissus
corticaux de la tige de S. roslrata.

104
pratiquement de l'apex de racine (Fig. 57). TI apparait donc que les tissus
calyptraux (= assise génératrice de la coiffe)
ne participent pas à
l'édification de
nouveau
méristème végétatif.
Sous
ces cellules
desquamées apparait généralement une zone dense qui correspond
probablement à
J'accumulation
de
débris
de
parois
cellulaires
désagrégées ou lysées.
Le méristème racinaire a disparu de l'extrémité de l'ébauche~ les
cellules des tissus conducteurs semblent également se lyser (Fig. 53). Les
cellules corticales quant-à-elles sont fortement hypertrophiées et
allongées dans le sens du grand axe du mamelon caulinaire .
A ce stade de l'évolution, les coupes histologiques montrent le mise
en place d'un nouveau méristème situé latéralement par rapport à l'axe
des tissus conducteurs et en dessous de l'emplace:r;nent du méristème
racinaire primitif (Fig. 59).
Sur
une
coupe
axiale
de
ce
méristème.
Les
premIers
recloisonnements d'abord anarchiques semblent s'orienter perpendi-
culairement à la surface de manière à édifier un méristème caulinaire
(Fig. 60). La disposition caractéristique des territoires racinaÏTes ne
s'observent plus, notamment la zone calyptrogène constituée de cellules
méristématiques tétraédriques n'existe plus.
Le processus de différenciation se poursuit, les premières ébauches
foliaires se mettent en place, de jeunes trachéides se forment au sein de ce
nouveau méristème.
Le jeune bourgeon émerge généralement à la fin de la 2ème semaine
de culture (Fig. 61) et évolue en pousse feuillée (Fig. 62).
Dans les mamelons caulinaires des zones sub-apicale et médiane, il
existerait au niveau des cellules de l'ébauche racinaire une certaine
plasticité qui permettrait une reconversion de la morphogenèse dans la
voie caulinaire. Ce comportement est à rapprocher des observations
effectuées chez la fougère: Nephrolepis bisserata par Espagnac (973) qui
qualifie alors de "champs morphogénétiques pluripotentiels" les
méristèmes interconvertibles décrits chez cette plante.

105
2 - Caulogenèse adventive chez A eschynomene afraspera
Les bourgeons de A.
afraspera apparaissent au niveau des
mamelons caulinaires, mais contrairement à ce qui se passe chez S.
rostrata, il n'apparaît pas un, mais plusieurs bourgeons qui évoluent
rapidement en pousses feuillées (Fig. 63).
Une étude de l'évolution de ces bourgeons adventifs a été entreprise.
Des observations macroscopiques et histologiques _systématiques des
explants de tige en culture in uitro, ont été régulièrement effectuées pour
chercher à préciser l'ontogenèse de ces bourgeons adventifs.
- Aspects morphologiques et histologiques.
Les premières manifestations du bourgeonnement adventif
s'observent dans la 2 ème semaine de culture d'explants de tige de 2 cm de
longueur sur milieu minéral de base M.S. sans adjonction de régulateurs
de croissance.
Tout d'abord la zone d'émergence de l'apex de racine dans le
mamelon caulinaire semble s'affaisser, tandis que le renflement
épidermique latéral qui l'accompagne et qui est habituellement discret
augmente de volume (Fig. 64). Entre le 15 ème et le 18 ème jour de culture
de cette zone renflée émergent les premières ébauches foliaires (Fig. 65).
La morphogenèse se poursuit alors et les bourgeons neoformés se
développent rapidement (Fig. 66 et 67), pour donner naissance à des
pousses feuillées.
Une coupe histologique du mamelon caulinaire (Fig. 68) au
moment du prélèvement montre que l'ébauche racinaire au moment de la
mise en culture est bien structuré : les différents territoires racinaires
sont parfaitement distintcs. Le méristème racinaire est caractéristique,
mais l'ensemble est encore recouvert par une couche de cellules
épidermiques. Noter la présence de part et d'autre de l'ébauche de racine
d'un dôme latéral, constitué de cellules sous-épidermiques et corticales
d'assez grande taille.
Les figures 68 et 69 montrent que chez A. afraspera les tissus de
l'apex de racine ne sont pas directement impliqués dans la néoformation
des bourgeons adventifs. C'est au niveau du dôme épidermique latéral du
mamelon caulinaire qu'ont lieu les divisions cellulaires conduisant à la
1
formation des méristèmes caulinaires néoformés.

106
Au 15ème jour de culture, une coupe histologique de l'explantat
montre l'assise épidermique (a.e.), pratiquement non recloisonnée et
l'assise sous
épidermique (a.s.e.) qui
a
subi par endroits des
recloisonneroents obliques (Fig. 70). Ces divisions se poursuivent
rapidement, il en résulte la formation de petites cellules isodiamétriques
peu différenciées et de dimensions réduites (l0 à 15 JllD de diamètre). Ces
recloisonnements aboutissent très vite à l'édification d'importants amas
méristématiques (a.m. ; fig. 71).
Cette méristématisation s'accentue par la suite.. les petites cellules
isodiamétriques à cytoplasme dense et noyau volumineux s'organisent en
méristèmes caulinaires. A la fin de la 2ème ou au début de la 3ème
semaine de culture des bourgeons observables à l'oeil nu apparaissent au
niveau du mamelon caulinaire (Fig. 72). La formation de plusieurs
bourgeons adventifs en même temps s'expliquent par la mise en place
simultanée de plusieurs zones méristémogènes (Fig. 73).
III - DISCUSSION
La formation de bourgeons adventifs est un phénomène assez
connu actuellement. De nombreuses plantes des régions tropicales et
tempérées peuvent former spontanément des bourgeons adventifs (Fink,
1982 ; Rao, 1966 et Rao & Mahan Ran, 1981). Ces bourgeons sont
généralement induits à la suite de traumatismes (blessure, isolement de
fragments d'organes végétatifs ou floraux).
Les techniques de culture in vitro et l'utilisation des régulateurs de
croissance
(Skoog & Miller, 1957) ont permis d'obtenir d'excellents
résultats en caulogenèse adventive et cela sur de nombreuses espèces
végétales (Kamada & Barada, 1979 ; Warmke & Warmke, 1950 ; Haissig,
1965 et Chlyah & Tran tranh Van, 1971).
Les bourgeons adventifs néoformés de S. rostrata et de A. afraspera
sont très différents quant à leur origine histologique et à leur disposition
par rapport à l'ébauche de racine adventive, cela laisse donc supposer que
les mécani.smes cytophyslclogiques inhérents à cette néoformation sont
différents dans les deux cas.
Chez S. rostrata, il est apparu un certain gradient des potentialités
caulogènes depuis l'apex jusqu'à la zone médiane de la tige, les capacités

