Soutenance mémoire
Le café est aujourd‟hui le deuxième produit d‟exportation mondiale après le pétrole. Environ 6 millions de tonnes sont produites annuellement par plus de 70 pays de la zone intertropicale. Les principaux producteurs sont le Brésil, la Colombie, le Vietnam et la Côte d‟Ivoire. Deux espèces seulement sont à l‟origine de cette production: Coffea arabica, espèce tétraploïde, cultivée sur les plateaux d‟Afrique et d‟Amérique du Sud, en assure 68%. Son café, aromatique et peu amer, est le plus apprécié des consommateurs. La seconde espèce, Coffea canephora (ou Robusta) représentant 90% de la production nationale de Madagascar, est cultivée à peu près partout.
Les Mascarocoffea, terme créé par CHEVALIER en 1938, englobant les caféiers spontanés de Madagascar et des îles voisines, sont les plus riches en taxons. Si le sous-genre Coffea compte 103 espèces décrites (DAVIS et al., 2006), 57 espèces appartiennent à la section Mascarocoffea dont 4 espèces se trouvent aux Iles Mascareignes tandis que 55 espèces sont endémiques des forêts tropicales de Madagascar. Ils sont différents des caféiers cultivés par leurs caractères morphologiques, physiologiques, phénologiques, agronomiques et biochimiques. Ils se sont adaptés dans divers climats allant du type humide de l‟est à celui aride et sec du sud. Ils ont évolué au cours des temps géologiques, en subissant divers facteurs de sélection attribuables aux variations des microclimats de leur habitat ainsi que des agressions d‟autres organismes qui y cohabitent.
Ces caféiers sont rassemblés et préservés dans la station de recherche et de collection ex-situ appartenant au FOFIFA (Foibem-pirenena momba ny Fikarohana ampiharina amin’ny Fampandrosoana ny Ambanivohitra ou Centre National de la Recherche Appliquée au Développement Rural) de Kianjavato. Les caféiers en collection font l‟objet des recherches diverses. Par exemples on y pratique des études d‟amélioration, de conservation et des caractères génétiques intéressants des Mascarocoffea. Actuellement, les études biochimiques et morphologiques sont les plus fréquentes. Des mis au point de la technique de la réadaptation de quelques espèces fragiles y sont aussi menés.
ETUDE DES METABOLITES SECONDAIRES SPECIFIQUES DES CAFEIERS DU GROUPE DE Coffea sp A 315
ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
DESCRIPTION DES PLANTES UTILISEES
LES CAFEIERS
Les caféiers sont tous originaires des forêts intertropicales d‟Afrique, de Madagascar, de l‟archipel des Comores et des Iles Mascareignes. Ce sont des arbres ou arbustes ; leurs tiges feuillées, alternes opposées, sont ligneuses. Les caféiers se distinguent par leur placentation dite “cofféenne”, leurs graines sont caractérisées par la présence d‟un sillon, plus ou moins invaginé, dans la partie ventrale de l‟albumen. Selon DAVIS et ses collaborateurs (2006), il en existe 103 espèces décrites tandis que d‟autres sont encore en voix de description.
Position systématique
La systématique du caféier se présente comme suit:
Règne: VEGETAL
Embranchement: ANGIOSPERMES
Classe: DICOTYLEDONES
Ordre: GENTIANALES
Famille: RUBIACEES
Genre: Coffea
Répartition géographique des espèces
Les espèces du sous-genre Coffea se répartissent en trois grands ensembles biogéographiques (Fig. 1) séparés par le Canal du Mozambique et la dorsale du Kivu, à l‟est du Zaïre (LE PIERRES, 1995):
➨ La région malgache, comprenant Madagascar, les Iles Mascareignes et l‟archipel des Comores, où l‟on trouve notamment les Mascarocoffea : C. lancifolia Chevalier, C. homollei Leroy, C. humblotiana …,
➨ L‟Afrique orientale, comprenant des zones hétérogènes de climat et d‟altitude variées situées entre la dorsale Est-africaine et l‟Océan Indien. L‟Est abrite les Mozambicoffea (C. pseudozanguebariae, C. sessiliflora, C. racemosa) décrits par BRIDSON (1994) ;
➨ L‟Afrique centrale et occidentale allant de la façade Atlantique à la partie centrale du continent, jusqu‟à la dorsale du rift où se rencontrent les Eucoffea, typiques des basses altitudes : C. canephora, C. liberica, C. congensis, et C. arabica.
