Sélection et évaluation de lignées de cals stables et tolérantes vis-à-vis du stress salin chez le citrange ‘Troyer’ [Citrus sinensis (L.) × Poncirus trifoliata (L.) Raf.]

Selection and evaluation of stable salt-tolerant callus cell lines of the Troyer citrange

Université Ibn Tofail, Faculté des Sciences, laboratoire Agrophysiologie et biotechnologie de culture in vitro, BP 133, Kenitra 14000, Maroc

Auteur de correspondance : at_rochdi@yahoo.com

Résumé

Introduction. Les agrumes sont sensibles à la salinité. Notre étude a cherché à sélectionner, chez le citrange Troyer, des lignées cellulaires tolérantes à NaCl, à évaluer l’effet du sel sur la croissance des cals et à doser les solutés susceptibles d’être impliqués dans leur réponse au stress salin. Matériel et méthodes. Des cals ont été cultivés sur un milieu de culture contenant du NaCl dont la concentration a été augmentée progressivement jusqu’à atteindre 8 g NaCl·L^–1. Ils ont ensuite été transférés sur un milieu sans NaCl pour tester leur indépendance vis-à-vis du sel, puis remis en présence de 8 g NaCl·L^–1 pour tester leur stabilité. Des dosages de solutés (Na⁺, K⁺, proline et sucres solubles) contenus dans les cals ont été effectués à la fin de l’expérimentation. Résultats et discussion. La salinité a ralenti la croissance et provoqué le brunissement de la plupart des explants (cals sensibles). Les cals tolérants ont présenté une croissance comparable à celle des témoins. Le transfert de ces cals sur un milieu sans NaCl suivi de leur remise en culture sur milieu salin a démontré l’indépendance et la stabilité du caractère de tolérance sélectionné. La teneur en K⁺ des cals tolérants a été voisine de celle des cals témoins, mais plus élevée que celle des cals sensibles. En revanche, la teneur en ions Na⁺ des cals tolérants et sensibles a été relativement plus élevée que celle des témoins. Le sodium s’accumulerait donc à deux niveaux cellulaires selon le type de cals : envahissement du cytosol (effet toxique) pour les cals sensibles ou compartimentage vacuolaire pour les cals tolérants. La salinité a provoqué l’accumulation de proline et de sucres solubles dans les cals tolérants mais pas dans les cals sensibles. Conclusions. Des lignées cellulaires stables et tolérantes au NaCl ont été obtenues à partir d’embryons de citrange Troyer. Cette tolérance pourrait être liée à des changements dans les propriétés de transport des ions et dans la capacité de régulation et de compartimentage ionique. L’accumulation de solutés organiques constitue un caractère métabolique à valeur adaptative qui pourrait être un indicateur de tolérance au stress salin des cals.

Abstract

Introduction. Citrus fruits are sensitive to salinity. Our study aimed at selecting cellular lines tolerant to NaCl of citrange Troyer and assessing the characters involved in salt stress responses in callus cultures. Materials and methods. Calli were cultivated on a culture medium containing NaCl whose concentration was gradually increased until it reached 8 g NaCl·L^–1. They were then transferred onto a medium without NaCl to test their independence with respect to the salt, then placed in the presence of 8 g NaCl·L^–1 to test their stability. Dosages of the content in soluble Na⁺, K⁺, proline and sugars contained in the calli were carried out at the end of the experiment. Results and discussion. Salinity stopped the calli from growing and caused the majority of the explants (sensitive calli) to become brown. Tolerant calli presented a growth comparable with the growth of the controls. The transfer of these calli onto medium without NaCl followed by their transfer onto saline culture medium showed the independence and the stability of the selected character of tolerance. The content in K⁺ of the tolerant calli was close to that of the control calli, but it was greater than that of the sensitive calli. On the other hand, the content in Na⁺ ions in the tolerant and sensitive calli was relatively higher than that of the control calli. Sodium would thus be accumulated in two cellular levels according to the type of callus: invasion of the cytosol (toxic effect) for the sensitive calli or vacuolar partitioning for the tolerant calli. Salinity caused the accumulation of proline and soluble sugars in the tolerant calli but not in the sensitive calli. Conclusions. Stable and tolerant cellular lines in NaCl were obtained starting from embryos of citrange Troyer. This tolerance could be related to changes in the properties of ion migration and in the regulation capacity and ionic partitioning. Accumulation of proline and soluble sugars constitutes a metabolic character to adaptive value that could be an indicator of tolerance to salinity.