107
morphogénétiques des explants diminuant ensuite au delà du 7ème entre-
noeud. Des observations analogues ont été effectuées chez d'autres
plantes, ce qui a conduit Thorpe (1980), après une étude exhaustive de la
caulogenèse adventive, à conclure que le comportement organogène d'un
expIant est fonction de la conjugaison des fac-leurs endogènes existant au
moment de la mise en culture. Un des facteurs liés à l'âge, mais aussi
aux conditions nutritionnelles des entre-noeuds, étant la position de
l'expIant par rapport à l'apex.
D'autre part, la répartition des potentialités morphogénétiques
semble liée au degré de différenciation des tissus de l'expIant. Le nombre
de bourgeons adventifs formés peut être directement corrélé avec le stade
de développement des tisus de la tige au moment du prélèvement. Nous
avons vu précédemment que le 3 ème entre-noeud constitue une zone
charnière à partir de laquelle, les formations secondaires commencent à
se mettre en place. De même, il a été démontré que la répartition des
grains d'amidon, c'est-à-dire de la source énergétique tout au long de la
tige semble privilégier ces deux zones (Spencer- Barreto & Duhoux, 1987).
La caulogenèse adventive sur milieu minéral de base sans
régulateurs de croissance semble entièrement régulée par un équilibre
endogène en phytohorLlones et en métabolites essentiels dont le rôle a été
démontré chez Nieotiana tabacum L. par différents auteurs (Malcom et
al., 1973 et Patel & Thorpe, 1984), Caruso (1971) a, pour sa part, interprété
la caulogenèse adventive observée chez V. thapsus, comme résultant des
interactions de régulateurs de croissance provenant des tissus
vasculaires de l'expIant. La situation de certains des méristèmes
caulinaires néoformés chez S. rostrata à proximité des tissus conducteurs
semble en accord avec cette hypothèse. Le fait que les tissus de la base des
tiges soient moins réactifs, pourrait ainsi s'expliquer d'une part, par la
forte différenciation des cellules dans ces zones qui rend impossible toute
dédifférenciation, d'autre part par le fait que ces -zones basales sont
généralement plus riches en auxines comme c'est le cas chez Nieotiana
tabaccum
L. (Croes et al, 1985) et donc moins favorables à une
caulogenèse adventive.
Par ailleurs, l'absence de néoformation caulinaire en présence du
bourgeon axillaire pourrait s'expliquer par le fait que ce bourgeon
détourne les cytokinines et les métabolites en sa faveur (Douglas, 1984).
Les bourgeons adventifs situés à une certaine distance du mamelon
caulinaire prennent naissance soit d'une dédifférenciation des ce~lules
corticales ou périvasculaires, soit d'une néoformation à partir de cals.

lOB
il reste cependant que les bourgeons adventifs qui apparaissent au
niveau même du méristème racinaire du mamelon caulinaire semblent
bien provenir d'une reconversion du dit méristème racinaire.
Les nouveaux méristèmes caulinaires de S. rostrata ne se forment
pas exactement en position apicale par rapport aux ébauches racinaires
comme c'est le cas chez le Cresson (Ballade, 1968 et 1970), mais forment
plutôt un angle avec le méristème préexistant comme. chez Ophioglossum
petiolatum (Peterson, 1970). Chez S. rostrata, cependant,le méristème
racinaire ne poursuit pas son évolution normale, ces cellules apicales;
coiffe, cortex et même tissus conducteurs dégénèrent.
Le problème de la convertibilité d'un méristème racina ire en
méristème caulinaire ou inversement a depuis longtemps sucité un
grand intérêt en recherche fondamentale.
De véritables transformations sont relativement rares. Nous
pouvons rappeler les cas de Neottia nidus-avis (Champagnat, 1971), de
Nasturtium
officinale (Ballade, 1970), de l'Anthurium
longifolium
(Goebel, 1978), et plus récemment de Vanillia fragrans (Refeno & Roux,
1984).
Les études histologiques de ces transformations sont souvent
incomplètes et parcellaires. Rostowzew (1891) après
une étude
systématique de la formation de bourgeons adventifs' au niveau des apex
racinaires de Asplenium esculentum et diverses espèces de Platycerium,
a montré que se sont des cellules tétaédriques appartenant à la zone
calyptrogène qui cessent leur évolution dans la direction de la formation
de la coiffe et voient ainsi leur destinée déviée dans le sens d'une
caulogenèse adventive. Chez Ophioglossum vulgatum, le même auteur a
montré que ce sont des cellules dérivées du méristèmes caulinaires qui
évoluent en méristèmes caulinaires.
Dans les deux cas, toujours selon Rostowzew (1891), il existerait une
transition nette entre la vascularisation type racine et la vascularisation
type tige, comme celle qui existe au niveau de l'hypocotyle des plantes
supérieures.
Perterson (1970) a réalisé des travaux analogues sur les formations
caulinaires en position apicale, par rapport à l'apex racinaire de
Ophioglossu,m petiolatum . Là aussi, il est apparu que ce sont des cellules
dérivées du méristème racinaire qui, au lieu de continuer à se diviser
normalement prennent une conformation différente (gros noyau et

109
nucléole important) pour donner naissance au méristème catÙinaire. Le
méristème racinaire qui ne semble pas éffecté par cette néoformation,
poursuit son évolution parallèllement à la formation du méristème
caulinaire.
L'originalité du phénomène de reconversion chez S. rostrata, réside
dans le fait que les supports histologiques du méristème racinaire
semblent disparaître et sont remplacées par les cellules du méristème
caulinaire. Cette structure constitue donc un modèle expérimental
original pour l'étude des caractéristiques cellulaires et subcellulaires des
méristèmes racinaires et caulinaires, mais aussi et surtout un outil de
choix pour l'étude précise du phénomène de convertibilité ainsi mis en
évidence.
Aeschynomene
afraspera par contre, forme des bourgeons
adventifs à partir des tissus périphériques. Mais dans ce cas,
contrairement à ce qui se passe, par exemple, chez Torenia fournieri
(Chlyah, 1974a) se sont des cellules sous épidermiques qui sont activées et
impliquées dans les divisions donnant naissance aux méristèmes
caulinaires, et non pas directement les cellules épidermiques.
Les potentialités morphogénétiques de A. afraspera se distinguent
à la fois des résultats observés chez S. roslrata, où les bourgeons sont
d'origine plus profonde et des observations de néoformations à partir de
couches minces de celltÙes épidermiques (Chlyah, 1973, 1974a ; Chlyah &
Tran Tranh Van, 1975 et Ha Ngoc & Tran Tranh Van, 1979), où les
celltùes activées sont des cellules épidenniques superficielles.
Pour les deux exemples présentés au cours de ce travail, il serait
intéressant à ce stade des observations d'effectuer .des analyses et des
dosages des hormones et autres substances inductrices de la caulogenèse
adventive et de préciser les interactions impliquées dans ces phénomènes.

