Dans le monde de la culture de tissus végétaux, le choix d'un gélifiant peut sembler un détail, mais il joue un rôle essentiel dans le succès de la propagation et de la régénération des plantes. Pendant des décennies, l'agar a été l'agent solidifiant privilégié pour les milieux de culture utilisés dans la culture de tissus végétaux.
Cependant, ces dernières années, la gomme gellane dans la culture de tissus végétaux est apparue comme une alternative puissante qui offre plusieurs avantages par rapport à l'agar traditionnel. Elle devient de plus en plus populaire parmi les chercheurs et les producteurs commerciaux en raison de ses propriétés uniques et de ses avantages en termes de performances.
Dans cet article de blog, nous allons explorer ce qu'est la gomme gellane dans la culture de tissus végétaux, comment elle fonctionne et pourquoi de plus en plus de laboratoires et de chercheurs la choisissent aujourd'hui.
La gomme gellane est un polysaccharide hydrosoluble produit par la bactérie Sphingomonas elodea . Développée à l'origine comme agent épaississant et stabilisant pour les produits alimentaires, ses propriétés uniques ont rapidement attiré l'attention des communautés de la biotechnologie et de la science des plantes.
La gomme gellane se présente sous deux formes principales :
Gomme gellane à haute teneur en acyle contre gomme gellane à faible teneur en acyle
Gomme gellane à haute teneur en acyleL'acide acétique : forme un gel souple et élastique en raison de la présence de groupes acyles. Il offre une plus grande flexibilité et convient aux applications nécessitant un soutien en douceur.
Gomme gellane à faible teneur en acyleL'utilisation de ce produit permet d'obtenir un gel ferme et cassant, d'une grande clarté et d'une grande stabilité. Il est préféré pour les applications nécessitant des gels clairs et définis, comme en microbiologie, en culture de tissus végétaux et dans les produits alimentaires tels que les gelées, les boissons en suspension et les confiseries.
Pour la plupart des applications de culture de tissus végétaux, la gomme gellane à faible teneur en acyle est préférée en raison de sa capacité à former des gels clairs et stables à des concentrations relativement faibles (généralement entre 0,2% et 0,4%).
Pourquoi utiliser la gomme gellane au lieu de l'agar ?
Alors que l'agar a longtemps été la norme pour solidifier les milieux de culture des tissus végétaux, la gomme gellane offre plusieurs avantages clés qui en font un choix supérieur pour les applications modernes.
L'une des différences les plus notables est la clarté du milieu. La gomme gellane produit un gel cristallin - avec des niveaux de transparence atteignant 90% - qui permet d'observer plus facilement le développement des racines, la formation de cals et d'autres changements morphologiques. Ce haut niveau de visibilité est particulièrement précieux dans le cadre de la recherche où le suivi visuel est essentiel, et il permet également une détection précoce de la contamination.
La gomme gellane permet la formation d'un gel solide à des concentrations beaucoup plus faibles que celles de l'agar - typiquement entre 0.05% et 0.5% ou environ un cinquième de la quantité nécessaire pour l'agar . Cela permet non seulement de réduire les coûts des matériaux, mais aussi de minimiser les interférences avec la disponibilité des nutriments et la croissance des plantes.
Contrairement à l'agar, dont la composition peut varier en fonction de sa source, la gomme gellane est un polysaccharide bien défini et chimiquement pur. Cette constance permet une plus grande reproductibilité entre les expériences et entre les laboratoires, ce qui rend les résultats plus fiables et plus faciles à comparer.
Les gels de gomme gellane retiennent mieux l'humidité que l'agar, ce qui réduit considérablement le risque de dessiccation pendant les périodes de culture prolongées. Ceci est particulièrement bénéfique pour les espèces à croissance lente ou lorsque les cultures doivent être maintenues pendant de longues périodes sans sous-cultures fréquentes.
Des études ont montré que la gomme gellane peut contribuer à réduire le brunissement phénolique et la contamination microbienne par rapport à l'agar. Sa pureté et l'absence d'hydrates de carbone complexes la rendent moins susceptible de favoriser la croissance de contaminants tels que les moisissures, ce qui améliore la santé globale de la culture et les taux de réussite.
Les gels formés par la gomme gellane à faible teneur en acyle sont fermes et cassants plutôt qu'élastiques. Cette structure peut être avantageuse dans certaines applications, en particulier celles qui impliquent des explants sensibles ou des systèmes de régénération pour lesquels une résistance mécanique minimale est préférable.
Grâce à sa nature friable, la gomme gellane peut être facilement éliminée des racines des plantes avant la transplantation. Cela simplifie le processus d'acclimatation, réduit le stress des plantes et améliore les taux de survie après le transfert dans le sol ou dans d'autres milieux de culture.
