Développement préindustriel d'une production de vitroplants de palmier à huile (E. guineensis) par embryogenèse somatique en milieu liquide – VITROPALM

Enjeux et contexte : Depuis 2003, la production d’huiles de palmier (palme et palmiste, soit 37,3 millions de tonnes en 2005) a dépassé la production d’huile de soja (33,5 millions de tonnes) en se plaçant à la première place mondiale. Elle couvre désormais 34 % des besoins mondiaux en huiles végétales. Le palmier à huile (Elaeis guineensis Jacq.) bénéficie de la meilleure productivité en huile à l’hectare (6 à 10 fois supérieure à celle des plantes annuelles) ce qui en fait une espèce d’intérêt stratégique mondial. En outre, l’huile de palme fait l’objet d’une attention particulière pour son utilisation possible comme biocarburant. Un des facteurs de réussite de la culture du palmier à huile provient de la qualité du matériel végétal planté. Il doit être hautement producteur, adapté aux conditions de culture locales et résistant aux principales maladies. Pourtant, la durée du cycle de multiplication du palmier à huile, et donc des cycles d’amélioration génétique, son allogamie stricte et la complexité d’installation des champs semenciers font que la diffusion de variétés nouvelles reste parfois lente. De plus, il subsiste dans les variétés diffusées (hybrides de familles issues d’hétérozygotes) une variabilité génétique importante. L'exploitation de cette variabilité est possible par le clonage in vitro de génotypes choisis, permettant ainsi de capter des gains de productivité supplémentaires important (estimés à + 15 %), ainsi que des caractères nouveaux de résistance aux maladies. Chez le palmier à huile, seule la culture in vitro permet de créer des clones. Cette technique apparaît aujourd’hui d’un intérêt majeur pour le développement et la durabilité de la culture du palmier à huile. Le CIRAD, appuyé par un réseau mondial de partenaires, est le leader mondial avec de la production de semences sélectionnées de palmier à huile; il a aujourd’hui pour ambition de devenir également le leader mondial de la production de clones par culture in vitro. Idée innovante et avantage : La multiplication végétative du palmier à huile ne peut être obtenue que in vitro ; elle exploite les capacités de cette plante à donner une embryogenèse somatique in vitro en milieu solide. Cette technique demande du temps (3 à 5 ans), une main d’œuvre importante, et ne permet pas de dépasser une production de 10 000 vitroplants par mise en culture. Le CIRAD s’est engagé récemment dans la définition d’un protocole qui repose sur la multiplication de suspensions embryogènes en milieu liquide. Cette technique, encore expérimentale, présente de nombreux avantages. Ce protocole est plus rapide (2 à 3 ans), il utilise moins de main d’œuvre, et surtout, présente des perspectives de production synchronisée et prédictible. Les premières estimations, toutes origines génétiques confondues, permettent d’espérer une production de 60 000 plants par litre de milieu. Objectifs et travaux proposés : Les travaux proposés ont pour but de valider la technologie sur des échantillons de taille importante. Trois aspects essentiels du procédé seront étudiés: 1 - Acquérir les paramètres indispensables de production à une échelle pilote de taille suffisante afin de modéliser le fonctionnement d’un laboratoire industriel. 2 – Observer en champ, sur un échantillon significatif et représentatif de la production industrielle, la conformité des vitroplants et vérifier l’absence de variation somaclonales d’origine épigénétique d’importance économique. 3 – Mesurer au cours des étapes clefs du procédé de culture in vitro des paramètres moléculaires révélateurs du caractère conforme des cultures cellulaires embryogènes, pour les utiliser comme indicateurs de la conformité des plants régénérés. Les changements dans les taux de méthylation globale du génome seront analysés. Simultanément, des échantillons représentatifs de matériel végétal seront produits et stockés pour préparer des analyses globales d’expression du génome qui seront réalisées à l’issue du projet. In fine, un protocol