110
DISCUSSION ET CONCLUSION
GENERALES

111
L'essentiel des résultats obtenus au cours de ce travail, porte sur la
caractérisation de l'état cytophysiologique des méristèmes des ébauches
racinaires. sur la croissance des racines adventives et sur la plasticité
morphogénétique des tissus méristématiques racinaires de la tige de
S. rostrata.
LA QUIESCENCE DES EBAUCHES DE RACINES ADVENTIVES DE LA
TIGE DE S. ROSTRATA.
Les ébauches racinaires de la tige de S. rostrata sont originales
pour plusieurs raisons.
- D'abord elles sont préformées et disposées régulièrement sur des
génératrices verticales de la tige.
- Ensuite, arrivées à maturité elles sont prohéminentes et percent
l'épiderme de la tige, contrairement à ce qui existe chez les autres plantes
à racines préformées, elles ne sont pas "latentes au sein des tissus qui
·leur ont donné naissance" (Favre, 1977 a et b).
- De plus, chez S. rostrata, les ébauches racinaires sont à un stade
de différenciation très avancé et comprennent un méristème racinaire,
un cortex, un cordon vasculaire et une coiffe, alors que les racines
préformées décrites à ce jour sont réduites à des massifs méristèroatiques
plus ou moins développés (Carlson, 1958 ; Haissig, 1970 et Favre, 1977).
- Et enfin, les cellules des méristèmes racinaires présentent toutes
les caractéristiques de l'état d'arrêt de croissance: bloquage des noyaux
en phase GO-l, hétérochromatine organisée en réseaux à maillages
larges et regroupée en amas denses, petits nucléoles d'aspect compact et
réduction de la teneur en eau libre dans les tissus. L'arrêt de l'évolution
des noyaux des cellules méristématiques en phase G1 du cycle cellulaire
est actuellement considéré comme une caractéristique physiologique de
l'état non cyclant des cellules (Cottignies, 1986). L'auteur a, en effet, mis
en évidence à partir d'une étude sur les bourgeons dormants du frêne,
l'existence d'une phase Gl privilégiée correspondant à la période de vie
ralentie liée au cycle saisonnier (Cottignies, 1981). Ce regroupement des
noyaux en phase Gl du cycle cellulaire a été décrit au niveau de divers
organes:
- dans des cas de dormance embryonnaire, au niveau des graines
sèches de Laitue, de Pin et de Gui (Brunori & d'Amata, 1967 ; Thomas,
1975 et Salle, 1976),
- dans des cas de résistance à la sécheresse au niveau du bulbe de
l'!soetes setecea (Michaux,1972),

112
- et aussi dans des cas de vie ralentie hivernale au niveau des
bourgeons tubérisés souterrains de Phytolacca decandra (Nougarède et
al.,
1973 a et b).
Les ébauches racinaires de la tige de S. rostrata" semblent constituer
le premier exemple d'un regroupement en phase GO-l. caractéristique
d'un
arrêt
de
croissance
au
niveau
des
noyaux
de
cellules
méristéma tiques racinai res.
Nous avons pu également observer que chez S. rostrata, comme
chez la plupart des plantes à ébauches racinaires préformées, la mise en
place des ébauches de racines adventvies est liée à la croissance de la
plante et ne nécessite pas de traumatisme préalable. Cette mise en place
des primordium racinaires reste toutefois fonction de la présence
d'auxine dans les tissus (Haissig, 1970, 1972 & 1974). La localisation des
primordium racinaires au voisinage des formations
secondaires,
notamment du xylème, s'expliquerait, en effet, par la présence d'auxine
transportée ou même synthètisée par ces tisssus immatures (Scheldrake,
1971). Cela suppose donc, chez S. rostrata que les cellules initiales sont
"activées" lors de la mise en place de ces formations secondaires par un
apport d'auxine optimal dans la zone "prédisposée" des traces foliaires,
mais que par la suite, l'élongation ultérieure est bloquée du fait d'un taux
d'auxine inférieur au seuil optimal de la croissance racinaire.
CROISSANCE DES RACINES ADVENTIVES DE LA TIGE DE
SESBANIA ROSTRATA.
Cet état de quiescence inhabi tuel chez les racines adventives
conduit à des propriétés biologiques intéressantes en rapport, notamment,
avec la croissance et la nodulation caulinaires.
* D'abord, la présence, le long de la tige, de ces structures "en
attente" mais fonctionnelles favorise le développement rapide de la plante,
dès que le niveau de l'eau dans les mares ou marigots pendant les pluies
permet l'inondation des tiges. Le développement rapide des racines
adventives permet une croissance accélérée de la partie aérienne
(hauteur et biomasse), après une période 'd'attente" dans des conditions
d'hygrométrie faible, comme dans le cas du trèfle rouge :Trifolium
pratense L., après le repos hivernal (Montpetit & Coulman, 1991).
Le contrôle de l'en~rée en croissance des ébauches racinaires de
S. rostrata semble être excl usi vemen t le fai t des feuilles et de l'adi vi té
photosynthétique qui en résulte. Cette régulation se fait probablement par

113
l'intermédiaire des substances glucidiques, dont la répartition dans la
tige est assez caractéristique CSpencer~Barreto& Duhoux, 1987), d'autres
substances en provenance des feuilles doivent également intervenir ;
régulateurs de croissance, substances oligodynamiques
comme l'ont
suggéré Bastin, 1966 et Batten & Goodwin, 1978, chez d'autres plantes.
Nous avons, également pu constater, grâce à l'utilisation des
iso topes radio acti Cs B6 Rb et 134 Cs. que ces raci ne s in terviennen t
activement dans la nutrition minérale de la plante, permettant ainsi la
survie des populations de Sesbania plusieurs semaines encore après la fin
de la saison des pluies. La présence de ces ébauches racinaires en
"attente" sur la tige trouve, en outre, une application pratique très
intéressante dans la multiplication végétative de la plante par bouturage
CCissé et al, 1992).
* Ensuite le fait que ces ébauches racinaires soient sensibles à
l'infection par l'Azorhizobium caulinodans et puissent former des
nodules aériens fixateurs d'azote est également de première importance.
Non seulement cette nodulation caulinaire va décupler les potentialités
fixatrices de la plante, mais elle lui confère en même temps la faculté de
continuer à fixer l'azote même en cas d'inondation des racines séminales
ou en présence de composés azotés dans le sol (Dreyfus & Dommergues,
1980). La disposition aé rienne et la conformation pa rticul ière de ces si tes
de nodulation avec un dôme épidermique percé en son centre par une
ébauche racinaire, facilite le "piegeage" des bactéries transportées par les
iosectes et favorise une nodulation naturelle efficace. Dans le même ordre
d'idées, cette situation aérienne met à la disposition de l'expérimentateur
un modèle très accessible pour une nodulation contrôlée et efficace, dans
la perspective d'une valorisation de la fixation d'azote chez cette plante.
Du point de vue agronomique, en effet, l'amélioration de la fixation
symbiotique de l'azote apparaît actuellement comme une priorité pour la
mise en valeur de l'agriculture tropicale agressée par les conditions
défavorables du milieu et la systématisation de mauvaises pratiques
culturales. Ce résultat ne sera cependant atteint que lorsque l'on
connaîtra parfaitement la physiologie et les principales caractéristiques
génétiques des deux symbiotes,
En ce qui concerne la bactérie de nombreux résultats ont été obtenus
qui ont conduit à la caractérisation de l'Azorhizobium
caulinodans
(Dreyfus et al, 1988). De nombreux aspects ~e la physiologie des nodules,
plus précisément du métabolisme des deux symbiotes ont pu être étudiés.
S. rostrata se singularise parmi les légumineuses en conservant ses

