Soutenance mémoire
Les caféiers
Donnée Botanique et systématique des caféiers
Les caféiers sont des arbustes à tronc monopodiale orthotrope . Leurs feuilles sont opposées deux à deux. Leurs fleurs blanches petites odorantes groupées en glomérules à inflorescence racémique comportent des ovaires à deux loges contenant des ovules à placentation dite « cofféenne » caractérisée par la présence d’un sillon, plus ou moins invaginé, dans la partie ventrale de l’albumen . Leurs fruits sont des drupes ovales de couleur vert , rouge, jaune, violet ou noir à maturation selon les espèces. Les graines présentent un sillon ventral invaginé.
Les caféiers appartiennent à la famille des Rubiaceae, sous famille des Ixoroideae, tribu des Coffeeae. Autrefois, cette tribu Coffeeae incluait plusieurs genres dont deux différenciés sur la base de caractéristiques florales :
– le genre Coffea à anthères et stigmates exertes, à styles longs qui regroupait les sous genres Coffea et Baracoffea
– le genre Psilanthus regroupant Psilanthus et Afrocoffea; à anthères et stigmates inserts et à styles courts (Leroy, 1980).
Récemment, Davis et al. (2011) ont fusionné cette subdivision de Leroy en un seul genre, sur la base de similarité de leurs caractères morphologiques et moléculaires. L’obtention de descendances fertiles entre espèces de Coffea et Psilanthus (Couturon et al., 1998) conforte par ailleurs la logique de ce nouveau regroupement. L’introduction du genre Psilanthus dans le genre Coffea accroit le nombre d’espèces de 104 (Davis et al., 2006, Davis et al., 2010) à 124 (Davis et al., 2011). Dans cette étude, les subdivisions infra génériques proposées avant les travaux de Davis et al. (2011) ont été considérés. Selon la distribution géographique, le sous genre Coffea est subdivisé en trois sections :
– les Eucoffea : ce sont les caféiers spontanés inféodés à l’Afrique centrale et occidentale. Les espèces les plus cultivées (C. arabica et C. canephora et C. liberica) appartiennent à ce groupe ;
– les Mozambicoffea regroupent les caféiers spontanés de l’Afrique orientale. Ce sont les caféiers à faible teneur en caféine (Anthony, 1992). Par exemple : C. racemosa C. pseudozanguebariae et C. salvatrix ;
– les Mascarocoffea : groupent les espèces sauvages de Madagascar des îles Mascareignes et des Comores. Leurs graines sont généralement dépourvues de caféine. Cette section est subdivisée en séries (Chevalier, 1947) réduites à six par Charrier (1978) d’après leurs comportements phénologiques et leurs caractères morphologiques. Ces groupes sont : les Verae, les HumblotianaeMauritianae, les Subterminales, le complexe Millotii, les Garcinoides et les Multiflorae.
Description de la série Verae (Mascarocoffea)
La série Verae comprend trois espèces C. lancifolia, C. homollei, C. kianjavatensis, dispersées dans le domaine phytogéographique de l’Est du Cap Masoala à Taolagnaro. Ces espèces connues par leurs caractères organoleptiques favorables ne contiennent pas ou seulement très peu de caféine dans leur graine (Rakotomalala, 1993). Ces espèces ont des feuilles, plus ou moins acuminées, à limbe souple. Les fleurs en entonnoir de type cinq forment des inflorescences uniflores. Les fruits de petite taille, de forme oblongue à ovoïde, à pulpe fine comportent des petites graines à albumen jaune verdâtre. Leur période de croissance végétative dure six à huit mois par an. Dans cette étude deux espèces : C. homollei et C. kianjavatensis sont considerées. Ces deux espèces sont représentées dans la collection vivante du FOFIFA à Kianjavato. Elles sont dotées d’un numéro d’accession propre en fonction de leur origine géographique. Une plante de même espèce provenant des endroits différents porte des numéro différentes ou noms différents. Pour C kianjavatensis, il comporte deux populations portant les numéros d’accession A602 (population issue de Isaka – Ivondrozo à Fort Dauphin) et A213 (population originaire de Kianjavato). L’espèce C. homollei comporte trois populations : (i) SZ (abréviation de Soazanahary) ; (ii) A574 (population prélevée dans la réserve Ambodiriana à Toamasina) (iii) A945 (population provenant d’Ambatolahy à Ranomafana).
Description de Coffea arabica var Bourbon jaune
C. arabica est l’espèce la plus cultivée dans le monde. Le café boisson qui en découle est plus aromatique et présente une teneur en caféine modérée (1 à 1,4%) comparée à celle de l’autre espèce C. canephora (2 à 3%). C’est un arbuste de quatre à six mètres de hauteur. Les fruits de la variété B. jaune, de forme ovoïde-elliptique, souvent pédonculés, sont constitués d’un exocarpe de couleur verte au stade immature et de couleur jaune quand ils arrivent à la maturation.
