Master en Biotechnologies Végétales et Microbiennes

Aptitude à la régénération par organogenèse directe et à la callogenèse chez l’oignon (Allium cepa L.)

INTRODUCTION 

L’oignon (Allium cepa L.) occupe le quatrième rang mondial sur la liste des légumes cultivés après la tomate (Silué et al., 2003; Boukary et al., 2012) et le deuxième rang en Afrique de l’Ouest, avec une production de près de 2 millions de tonnes/an (Faostat, 2013). Il fait l’objet d’une production croissante depuis une vingtaine d’années dans divers pays d’Afrique subsaharienne. Cette tendance s’explique par le développement du maraîchage de saison sèche, une stratégie de rattrapage des mauvaises campagnes agricoles de saison des pluies et par une diversification des sources de revenu (Cathala, 2003). Au Sénégal, l’oignon est à la fois le légume le plus produit et le plus consommé avec 20% des dépenses en légumes des ménages (CGER-Vallée, 2015). En 2012, 180 000 tonnes ont été commercialisées dans le marché pour une demande qui s’élevait à plus de 300 000 tonnes. Le déficit de production annuelle est comblé par des importations d’oignon principalement des Pays-Bas ( PRACAS, 2014). Toutefois, la production locale est en nette progression. En effet, la production annuelle en 2015 a été évaluée à 367 500 tonnes selon la Direction de l’Horticulture. La base de la production locale repose sur plusieurs variétés (Violet de Galmi, Noflay, Red Créole, Rouge d’Amposta, Rouge Espagnol, Yaakar, Valencia….). Cependant, la variété Violet de Galmi, caractérisée par sa forme arrondie, aplatie aux pôles et sa couleur violette, est la plus cultivée. En effet, sa qualité condimentaire, sa coloration homogène, sa précocité, son goût très piquant et son aptitude à la conservation en font la plus prisée par les producteurs et les consommateurs. Par conséquent, chaque année des firmes étrangères déversent sur le marché sénégalais des semences d’oignon appelées « Violet de Galmi » et qui sont le plus souvent du «Red Créole » ou du « Rouge Espagnol ». Cela pose ainsi le problème de pureté variétale qui réduit la qualité des oignons, leur compétitivité sur le marché et les possibilités de stockage et de conservation. En effet, le système traditionnel de production des semences, ainsi que le regroupement des petites parcelles appartenant à plusieurs exploitants et la fécondation croisée de l’oignon favorisent des flux de gènes entre les écotypes cultivés et la dégénérescence de la variété (Rouamba et al., 1997). C’est ainsi que depuis une dizaine d’années, le Violet de Galmi connaît au Sénégal des problèmes de dégénérescence et un taux de floraison précoce qui avoisine les 15%, alors que le taux acceptable pour la production de bulbes est environ de 1 à 3% selon les conditions de culture (Kanouté, 2008). La qualité des semences détermine largement le maintien des caractéristiques variétales chez l’oignon. Chez la variété Violet de Galmi, le CDH/ISRA a travaillé à Introduction 2 reconstituer et à produire les semences de qualité. Toutefois, la multiplication de l’idéotype (génotype proche de la variété originelle) sélectionné et caractérisé au CDH par les méthodes classiques de production de semences demeure fastidieuse. Ce système de production augmente non seulement les risques de transmission de maladies mais également l’hétérogénéité des plants obtenus. En revanche, les techniques de culture in vitro constituent un moyen pour contourner toutes ces difficultés, parce qu’elles permettent non seulement une multiplication rapide et conforme mais également une production en quantité suffisante des semences de qualité pour satisfaire la demande des producteurs dans les plus brefs délais. C’est dans cette optique que ce présent travail de recherche a été initié. Nous avons cherché à produire en conditions in vitro des semences saines de génotypes de la variété Violet de Galmi transférables aux champs en vue d’une production durable de cette spéculation. Pour ce faire, nous avons cherché à : i. évaluer les capacités organogènes de différents types d’explants prélevés chez la variété Violet de Galmi cultivée au champ ; ii. déterminer l’aptitude à la callogenèse des différents explants cultivés en fonction des conditions de milieux testés. Dans la première partie de ce travail, nous avons abordé, à travers une analyse synthétique de la bibliographie, quelques généralités sur l’oignon, puis présenté son importance. Dans la seconde partie, la démarche méthodologique adoptée au cours de nos expérimentations a été présentée. La troisième partie du travail est consacrée à la présentation et à la discussion des résultats. Enfin, nous avons conclu et dégagé quelques perspectives de recherche.

Synthèses bibliographique 

Généralités et origine de l’oignon

L’oignon provient d’une zone géographique couvrant la Turquie, l’Iran, l’Irak et le Pakistan (Hanelt, 1990) . L’espèce Allium cepa n’a pas été retrouvée à l’état spontané. Son parent le plus proche peut encore être observé à l’état spontané dans la région sise entre l’Iran, le Turkménistan et la Mongolie (Abdou et al., 2015). Les traces des peintures sur les anciennes tombes égyptiennes témoignent que l’histoire de l’oignon remonte à au moins 3200 à 2800 avant Jésus-Christ. L’oignon était déjà une source de nourriture importante pour les habitants de l’Égypte ancienne (Boulineau, 2006; Abdou et al., 2015). Selon Rouamba et al., (2001), les variétés d’oignon d’Afrique tropicale ont pu être introduites à partir du Sud de l’Egypte ou de l’Inde, via le Soudan, vers l’Afrique centrale et occidentale sous forme de graines ou de lots de bulbes génétiquement hétérogènes. Elles seraient par la suite sélectionnées par les agriculteurs locaux pour fournir des oignons mieux adaptés aux conditions écologiques de ces régions et aux besoins des populations (Abdou et al., 2015). Concernant la variété Violet de Galmi, elle a été créée en 1975 par des agronomes de l’Institut de recherche en agronomie tropicale (Irat) qui ont mené un programme de sélection variétale à partir de souches nigériennes d’oignons de la vallée de la Maggia (Delmas, 2009). 