114
capacités de fixation de l'azote même lorsqu'il croît sur un milieu
contenant de l'azote combiné (Dreyfus et Dommergues, 1981 et Dreyfus et
al 1984). De même, selon Davis, (1984) et Saint Macary et al (1985) la
fixation d'azote des nodules caulinaires de S. rostrata n'est pas affectée
par l'inondation.

FIG. 7
- Plasticité mOl"phogénéllquc d'une ébauche racinaire de la tige de
Sesbania. Toslrala.
D.E. : dôme épidermique
M.R. : méristème l"Dcin8jn~
Z.E. : wne d'élongntion
P.A. : poils absorbanl.s
C.V. : cordon vasculaire
M.N. : 'méristème noduhùrc.
M.C : rné.y·,~riYYle..
c.C\\uli)')Qlve.

115
· .
·· '1,
, '
. PA . .: :.
Eau
C~V.
D.E.
".
Racine adventive.
Culture in vitro

1
· ,
il
, .
1
1
,
1

.,
,
· ,
ç.V-r
c.v.
':
j.' ',.\\
1

D.E.
,
\\
l
,
L'ébauche racinaire
Bourgeon adventif
A caulinodans
D.E.
c.v.
Nodule cauli.nai.re

116
PLASTICITE MORPHOGENETIQUE DES EBAUCHES RACINAlRES DE
LA TIGE DE S. ROSTRA TA.
Au cours de ce travail nous, également pu montrer que les
ébauches racinaires des la tige de S. rostrata peuvent connaître trois
destinées différentes selon les conditions de milieu (Fig. 74-).
1° - En présence d'eau, elles se développent en racines adventives typiques
; la zone d'élongation et les poils absorbants se développent.
2° - En présence de l'Azorhizobium caulinodans les ébauches racinaires
donnent naissance à des nodules. Lorsque cette infection a lieu à l'air
libre le méristème racinaire reste latent et coexiste avec le méristème
nodulaire qui se développe. Par contre, lorsque l'infection a lieu dans
l'eau les deux méristèmes fonctionnent en même temps.
3° - En culture in vitro, sur un milieu minéral de base sans adjonction de
régulateurs de croissance, certaines ébauches racinaires peuvent donner
naissance à des bourgeons adventifs <SpencerpBarreto M.M., 1987).
Les tissus des ébauches racinaires semblent ainsi pouvoir donner
naissance à deux types de méristèmes surnuméraires différents:
- un méristème nodulaire dans la zone basale en présence de l'A.
caulinodans,
~ un méristème caulinaire dans la zone apicale au voisinage direct
du méristème racinaire en culture in vitro.
En ce qui concerne la première évolution, Duhoux (1984) a montré
que le méristème nodulaire est initié à la base de l'ébauche de racine
adventive, alors que les bactéries sont répandues dans la totalité de
l'ébauche. La présence des bactéries dans les poches bactériennes semble
ind uire l'activa tion des cell ules corti cal es internes qui se di visent pour
donner de petits îlots méristématiques. Cette zone basale correspond
théoriquement à la zone d'élongation racinaire et d'initiation des poils
absorbants (Duhoux & Alazard,1983). Rovira (1973) a montré que cette
zone d'élongation est le site majeur de sécrétion d'exudats racinaires.
Denarié & Truchet (1979) ont, de leur côté, constaté que la morphogenèse
du nodule résulte de la stimulation réalisé à distance par les bactéries.
Il n'y a actuellement aucune preuve d'un éventuel transfert d'ADN
entre l'A. caulinodans et la plante hôte au cours de l'établissement de la
nodulation (Holsters et al., 1985 et De Bruijn, 1988). Il semble plutôt y avoir

117
des échanges de signaux qui induiraient, à la fois la différenciation des
cellules végétales et l'expression des gènes symbiotiques des deux
partenaires. L'étude moléculaire des phénomènes inhérant à cette
symbiose aérienne permettra, par exemple, de mieux comprendre les
mécanismes de la régulation des gènes de la plante-hôte vis-àvis de la
bactérie.
La deuxième évolution aboutissant à la mise en place d'un
méristème caulinaire pose le problème de la reconversion d'un
méristème racinaire en méristème caulinaire ; phénomène déjà décrit
chez Ophiogossum petiolatum (Peterson,1970) et chez Vanillia fragrans
(Refeno & Roux, 1984).
Une telle transformation, théoriquement possible selon les données
de la morphologie comparée et de la paléontologie (Refeno & Roux,1984)
garde encore pour la recherche fondamentale bien des zones d'ombre.
Certes, l'existence chez certains végétaux du protocorme, cette
structure compacte et arnbigüe alliant des traits racinaires, comme la
production de poils absorbants, à des caractéristiques imparfaitement
ca ul inaires, suggère bi en la possi bli té d'une sorte de transi tion entre les
structures caulinaires et racinaires. Mais les preuves histologiques d'une
telle conversion sont plus rares.
Chez S. rostrata nous avons pu montrer histologiquement la mise
en place de méristèmes caulinaires sur certaines ébauches racinaires.
C'est le premier exemple de formation de bourgeon adventif sur un apex
de racine conduisant à l'arrêt de fonctionnement du méristème racinaire.
Chez Nasturtium
officinale (Balade, 1970) et chez Ophioglossum
(Ros towzew, 1891 et P eterson 1970), le méris tè me raei naire peu t
poursuivre son évolution normale pendant que s'inititie le méristème
caulinaire.
Cette structure constitue ainsi un modèle exclusif pour l'étude des
facteurs physiologiques, biochimiques et génétiques intervenant dans
l'expression des potentialités morphogénétiques d'un "méristémoïde" en
méristème caulinaire ou racinaire.
CONCLUSION
Les obserbvations faites au cours de ce travail montrent que les
1
ébauches racinaires adventives de la tige de S. rostrata constituent un
modèle privilégié pour l'étude des caractéristiques cytologiques et