Les endophytes
Définition
Endophyte, des mots grecs “endo” et “phyte”, signifie ‘‘dans la plante”. Ce sont des microorganismes vivant dans la plante sans causer des symptômes de maladie (Wilson, 1995). Il inclut les bactéries procaryotes et les champignons eucaryotes (Welbaum et al., 2004). Ces microorganismes peuvent être omniprésents dans toutes les plantes (Petrini, 1986) et colonisent leurs tissus internes. (Petrini, 1991).
Biologie des endophytes
Les endophytes peuvent infecter et coloniser les espaces intercellulaires et intracellulaires des tissus vivants des plantes, fleurs, graines, feuilles, fruits, tiges et racines (Kobayashi et Palumbo, 2000). Ils sont localisés même dans les tissus morts ou sénescents (Schulz et Boyle, 2005) Les endophytes peuvent être transmis :
– verticalement : de la graine vers les jeunes plantules (Hallmann et al., 1997)
– horizontalement via les ouvertures naturelles (émergence des racines secondaires, stomates) (James et Olivares, 1997, Dörr et al., 1998) ou sous l’action des enzymes par dégradation des cellules végétales (Hallmann et al., 1997, Compant et al., 2005).
Avec une densité très importante dans les racines, les endophytes diminuent progressivement en allant vers les tiges et les feuilles (Compant et al., 2005). Les endophytes varient d’une variété de l’hôte à l’autre (De Matos Nogueira et al., 2001), selon l’âge ( Kriel et al., 2000) et aussi selon les conditions du milieu environnant (température, pH, oxygène, teneur en sel) (Schulz et Boyle, 2005).
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Table des matières
INTRODUCTION
GENERALITES
I- Les caféiers
I-1 Donnée Botanique et systématique des caféiers
I-2 Classification et description des espèces de caféiers étudiés
I-2-1 Classification
I-2-2 Description de la série Verae (Mascarocoffea)
I-3-1 Description de Coffea arabica var Bourbon jaune
II- Les endophytes
II-2 Définition
II-2 Biologie des endophytes
II-3 Importances des endophytes
II-3-1 Endophytes et plantes
II-3-2 Endophytes et métabolites secondaires
II-3-3 Diversité des endophytes bactériens des caféiers
MATERIELS ET METHODES
I-Matériels
I-1 Matériels végétaux
I-2 Milieux de culture
II- Preparation des caféiers hôtes
II-1 Prétraitement des graines avant germination
II-2 Germination des graines des espèces de caféiers étudiées
III-Isolement et purification des endophytes
III-1 Sélection des matériels végétaux
III-2 Stérilisation en surface des explants
III-3 Ensemencement sur milieu de culture
III-4 Dénombrement des colonies
III-5 Purification des colonies
III-6 Conservation des souches
IV-Caracterisations des souches bacteriennes
IV-1 Mise en évidence de la diversité morphologique et cytologique
IV-1-1 Examen macroscopique
IV-1-2 Examen microscopique
IV-2 Mise en évidence de la diversité métabolique
IV-2-1 Utilisation du mannitol et étude de mobilité
IV-2-2 Utilisation du citrate par les bactéries
IV-2-3 Recherche de la catalase
IV-2-4 Utilisation des oses par les bactéries
IV-2-5 Croissance sur milieu sélectif pour Pseudomonas
IV-3 Mise en évidence de la diversité physiologique
IV-3-1Tolérance à la salinité
IV-3-2 Tolérance à la caféine
IV-3-3 Tolérance aux variations d’acidité/alcalinité
IV-3-4 Croissance à différentes valeurs de température
IV-3-5 Mode de respiration de la bactérie
IV-3-6 Solubilisation du phosphate
V-Méthodes d’analyse statistique
V-1 Analyse des variances
V-2 Analyses multivariées
RESULTATS et INTERPRETATION
I- Nombre d’endophytes isolés selon les caféiers hôtes
II- Caracteristiques des souches
II-1 Diversité morphologique des endophytes isolés
II-1-1 Examen macroscopique des colonies
II-1-2 Diversité microscopique des souches
II-2 Diversité métabolique
II-3 Diversité physiologique
II-3-1 Variation de la tolérance à la salinité (NaCl)
II-3-2 Variation de la croissance aux différents pH
II-3-3 Comportement des endophytes face à la variation de températures
II-3-4 Diversité des réponses à différentes teneurs en caféine
II-3-5 Type respiratoire des souches
II-3-6 Solubilisation du phosphate
III- Regroupement des souches
III-1 Regroupement des souches par rapport aux caractères
III-2 Classification des souches
III-3 Regroupement des souches par rapport aux caféiers hôtes
DISCUSSION
CONCLUSION
PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
