Soutenance mémoire
Le café est le premier produit agricole d’exportation, il occupe la deuxième place au niveau du commerce mondial, derrière le pétrole. Selon Davis et al., (2006) tous les caféiers sont originaires d’Afrique, de Madagascar, des îles Mascareignes, des îles Comores, d’Asie et d’Australie). Cent vingt-quatre (124) espèces de Coffea sont actuellement répertoriées dans le monde (Davis et al., 2010, 2011) dont seulement deux (2) cultivées (Coffea arabica et Coffea canephora).
Parmi les 124 espèces, 61 sont endémiques de Madagascar. Ces caféiers, généralement sans caféine, regroupés sous les noms de Mascarocoffea (54) et de Baracoffea (7), exhibent une importante diversité génétique. Cependant, cette immense biodiversité est sévèrement menacée par les activités anthropiques, 76% sont sur la liste rouge de l’IUCN (Davis et al., 2006).
Concernant les microorganismes endophytiques associés aux caféiers, les recherches ont été principalement effectuées sur l’espèce C. arabica (Sakiyma et al., 2001 ; Peterson et al., 2005 ; Muleta et al., 2009 ; Vega et al., 2005, 2008, 2009).
Les caféiers sauvages malgaches ont fait l’objet de plusieurs études focalisées principalement sur la botanique et la systématique (Chevalier, 1947 ; Leroy, 1980 ; Bridson, 1987 ; Davis et al., 2011), la biochimie (Rakotomalala, 1992 ; Ralalamoria, 1999 ; Rakotondravao, 2001, Campa et al., 2004 ; Hamon et al., 2014a) et la génétique (Razafinarivo et al., 2013 ; Andrianasolo, 2013, Krishnan et al., 2013 ; Hamon et al.; 2014b). À propos des microorganismes endophytiques associés aux Mascarocoffea, les investigations demeurent fragmentaires et sont surtout focalisées sur la diversité et la relation endophytesmétabolites secondaires de la plante hôte (Andriamialiharisoa, 2011 ; Ratsimbazafy, 2011 et Miasamalaza, 2014). Néanmoins, les travaux de Miasamalaza (2014) mettaient en évidence l’existence d’une relation étroite entre la distribution spécifique des endophytes bactériens et la teneur en caféine des caféiers hôtes ; et cette spécificité se retrouve dans les plantules issues de graines. Par ailleurs, dès 1975, Charrier et Berthaud ont montré que le greffage de C. canephora sur des porte-greffes sans caféine (C. perrieri et C. millotii) entraine une diminution significative de 0,29% de la teneur en caféine des graines produites par le greffon.
Caféiers
Taxonomie
Le genre, Coffea L. appartenant à la famille des RUBIACEAE, a été décrit par LINNE en 1753. Depuis, la classification des caféiers a subi de nombreuses modifications (Chevalier, 1947 ; Leroy, 1980 ; Bridson, 1987). D’après, les travaux de Davis et al. en 2011, les deux sous-genres Coffea et Baracoffea et le genre Psilanthus sont inclus dans le genre Coffea qui regroupe au total 124 espèces, réparties en Afrique, dans la Région Malgache, en Inde, en Asie et en Australie .
Les caféiers du sous-genre Coffea ont été subdivisés en Eucoffea (caféiers d’Afrique de l’Ouest et du Centre), Mozambicoffea (caféiers d’Afrique de l’Est) et Mascarocoffea (caféiers endémiques de Madagascar, des Comores et des îles Mascareignes).
Les Mascarocoffea regroupent 54 espèces (Davis et al., 2010 ; 2011) caractérisées par leur grande diversité morphologique, phénologique et biogéographique. Cette diversité a conduit Charrier en 1978 à reclasser les Mascarocoffea en six séries botaniques, à savoir (i) les Multiflorae, (ii) les Verae, (iii) les Subterminales, (iv) les Garcinoides, (v) le complexe Millotii et les (vi) Mauritianae/Humblotianae.
Classification
Règne : PLANTAE
Embranchement : SPERMAPHYTES
Sous-embranchement : ANGIOSPERMES
Classe : DICOTYLEDONES
Ordre : RUBIALES
Famille : RUBIACEAE
Tribus : Coffeae
Genre : Coffea
Sous genre : Coffea .
Endophytes
Historique
La présence de champignons dans les organes asymptômatiques d’une plante a été connue depuis la fin du XIXème siècle. Cependant, ce n’était que vers la fin du XXème siècle que les endophytes ont attirés l’attention des chercheurs. En 2001, Schardl a mis en évidence la présence de toxine chez Festuca. Cette toxine est produite par des endophytes, principalement le champignon Epichloe festucae. Actuellement, les deux espèces Neotyphodium sp.et Epichloe sont les champignons endophytiques les plus connus et les plus étudiés (Clay et Schardl, 2002 ; Faeth, 2002 ; Selosse et Schardl, 2007).
Définition
Etymologiquement, le mot « endophyte » dérive de deux mots grecs « endo » et « phyton » signifiant « dans la plante ». Ce mot désigne des microorganismes vivant dans les tissus d’une plante, sans que leur présence ne nuise ou ne cause d’effets négatifs immédiats à leur hôte (Wilson, 1995).