118
physiologiques des méristèmes racinaires et caulinaires mais aussi et
surtout un modèle exclusif pour l'étude de la reconversion d'un
méristème racinaire en méristème caulinaire.
L'induction de la plasticité morphogénétique est peut~être liée à une
variation de l'équilibre hormonal au sein même des cellules de l'ébauche
de racine adventive.
L'analyse de ces trois formes de méristémogénèse adventive peut
être envisagée à deux niveaux:
- au niveau cellulaire: localisation du ou des signaux cytologiques
de chacun des méristèmes que l'on peut rencontrer dans les ébauches de
racines adventives de la tige de S. rostrata ;
- au niveau moléculaire identification et étude des gènes assurant
la mise en place de ces différents méristèmes.
De nombreuses questions restent,en effet, sans réponse.
- Quels sont les stimuli de la genèse de ces différents méristèmes?
. Quelles sont les différentes phases des régulations hormonales de
ces trois évolutions?
Les réponses à toutes ces questions seront probablement apportées
par la Liologie moléculaire qui cherche à identifier et à isoler les gènes
responsables d'abord de la mise en place des méristèmes racinaires
adventifs, puis de rechercher les modalités de repression et d'activation
des gènes responsables des deux autres formes de méritèmogenèse.
Notre contribution dans la mise en évidence de certains aspects
cytophysiologiques de ces ébauches racinaires et des corrélations régulant
la mise en place et la croissance des racines adventives, avec la
démonstration du rôle déterminant de ces racines dans la nutrition de la
plante d'autre part, constituent un progrès intéressant dans la
connaissance de ces ébauches racinaires "en attente" ·sur la tige.
Le regroupement des noyaux en phase Go-tau niveau de
méristèmes racinaires pose ainsi le problème d'une probable réponse des
racines aux situations de latence ou de dormance. Des travaux
complémentaires sur l'étude de la synthèse de l'ADN nucléaire dans ces
cellules, de même que la recherche d'éventuels marqueurs biochimiques
des di fféren tes évol litians cell ul ai res devra ien t apporte r des a rgumen ts
convaincants dans ce sens.
1
L'étude de la distribution de 86Rb et de 134Cs a, en eret, montré que
ces radioisotopes sont absorbés de manière active par les racines

119
adventives de la tige de S. rostrata . il est ainsi apparu que l'absorption est
réalisée principalement par les racines séminales et secondairement par
les ébauches de racines adventives" en attente" sur la tige. Lorsque ces
ébauches se développent en racines typiques, l'absorption devient
maximale à leur niveau, à tel point qu'en absence des racines séminales,
elles peuvent assurer à la plante une croissance satisfaisante. On
pourrait supposer, d'ailleurs, que comme chez Rorippa
nasturtium
aquaticum L. Hayek (Cumbus & Robinson, 1977), la participation relative
des racines adventives et 1 ou des racines séminales dépend, en grande
partie, de la richesse en nutriments de l'eau ou du sa] dans lesquels se
trouvent ces deux systèmes radicaux.
Nous n'avons cependant, pas pu préciser les voies de circulation de
ces radioéléments dans la plante. Les techniques d'autohistoradiographie
permettrait probablement de spécifier les tissus conducteurs assurant le
transport du 86RB et du 134Cs dans ]a plante entière et dans la bouture.
Au stade actuel des recherches sur la fixation d'azote par le
système S. rostrata
/
A. caulinodans,
il s'agit essentiellement
d'améliorer l'effectivité de la symbiose en intervenant, soit au niveau de la
bactérie, par manipulations génétiques, en essayant, par exemple, de
transférer à la souche sauvage des gènes de résistance à la sécheresse ou
à la salinité, soit au niveau de la plante. Ce dernier aspect des
investigations nous semble très important car il devrait permettre de
préciser le rôle du végétal dans la stricte spécificité d'hôte caractéristique
de ce système symbiotique. de même, il permettrait de mieux
appréhender les relations privilégiées qui existent chez S. rostrata entre
la fixation d'azote et la photosynthèse. C'est, en effet, le premier exemple
de coexistence entre une activité nitrogénasique, normalement inhibée
par l'oxygène, et l'activité photosynthétique.
Les manipulations ultérieures pourraient, par exemple, viser à
accroître la production de biomasse, par exemple par hybridation ou
transfert génétique avec des plantes qui ne possèdent pas de nodules
caulinaires, mais qui présentant un intérêt économique certain, comme
c'est le cas pour S. grandiflora, S. sesban (Allen & Allen, 1981) et
S. bispinosa (Kapoor & Gupta, 1986). Elles pourraient également conforter
sa résistance à certaines contraintes environnementales (Pariselle, 1988 ;
Vernier & Godefroy, 1987 ; Thakur, 1991 et Ramani et al., 1989).

120
ANNEXE

121
La cytofluorométrie.
Tampon Tris
Eau distillée
250 ml
Tampon Tris (10 mM)
0.303 g
EDTA dissodique (IOmM)
0,9 g
NaCI (IOOmM)
:
1,5 g
Le pH est ajusté à 7,4 par NaOH à IN. Le mélange est ensuite
autoclavé à 1200 pendant 20 min.
Fixateur;
Tampon Tris
50 ml
FOI1Tlol à 37 %
5 ml
Techniques d'histologie.
Composition du colorant à l'Hématoxyline de Regaud.
a) Mordant.
Eau .. "
'
'"
500 ml
Acide acétique
"'."
5 ml
H2S04 conc
0,6 ml
Sulfate d'ammonium ferrique
15 g
b) Colorant (Hématoxyline de Heidenhein à 2 % dans de l'alcool à 95 %)
Eau
10 gouttes
Haematoxyline stock
10 gouttes
(N1!4)2liP04
2 gouttes
Na2HP04
8 gouttes
Déshydratation.
Les lames sont plongées successivement dans:
- de l'éthanol à 50 % (quelques secondes)
. de l'éthanol à 70 % (quelques secondes)
- de l'éthanol à 85 % (quelques secondes)
- de l'éthanol à 95 % (quelques secondes)
. de l'éthanol à 100 % (2 bains de quelques secondes)