Systématique de l’oignon 

Selon (Hamdini, 2009), l’oignon peut être classé comme suit : Règne : Plantae Sous-règne : Tracheobionta Division : Magnoliophyta Classe : Liliopsida Sous-classe : Liliidae Ordre : Liliales Famille : Alliaceae Genre : Allium Espèce : Allium cepa 1.2. Description de la plante D’après Abdou et al., (2015), le cycle cultural de l’oignon est généralement annuel pour la production des bulbes et bisannuel pour celle des graines (Fritsch et Friesen, 2002). La plante est constituée de deux parties : partie aérienne et souterraine. 

Partie aérienne

 La tige de l’oignon est constituée par un plateau sur lequel s’insèrent des feuilles allongées, cylindriques et creuses et d’où partent des racines adventives. La base des feuilles peut se renfler lorsque les conditions sont favorables et former un bulbe surmonté par une fausse tige ou collet. Le fruit est une capsule contenant des graines de petite taille (200 à 300 graines par gramme), noires, anguleuses et dures. Chaque ombelle produit généralement 100 à 1 500 graines (De Lannoy, 2001). Chaque fleur possède six étamines et un ovaire supère à trois loges contenant chacune deux gros ovules. Le pollen est émis avant que le stigmate ne soit réceptif. La fécondation croisée est donc dominante dans la mesure où les étamines sont mûres avant le pistil (Abdou et al., 2015). 

 Partie souterraine

 Le bulbe d’oignon est composé d’écailles charnues et est recouvert extérieurement d’une ou de plusieurs couches d’écailles desséchées qui sont aussi appelées tuniques (Foury et Schweisguth, 1992; Abdou et al., 2015). Après une phase de bulbification, puis d’arrêt de croissance et de dormance, le bulbe se remet normalement en végétation. Au cas où il y a initiation de la floraison, la plante peut émettre une ou plusieurs hampes florales. Ces dernières sont creuses, cylindriques, renflées en un endroit et se terminent par une ombelle composée de 200 à 700 fleurs bisexuées de couleur blanc verdâtre (Abdou et al., 2015). La figure 1 illustre les différentes parties de la plante. Figure 1 : Parties aérienne et souteraine de la plante d’oignon. (Abdou et al., 2015). 1.Feuilles ; 2. Bulbe ; 3. Racines ; 4. Hampe florale qui porte les inflorescences à son sommet. 

Stades de développement

 Le cycle de l’oignon comporte 10 stades de développement (Planche 1), allant de la semence jusqu’à la formation du bulbe mature (Mbengue, 2006).

Mode de reproduction

 L’oignon est une plante diploïde (2n = 16), à pollinisation essentiellement croisée. La dégénérescence variétale intervient surtout suite à des croisements incontrôlés. Le taux d’autofécondation de l’oignon peut varier entre 0 et 50%. Dans plus de la moitié des cas, les organes femelles des plantes vont être fécondés par les organes mâles d’une autre plante, le plus souvent par l’intermédiaire des insectes (Dagna, 2010). 

Valeur nutritive 

L’oignon présente une valeur nutritionnelle élevée. Cent grammes de partie comestible (feuilles ou bulbes) contiennent les éléments suivants : eau (89 g), énergie (150 kJ), protéines (1,2 g), lipides (0,2 g), glucides (7,9 g), fibres (1,5 g), K (160 mg), Ca (25 mg), P (30 mg), carotène (10 μg), thiamine (0,13 mg), riboflavine (traces), niacine (0,7 mg), folate (17 μg), acide ascorbique (5mg). Les utilisations médicinales de l’oignon sont multiples. L’oignon est un apéritif et un facilitant de la digestion, un aliment énergétique et de soutien, un antidiabétique, un antiseptique et vermifuge, un facteur tonique (vasodilatation des artères sanguines), diurétique, aphrodisiaque et antirhumatismal puissant. Le jus d’oignon présente des propriétés anti-hyperglycémiques et anti-asthmatiques. L’action médicinale la mieux étudiée, toutefois, est l’effet sur la coagulation des plaquettes. Ils ont signalé que la consommation régulière d’oignon réduisait les risques de cancer de l’estomac (Messiaen et Rouamba, 2004).

 Importance de l’oignon au Sénégal 

Déjà en 1992, l’oignon représentait 29% de la production maraîchère, contre 17% pour la pomme de terre, 19% pour le chou, 12% pour la tomate et 23% pour les autres légumes (CGER-Vallée, 2015). Aujourd’hui, la culture de l’oignon occupe une place très importante dans l’agriculture sénégalaise et la production connait chaque année une hausse croissante. Elle est passée de 90.000 tonnes en 2001 à 245.000 tonnes en 2014 (DH, 2014). Cette l’étalement de la plante Maturité du bulbe Synthèse Bibliographique 7 augmentation en volume est le résultat d’une politique de diversification des cultures par les producteurs (Ndiaye, 2015). Sa consommation est passée de 6 kg/pers/an en 1990 à 13 kg/pers/an en 2003 (CGER-Vallée, 2015). La filière oignon a totalisé un chiffre d’affaire de 10 milliards de FCFA durant la campagne 2004/2005 (ARM, 2006). Selon Mbengue (2006), l’oignon est en passe de devenir la deuxième culture après le riz dans la vallée du fleuve Sénégal, après avoir occupé, depuis déjà très longtemps, la première place au niveau de la zone des Niayes.