Une fois fixée, la gomme gellane ne fond pas lorsqu'elle est réchauffée - une caractéristique utile lors de la stérilisation et du stockage à long terme des cultures. Cette stabilité à la chaleur garantit une structure constante du milieu tout au long de la période de culture, même dans des conditions de température variables.
La gomme gellane a été utilisée avec succès dans une large gamme de techniques de culture de tissus végétaux, s'avérant être un agent gélifiant polyvalent et efficace. Ces applications comprennent
La gomme gellane favorise la multiplication rapide d'espèces de grande valeur telles que les orchidées, les roses et les bananiers, en offrant un milieu clair et stable pour la prolifération des pousses et le développement des racines.
Sa structure de gel uniforme et sa transparence en font un produit idéal pour l'induction et le développement d'embryons somatiques, en particulier chez des espèces telles que les conifères et le café.
Les propriétés gélifiantes stables de la gomme gellane favorisent la formation de pousses, de racines et d'autres organes à partir d'explants, ce qui la rend appropriée pour les études de régénération.
La gomme gellane fournit une matrice cohérente qui favorise la croissance des cals et la régénération ultérieure en plantes entières, ce qui est particulièrement utile dans les expériences de transformation génétique.
Dans les programmes de sélection, la gomme gellane est souvent utilisée dans la culture d'anthères ou de microspores en raison de sa capacité à maintenir un environnement stable pour la division et le développement des cellules.
Il s'est avéré efficace pour les espèces monocotylédones et dicotylédones, avec un succès notable pour les plantes difficiles à cultiver telles que les orchidées, les bananiers, les pommes de terre et diverses espèces ligneuses. Ses performances dans divers systèmes en font un choix privilégié pour les laboratoires qui cherchent à améliorer l'efficacité et la reproductibilité de la culture des tissus végétaux.
L'utilisation de la gomme gellane dans la culture de tissus est simple, mais il y a quelques bonnes pratiques à garder à l'esprit pour obtenir des résultats optimaux :
Pour la plupart des applications de culture de tissus végétaux, une concentration de 0,2% à 0,4% (w/v) de gomme gellane est généralement suffisante. Cela se traduit par 2-4 grammes par litre de milieu de culture. Une marque couramment utilisée est GELRITE®, et 2 g/L suffisent souvent à former un gel stable.
Pour la plupart des applications de culture de tissus végétaux, une concentration de 0,2% à 0,4% (w/v) de gomme gellane est généralement suffisante. Cela se traduit par 2-4 grammes par litre de milieu de culture. Une marque couramment utilisée est GELRITE®, et 2 g/L suffisent souvent à former un gel stable.
Ajouter tous les nutriments, vitamines, sucres et régulateurs de croissance nécessaires avant de chauffer. Certaines formulations peuvent également bénéficier de l'ajout de petites quantités de CaCl₂ ou de MgSO₄ pour renforcer la résistance du gel.
Chauffer le mélange en le remuant constamment jusqu'à ce qu'il arrive à ébullition. Laisser bouillir pendant environ une minute pour dissoudre complètement la gomme gellane.
Après avoir dissous la gomme gellane et les autres composants, vérifiez et ajustez le pH du milieu si nécessaire - généralement entre 5,6 et 5,8 pour la plupart des espèces végétales.
Verser le milieu dans des récipients de culture (par exemple, pots, tubes à essai, boîtes de Pétri) et stériliser à l'autoclave à une température de 121°C pendant 15-20 minutes .
Après l'autoclavage, laisser le milieu refroidir à température ambiante sans le perturber. Le gel se forme au fur et à mesure que la solution refroidit.
Contrairement à l'agar, la gomme gellane forme un gel clair et stable lors du refroidissement, sans nécessiter de températures élevées pour la solidification. Sa clarté et sa consistance la rendent particulièrement utile pour observer le développement des racines et d'autres changements morphologiques pendant la culture.
La culture de tissus végétaux continue d'évoluer, tout comme les outils et les matériaux que nous utilisons, en particulier lorsqu'il s'agit de choisir le bon agent gélifiant. La gomme gellane dans la culture de tissus végétaux représente une avancée significative dans la technologie de gélification, offrant une clarté, une consistance et une performance améliorées par rapport à l'agar traditionnel.
Que vous travailliez dans un laboratoire commercial de micropropagation ou que vous meniez des recherches universitaires, l'incorporation de la gomme gellane dans la culture de tissus végétaux pourrait conduire à de meilleurs résultats de croissance, à moins de contaminants et à des flux de travail plus efficaces.
La prochaine fois que vous préparerez vos milieux de culture, pensez à essayer la gomme gellane - vos plantes vous en remercieront peut-être !
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