122
Techniques de culture in vitro .
* Désinfection des explants
- Eau distillée
_
5 min
- Eau distillée + agent mouillant
(Teepol à 1% ou SDS à 1 %).
30 min à IR
- Eau ditillée
5 min
- Alcool à 70°
quelques sec.
- Eau distillée
_
5 min
-Solution d'hypochlorite de
calcium à 7 %
20 min
- ou Solution de bicWorure
mercurique à 0,1 %
1 à 3 min.
* Composition des milieux de culture.
a) Composition de la solution mère de macro-éléments minéraux de
MURASHIGE et SKOOG (962)
Irn"03
1900 mg Il
Mg 804, 7 H20
370 mg /1
IGI2 P04
170 mg /1
Ca C1Z, 2 H20
.440 mg /1
NH.4 N03
-
1.650 mg /1
b) Composition de la solution~mère de micro-éléments de
MURASHIGE et SKOOG (1962) .
.
MnS04, 4 H20
22,3 mg / 1
H3 B03
6,2 mg Il
ZnS04,7 H20
8,6 mg Il
KI
0,83 mg /1
Na2Mo04, 2 H20
0,25 mg Il
CuS04, 5 H20
0,025 mg /1
CoCl2, 6 H20
0,025 mg Il
c) Composition de la solution de vitamines de NITSH & NlTSH + acides
aminés (1965)

123
Inositol
:
_100 mg / 1
Glycine
2 mg / 1
Acide nicotinoque
5 mg / 1
Pyridoxine Hel
0,5 mg / 1
Thiamine HCI
0,5 mg / 1
Acide folique
0.5 mg / 1
Biotine
_
0.5 mg /1
d) Composition de la solution de fer: Fe EDTA.
Solution de fer chélaté par le sel disodique de l'acide éthylène
diamine tétra-acétique:
H20
1 litre
Na2, EDTA
7.45 g
FeS04, 7 H20
5,57 g
e) Composition finale du milieu utilisé pour la culture in vitro cl e
fragments de tige de Sesbania rostrata et de Aeschynomene afraspera.
Macro-é lémen ts
200 fi / 1
Micro-éléments
10 ml /1
Vitamines de NITSH & NITSH
5 ml /1
Fer EDTA
5 ml / 1
Saccharose
20 g /1
Eau distillée
Q.S.P. 1000 ml

124
BffiLIOGRAPlllE

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TABLE DES MATIERES

I1'fI1flOI)1J~O~ (;~
1
CHAPITRE - 1 - : ETUDE BffiUOGRAPIDQUE
5
Diversité des racines adventives dans le règne végétaI
6
Condi tions de formation des racines adventives
10
Croissance des racines adventives
14
Morphogenèse
in vitro : conversion d'un méristème racinaire en
méristème végétatif
15
Conclusion
17
CHAPITRE - II - : :MATERIELS, TECHNIQUES ET CONI>ITIONS
EXPERIMENTALES
"
19
..................................... •••••..•.....•.. .......•.•••••...........•.••••...•......•.•.•.•...
~
.••••...••.......•..•...•• •••••......................•• ........•.. .••••...•.........••• ••......•.....
~
~
~
~
••..•...••..........••.• •••.•.•.............. .......•..........•....••.............•.•................•
~
~
1 • LE MATERIEL VEGETAL
a.>
Sesbania rostrata
:
20
Aeschynomene afraspera
~
II· LES METHODES EXPERIMENTALES
22
Potentiel hydrique des différentes structures présentes sur la tige
22
Techniques de cytofluorométrie
25
Techniques de microanalyse
Zl
Principe physique de la méthode
CZl
Prélèvement et préparation des échantillons
Zl
Techniques histologiques
28
Microscopie photonique : Techniques de fixation
_
28
Préparations microscopiques
29
Coloration des préparations microscopiques
29
- Coloration à l'hématoxyline
29
. Coloration par le mélange Fast-Green .. '
3)

~ Squash au Feulgen : détermination de l'index mitotique
ID
Microscopie électronique
:
3)
Microscopie électronique à balayage
ID
~ Observation du matériel frais
3)
~ Observation du matériel fixé
_
31
Microscopie électronique à transmission
31
Techniques de l'imagerie par résonnance magnétique (I.R.M.)
32
Principe physique de la méthode
32
Préparation des échantillons végétaux
32
Techniques d'utilisation des traceurs radioactifs
'
32
Absorption et migration du 86Rb à travers des fragments de tige de
S. rostrata
,
33
Absorption et nùgration du 86 Rb et du 134 Cs dans les plantes entières .. 33
1ère série: Etude de l'absorption racinaire par les ébauches de racines
aduentiues (E.R.A.Jen attente sur la tige
35
2ème série : Etude de l'absorption racinaire réalisée par les racines
séminales seules
35
3ème série: Etude de l'absorption racinaire par les racines adventiues et
séminales simultanément: double marquage isotopique
38
4ème série: Etude de l'absorption racinaire par les racines aduentives de
la base de la tige
38
Absorption et migration du 86 Rbdans les boutures mononodales
~
Méthodes de comptages radioactifs
38
1l~<IlIes Cle<:ll1~ ill vi~
~
Explants de tige de S. rostrata
'
~
Explants de tige d'A. afraspera
40
Corn posi tion des miteux de cul tu re
40
Prélèvement et la mise en culture des explants de tige
40

CHAPITRE· DI . : ETUDE MORPHOLOGIQUE, ANATOMIQUE ET
PHYSIOLOGIQUE DES EBAUCHES RACINAIRES DE LA TIGE DE
SESBANIA ROSTRA'I'A
:
42
INTRODUCTION
43
RESULTATS
44
Ontogénèse des ébauches de racines adventives de la tige de S. rostrata . 44
Caractérisation de l'état physiologique des cellules des méristèmes
racinaires
45
Visualisation de l'eau libre dans les ébauches de racines adventives
45
Mesures de potentiel hydrique dans les ébauches de racines adventives.. 46
Distribution des teneurs en ADN des noyaux des cellules des méristèmes
racinaires adventifs en cytofluorométrie
48
Analyse de l'activité mitotique dans les méristèmes racinaires présents
dans les mamelons caulinaires
00
Index mitotique dans les méristèmes racinaires
51
Microanalyse comparative des éléments minéraux présents dans les
différents tissus du mamelons caulinaires au CAl\\1EBAX
52
Répartition graphique des éléments minéraux
52
Analyse quantitative de la répartition des éléments minéraux
56
Répartition
spatiale
des
éléments
minéraux
à
la
microsonde
électronique
S7
Conclusion
S7
ID - DISCUSSION
f:fl
CHAPITRE· IV ~ EVOLUTION DES EBAUCHES RACINAIRES DE
S. ROSTRATA DANS L'EAU: ROLE DANS LANUI'RmON MINERALE
DE I...A.PIAN'rE
64
1 - INTRODUCTION
·
65
D· RESULTA1'8
66
Modifications cytophysiologiques liées au passage de l'état œébauches
racinaires à l'état de racines adventives
00
Caractérisation de l'état physiologique des racines adventives de la tige de
S. rostrata
fJl