Les endophytes sont des bactéries ou des champignons microscopiques, plus rarement des levures.
Types d’endophytes
Une fois à l’intérieur des tissus de la plante, les endophytes doivent s’adapter aux différentes conditions de l’environnement interne. Le développement des endophytes dépend d’une part de l’espèce de plante qu’ils colonisent et d’autre part de l’intensité de leur virulence.
Les endophytes peuvent contracter différentes interactions avec leur hôte :
– Endophytes asymptômatiques : ces microorganismes ne provoquent pas de maladie à la plante hôte durant la quasi-totalité de leur cycle de vie.
– Endophytes symbiotiques : ces endophytes font naître aux deux partenaires une relation bénéfique réciproque.
– Endophytes pathogènes latents : ces endophytes sont de véritables pathogènes ou de parasites de faiblesse. Ils ne deviennent virulents que si la plante hôte se trouve face à divers facteurs de stress.
Biologie des endophytes
Les endophytes sont des groupes écologiquement hétérogènes. Ils sont omniprésents dans presque la totalité des plantes (Hallmann et al., 1997). Certains endophytes, dits généralistes, sont capables d’infecter plusieurs hôtes qui peuvent s’étendre du genre à la famille. D’autres, dits spécifiques, sont limités seulement à quelques espèces (Zabalgogeazcoa, 2008). Le génotype de la plante hôte et l’âge physiologique des feuilles jouent souvent un rôle significatif dans la distribution des endophytes dans les tissus foliaires (Todd, 1988). Les endophytes bactériens se trouvent dans tous les organes de la plante (racines, tiges, feuilles, fruits, graines, ovules, …) et aussi dans les nodules des légumineuses (Hallmann et al. 1997).
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Table des matières
INTRODUCTION
Chapitre 1 : GENERALITES
I. Caféiers
I.1. Taxonomie
I.2. Classification
II. Endophytes
II.1. Historique
II.2. Définition
II.3. Types d’endophytes
II.4. Biologie des endophytes
II.5. Types de transmission
II.5.1. Transmission verticale
II.5.2. Transmission horizontale
II.6. Facteurs du milieu et biologie des endophytes
II.6.1. Facteurs internes
II.6.2. Facteurs externes
II.7. Intérêts de l’étude des endophytes
II.7.1. Influence sur la croissance de la plante
II.7.2. Influence sur la biologie de la plante-hôte
II.7.3. Protection de la plante-hôte
II.7.4. Production de métabolites secondaires
Chapitre 2 : MATERIELS ET METHODES
I. Sites de prélèvement des échantillons
II. Justification du choix des espèces utilisées
III. Matériels
III.1. Matériels végétaux
III.1.1. Caféiers cultivés
III.1.2. Mascarocoffea
III.1.2.1. Coffea farafanganensis
III.1.2.2. Coffea kianjavatensis
III.1.2.3. Coffea perrieri
III.2. Les désinfectants
III.3. Antibiotique et antifongique
III.4. Milieux d’étude
III.4.1. Milieux d’isolement
III.4.2. Milieux de test
IV. Différentes techniques utilisées
IV.1. Préparation du matériel végétal
IV.2. Technique d’isolement des endophytes
IV.3. Techniques d’identification
IV.3.1. Identification des bactéries
IV.3.1.1. Etude des caractères morphologiques des bactéries
IV.3.1.2. Etude des caractères métaboliques
IV.3.2. Identification des champignons
IV.3.2.1. Etude des caractères morphologiques
V. Traitement de données
Chapitre 3 : RESULTATS
I. Etude de la transmission des endophytes à partir des graines
I.1. Cas de Coffea arabica var Bourbon jaune (BJ)
I.1.1. Nombre d’endophytes isolés
I.1.2. Caractéristiques des bactéries isolées
I.1.3. Caractères métaboliques
I.1.4. Données statistiques des bactéries de Coffea arabica
I.1.5. Les champignons endophytes isolés de Coffea arabica
I.2. Cas de Coffea farafanganensis (A208)
I.2.1. Nombre d’endophytes isolés
I.2.2. Caractéristiques des bactéries isolées
I.2.3. Caractères métaboliques
I.2.4. Données statistiques des bactéries de Coffea farafanganensis
I.2.5. Les champignons endophytes isolés de Coffea farafanganensis
II. Etude de la transmission des endophytes à partir de greffage
II.1. Cas de Coffea kianjavatensis (A602) greffé sur Coffea perrieri (A305)
II.1.1. Nombre d’endophytes isolés
II.1.2. Caractéristiques des bactéries isolées
II.1.3. Caractères métaboliques
II.1.4. Données statistiques de Coffea kianjavatensis
II.1.5. Les champignons endophytes isolés de Coffea kianjavatensis
II.2. Cas de Coffea canephora (K26) greffé sur Coffea perrieri (A305)
II.2.1. Nombre d’endophytes isolés
II.2.2. Caractéristiques des bactéries isolées
II.2.3. Caractères métaboliques
II.2.4. Données statistiques de Coffea canephora
II.2.5. Les champignons endophytes isolés de Coffea canephora
Chapitre 4 : DISCUSSION
CONCLUSION
