Induction de l’embryogenèse somatique chez les mutants de maïs (Zea mays L., 1753) obtenus par irradiation au rayonnement gamma de la variété EV 8728 cultivée en Côte d’Ivoire et identification de quelques marqueurs biochimiques.

Abstract

Le maïs (Zea mays) occupe une place importante dans l’économie mondiale. C’est la première céréale (41 %) cultivé dans le monde. En Côte d’Ivoire, le maïs est la deuxième céréale la plus cultivée. Il occupe une place de choix aussi bien dans les activités agricoles, dans l’alimentation des populations ivoiriennes que dans l’alimentation animale. Cependant, les problèmes liés à la dégradation des sols et au changement climatique affectent considérablement la production de cette céréale. Pour ce faire, la biotechnologie à travers ses diverses méthodes a été développée afin d’aboutir à des protocoles d’amélioration plus efficaces pour cette céréale. La présente étude a consisté à rechercher les conditions idéales pour la production de cellules embryogènes et étudier les composés biochimiques intervenant lors de leurs productions à partir de trois mutants de maïs issus de graines irradiées ou non aux doses 200 et 300 grays obtenus après quatre génération d’autofécondation. Pour atteindre ce but, différents milieux de culture ont été testés. Les résultats ont permis d’identifier le milieu MS + 30 g.L-1 saccharose + 0,75 g.L-1 MgCl2 + 100 mg.L-1 d’hydrolysat de caséine + 3,5 mg.L-1 2,4-D + 2 ml.L-1 d’extrait de noix de coco comme ayant une potentialité callogénique supérieure aux autres milieux. Les tests réalisés sur le type d’explant ont indiqué que la partie basale de la racine âgée de 7 jours a été plus bénéfique pour induire des cals. De même, l’induction et la maturation de cellules embryogènes ont été plus favorables sur le milieu MIE1 + 0,5 mg.L 1 glutamine + 0,2 mg.L-1 asparagine. L’étude a montré que l’aptitude à l’induction de cellules embryogènes est liée à la biosynthèse et l’accumulation des pigments foliaires, des composés phénoliques, des sucres totaux, des protéines et de la proline, ainsi qu’à l’activité des protéines enzymatiques tel que la phénylalanine ammonia-lyase (PAL), la tyrosine ammonia-lyase (TAL), la polyphénoloxydase (PPO), la peroxydase (POD), la catalase (CAT) et l’ascorbate peroxydase (APX) dans les cals de maïs. Par ailleurs, le mutant issu de la dose 200 grays s’est avéré plus callogénique. Par contre, celui issu de la dose 300 grays a été plus embryogénique.

ABSTRACT: Maize (Zea mays) is an important part in the global economy. It is the first cereal (41%) grown in the world. In Côte d'Ivoire, maize is the second most cultivated cereal. It occupies a prominent place in agricultural activities, in the diet of Ivorian populations as well as in animal feed. However, problems related to soil degradation and climate change are significantly affecting the production of this cereal. To this end, biotechnology through its various methods has been developed in order to achieve more efficient improvement protocols for this cereal. This study consisted in researching the ideal conditions for the production of embryogenic cells and studying the biochemical compounds involved in their production from three maize mutants derived from seeds irradiated or not at doses of 200 and 300 grays obtained after four generations of self-fertilization. To achieve this goal, different culture media were tested. The results identified MS + 30 g.L-1 sucrose + 0.75 g.L-1 MgCl2 + 100 mg.L-1 casein hydrolysate + 3.5 mg.L-1 2,4-D + 2 ml.L-1 coconut extract as having a higher callogenic potential than the other media. Tests performed on the type of explant indicated that the 7-day old basal part of the root is more beneficial for inducing calluses. Similarly, induction and maturation of embryogenic cells was more favourable on MIE1 + 0.5 mg.L-1 glutamine + 0.2 mg.L-1 asparagine medium. The study showed that the ability to induce embryogenic cells is related to the biosynthesis and accumulation of leaf pigments, phenolic compounds, total sugars, of proteins and proline as well as the activity of protein enzymes such as phenylalanine ammonia-lyase (PAL), tyrosine ammonia-lyase (TAL), polyphenoloxidase (PPO), peroxidase (POD), catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) in corn callus. Furthermore, the mutant of the 200 grays dose proved to be more callogenic. On the other hand, the mutant of the 300 grays dose is more embryogenic.