Evolution du potentiel hydrique dans les racines adventives en cours
d·élongation
ôl
Distribution des teneurs en ADN des noyaux des cellules méristématiques
des racines adventives en cytofluorométrie
67
Index mitotique dans les méristèmes des RA. en cours d'élongation ..... œ
Etude expérimentale de la croissance des racines adventives
œ
. Croissance
des
racines adventives sur des plantes entières
(Marcottage)
70
ln/Zuence de quelques facteurs exogènes
70
L'eau
70
La lumière
'"
70
L'influence de quelques facteurs endogènes .' corrélations morpho-
génétiques régulant la croissance des racines adventives
71
Le bourgeon terminal
71
Les feuilles
'"
:
71
Croissance des racines adventives
sur des
boutures monodales
(Bouturage)
'
72
Influence d'un facteur exogène: la lumière
72
Influence de quelques facteurs endogènes
73
Les bourgeons axillaires et les feuilles
1.3
La position des boutures par rapport à l'apex de la tige de la plante mère
...................................................................................................... 73
Le rôle des racines adventives dans la nutrition minéi-aIe de la plante.... 75
Mise en évidence
_
"
,
75
Etude de l'absorption et de la migration du 86Rb dans la plante
76
Absorption des éléménts radioactifs par les mamelons caulinaires sur de
petits fragments de tige
76
Absorption et migration des éléments radioactifs dans les plantes
entières

'Tl
Absorption par les ébauches de racines adventives en attente sur la tige. 'Tl
!
Absorption par les racines séminales seules
79

Absorption simultanée par les deux systèmes racinaires du S. rostrata :
Expérience de double marquage isotopique
B2
Les les éba liches de racines adventives de la tige en attente
82
Les racines adventives à la base bien développées
85
Absorption par les racines adventives développées à la base des tiges
privées de racines séminales
m
Absorption et migration du 86Rb a li niveau des boutu res
ffi
Ebauches de racines adventives en attente
ffi
Racines adventives de l'entre-noeud inférieur développées
91
Conclusion
'
92
II· DISCUSSiON
93
CHAPITRE. V - : EVOLUTION DES EBAUCHES RACINAIRES DE LA
TIGE DE S. ROSTRATA EN B.A.: ETUDE COMPARATIVE AVEC LES
EBAUCHES RACINAIRES DE LA TIGE D'A AFRASPERA
g]
l • INTRODUCTION
00
Il· RESlJLTAT8
œ
Caulogenèse adventive chez Sesbania rostrata
œ
Conditions expérimentales de la néoformation de bourgeons adventifs ... œ
Influence de la taille des explants
00
Fragments de tige de 2 cm de longueur
œ
Fragments d'entre-noeuds sans bourgeon axillaire
00
Fragments de tiges avec bourgeon axillaire
00
Petits fragments de tige de 0,5 x 0,8 x 0,5em
'
100
Influence de la position de l'explant sur la tige-mère
l01
Néoformation de bourgeons adventifs
10..2
Recon version cl u méris tème raei n ai re en méri stème ca ul i na ire
102
Çaulogenèse adventive chez Aeschynomene afraspera
105
Aspects morphologiques et histologiques
105

II· DISCUSSION
106
DISCUSSION ET CONCLUSION GENERALES
110
ANNEXE
W
BffiUOGRAPHIE
124

PLANCHE~I·
Fig. _ . Bouture mononodale de S. rostrata cultivée en tube à essais. Noter
l'important enracinement obtenu en 10 jours (n.f. : nouvelles
feuilles).
Fig.
- Boutures mononadales de S. rostrata cultivées en lots sur une
plaque de polystyrène flottant à la surface de l'eau. Les racines
adve-ntives sont bien développées et les bourgeons axillaires
commencent à s'allonger (B.A, : bourgeon a
).


PLANCHE-il·
Fig. Il . Tige de S. rostrata présentant deux génératrices de mamelons
caulinaires ( ----. ).
Fig. 12 - Tige de S. rostrata présentant des nodules caulinaires ( ~ ).


PLANCHE·m·
Fig. 13 . Le jeune mamelon caulinaire des zones apicales d'une tige de
S. rostrata se présente sous la forme d'un petit renflement de
l'épiderme de la tige (~ ).
Fig. 14 . Le mamelon caulinaire à maturité. avec son dôme épidermique
( d.e.) percé en son centre par l'apex d'une ébauche de racine adventive
(E.R.A.).


PLANCHE ~ IV -
Fig. 15 ~ Coupe transversale d'une tige de S. rostrata au niveau du 3ème
entre-noeud. Noter la présence du cambium (c.) et de quelques
assises de formations secondaires (X II et PlI).
Fig. 16 - Les cellules initiales de l'ébauches de racine adventive. Les
divisions apparemment anarchiques ( •
) vont s'orienter pour
donner naissance à unméristémoïde qui s'organisera peu à peu
(P. : phloême ; c. cambium).
Fig. 17 - Les divisions cellulaires orientées aboutissent à la formation d'un
masif méristématique en demi-lune: le champ morphogénétique de
la future racine.Dans la zone interne noter l'élongationdes cellules
qui deviendront les trachéides (L).
Fig. 18 - Les cellules de la coiffe (c.) sont en cours de différenciation à
partir de la zone calyptrogène ( .. ). Le cordon vaculaire (c.v.) bien
différenciée est en relation directe avec la stèle de la tige (s).


PLANCHE·V·
Fig. 19 . Coupe anatomique transversale d'une tige de S. rostrala au
niveau des mamelons caulinaires :
[::;~
... ..
- crêtes de collenchyme

- anneau de scIérenchyme
~ . tissus conducteurs
o .parenchyme médullaire
Fig. 20 - Image en RMN de la répartition en eau libre de cette même tige
en vue ransversale.
Fig. 21 - Coupe anatonùque transversale d'une tige de S. rostrata nodulée
(N.C.) ( légende: cf. plus haut).
Fig. 22 et 23 - Image de la même tige en RMN en vue transversale et
longitudinale : les nodules se distinguent nettement par une forte
brillance (N.e. et .. ).
Fig. 24 . Spectre de la répartition del'eau le long d'un fragment de tige de
S. rostrata nodulée.


PLANCHE VI
Fig. 27· Coupe longitudinale d'un mamelon caulînaire.
c.rn. : cellules rnéristérnatiques
co. : cortex
c. v. : cordon vasculaire
d.e. : dôme épidermique


PLANCHE VII
Fig. 28 • Zone méristématique de l'ébauche de racine adventive. Les
cellules isodiamétriques de petite taile (16
m) ne présentent pas
de figures de mitoses. Les noyaux sont quiescents, le cytoplasme
dense et réduit.
Fig. 29 et 30 - Microphotographie de cellules du méristème racinaire. Le
nucléole est bien compact (nu.), la chromatine fibrillaire, et les
organites peu structurés ( c. : chloroplaste; mi. : mitochondrie; v. :
vacuole; p.p.c. : paroi pectocellulosique ).

,'"
L'':'"
2,5 J.J
;'5 li

PLANCHE - VIII ~
Fig. 37 . Sur une tige de S. rostrata ayant séjourné quelques jours dans
.l'eau des racines adventvies plus oumoins ramifiées se sont
développées (R.A.), quelques ébauches sonr encore à l'état latent
dans les mamelons caulinaires (M.C.).
Fig. 38 • Vue d'une population naturelle de S. rostrata à la fin de la saison
des pluies, après le retrait de l'eau du marigot. Noter la présence
d'un important chevehu racinaire (R.A.).


PLANCHE -lX·
Fig. 51 . Bourgeons adventifs (B.A.) néorforroés sur un fragment d'entre-
noeud de S. rostrata cultivé in vitro sur milieu M.S. sans adjonction
de régulateurs de croissance. Noter la disposition de ces bourgeons
sur le même alignement que les mamelons caulinaires (M.C.).
Fig. 52 • Bourgeons adventifs néoformés sur un fragment d'entre-noeud
de A. afrspera cultivé in vitro sur milieu M.S. sans régulateurs de
, croissance CE .A.).


PLANCHE-X-
Fig. 53· Potentialités morphogénétiques des petite fragments ( 0,5 x 0,3 x
0,8 cm) cultivés in vitro. Selon la nature du régulateur de
croissance exogène additionné au milieu M.S, la réponse
pmorphogénétique est différente .
. 53 a - En présence d'ANA, formation soit d'un cal, soit d'un
cal rhizogène.
- 53 b . Enprésence de kinétine ou de BAP, formation de
bourgeons adventifs néoformés ( avec ou sans cal intermédiaire).
- 53 c - En présence de GA3 , formation de bourgeons adventifs
dont les tiges sont très longues et grêles.
.

A.N.A.
. +

PLANCHE· XI·
Fig. 55 - Microscopie électronique à balayage. aspect d'un mamelon
caulinaire dans la deuxième semaine de culture in vitro. Le dôme
épidermique (d.e.) prend une forme sub~cylindrique pendant que
l'ébauche racinaire(E.R.A. s'affaisse.
Fig. 56 - Aspect d'un mamelon caulinaire au microscope optique au 12
ème jour de culture in vitro. L'ébauche racinaire est complètement
affaissé, noter la présence des débris calyptrauxCd.c). Sur le côté
apparaît un renflement très net ( '*).
Fig. 57 - Coupe longitudunale d'un mamelon caulinaire au 12 ème joour
de culture in vitro. Les différents territoires racinaires sont. encore
visibles, mais certaines structures sont absentes comme la coiffe.
Sur
un
côté
on
note
la
présence
d'un important massif
méristématique (*).
Fig. 58 - Détail de la zone méristématique caulinaire.
d.c. : débris calyptraux
c.v. : cordon vasculaire
m.c. : méristème caulinaire
co. cortex de l'ébauche racinaire.


PLANCHE· xn .
Fig. 59 • Coupe longitudinale d'un mamelon caulinaire en cours de
reconversion.Le massif méristématique ( m.m.) latéral est bien distinct,
avec de petites cellules isodiamétriques en position sous apicale. (d.e. :
dôme épidermique).
Fig. 60 . Détail de la zone apicale.
La coupe axiale du massif méristématique en cours de formation
montre que les divisions s'orientent perpendiculairement à la surface (
) de manière à donnser naissance à un méristèma caulinaire. La zone
dense correspond aux
débris cellulaires de la coiffe qui est alors
totalement désorganisée.
Fig. 61 • Le bourgeon cvégétatif émerge au début de la 3
èmesemaine. Noter ( . . ) le niveau de racordement entre l'épiderme du
bourgeon néoformé et le dôme épidermique du mamelon caulinaire.
Fig. 62 . Pousse feuillée (p.f.) formée in vitro sur un fragment
d'entre-noeud de S; rostrata cultivé sur milieu M.S. sans régulateurs de
croissance. Noter également le développement d'une racine adventive
(r.a.),

d.e.
,"
85um

PLANCHE - XllI .
Fig. 63 .
Développement
de
deux
pousses
feuillées
(p.f.)
d'Aschyn.omene a{raspera in. vitro sur milieu minéral de base M.S. sans
adjonction de régulateur de croissance. Noter la présence de racines
adventives (r. a .).


PLANCHE -XIV -
Fig.64 _ Le mamelon caulinaire de A. afrspera au début de la 2ème
semaine de culture in vitro. L'ébauche racinaire (
) est très affaissée, le
renflement épidermique latéral par contre est très prohéminent (r.e.1.)
Fig.65 - Les premières ébauches foliaires(e.f.) émergent des tissus
du mamelon caulinaire ( r.e. : renflement épidermique) entre le 12ème et
le lsème jour de culture in vitro.
Fig. 66 - Au début de la 3 ème semaine de culture, de nombreux
bourgeons
adventifs
(B.A.)
sont
observables
sur
le
mamelon
caulinaire.L'ébauche de racine advenbve(E.R.A.) est encore perceptible
latéralement.
Fig. 67 - Trois bourgeons adventifs (B.A.) en cours de développement
sur un mamelon caulinaire d'A. afraspera.


PlANCHE· xv .
Fig. 68 • Coupe longitudinale d'un mamelon caulinaire d'A.
afraspera au moment de la mise en culture.L'ébauche de racine
adventive (E.R.A.) est en position centrale par rapport aux deux
renflements épidermiques latéraux
( r.é.l.),
Fig. 69·
Coupe axiale du mamelon caulinaire d'A. afraspera au
niveau du renflement latéral observé en début de culture in vitro. Des
divisions mitotiques ( ~) sont observables en position sous épidermique.
Fig. 70 . Détail de la zone périphérique d'un renflement
épidermique latéral en cours d'évolution. Noter les nombreuses divisions
Figs 71 et 72 . Massifs méristématiques formés au niveau d'un
mamelon caulinaire d'A. afraspera. Les cenules sont isodiamétriques
avec de gros noyaux, Wl cytoplasme granuleux et de petites vacuoles.
Fig. 73 . Jeune bourgeon néoformé au niveau d'unmamelon
caulinaire d'A. afraspera en culture in vitro sur un milieu minéral de
base M.S sans régulateurs de croissance ( é.f.).