Sur le continent, la distribution des espèces est inégale selon les régions. Les façades océaniques de l‟Afrique centrale et de l‟Afrique orientale semblent plus riches. A Madagascar, la diversité semble être extrême: plus de cinquantaine taxons ont été décrits alors qu‟on n‟en recense qu‟une trentaine pour toute l‟Afrique.
Les Mascarocoffea
C‟est une section qui regroupe les caféiers spontanés de Madagascar, des Iles Mascareignes et de l‟archipel des Comores selon CHEVALIER (1942). Cette section est subdivisée, selon CHARRIER (1978) en six séries botaniques d‟après leur comportement phénologique, leurs caractères morphologiques, agronomiques, technologiques, et leur comportement en inter-croisement. Ce sont les séries Verae, Mauritianae-Humblotianae, Multiflorae, Millotii, Garcinoïdes et Subterminales.
La série Multiflorae
Selon CHEVALIER (1947), la définition de la série Multiflorae repose sur les caractères morphologiques de C. gallieni (= C. perrieri) et de C. resinosa : caractérisées par des feuilles coriaces assez grandes (10-15 cm de longueur) à nervation fine et nette ; des inflorescences en position axillaire sur le bois âgé, constituées de fascicules nombreux ou de courtes cymes très florifères ; des fleurs de longueur de 8 à 12 mm, à tube court évasé et des fruits ovoïdes allongés .
Les populations de cette série sont caractérisées par des arbustes en forme de fuseau ou de cône ; exemple: C. sp A311, C. A808, C. sp A315 et C. 227 (Fig. 2 respectivement figures A, F, G et J, page 7). Cette série présente une grande diversité d‟adaptations, altitudinales (0 à 1500 m), pédologique (sur sables blancs, sols ferralitiques) et climatique (humide, tempéré, frais et sec).
Les populations de la série Multiflorae appartiennent aux différents territoires phytogéographiques de Madagascar, mais essentiellement à la région orientale. Ces populations naturelles relèvent d‟une dizaine d‟espèces décrites. II n‟est pas toujours aisé de les rattacher aux taxons connus car elles possèdent des caractères intermédiaires. Les principales populations étudiées en collection sont les suivantes : A8 (C. resinosa), A538 (C. sahafaryensis); A403 (C. arenesiana), A227 (C. andrambovatensis), A573 (C. betamponensis), Al8 (C. mangoroensis), Al2, A305, A421 (C. perrieri), A317, A321, A311, A315, A808 (C. ankaranensis), A525.
LE MELILOT JAUNE
Melilotus officinalis est une plante riche en mélilotoside (glycoside de l‟acide o-coumarique). Cette substance a été aussi aperçue dans les graines de C. sp A315, C. sp A311, C. A227, C. A525 et C. A808 par RAKOTOMALALA et ses collaborateurs, (1993). Faute de standard commercial du mélilotoside, Melilotus officinalis a été utilisé en tant que témoin pour mettre en évidence ce composé dans les feuilles de ces 5 populations de caféiers du groupe de Coffea sp A315.
Melilotus officinalis, appartenant à la famille des FABACEAE, est une plante bisannuelle des terrains calcaires ou légèrement salés, à racines fibreuses et blanches. Les tiges, de 0,5 à 1 mètre, portent des feuilles trifoliées. Les fleurs, jaunes, odorantes, visibles de mai à septembre, sont réunies en grappes allongées. Les fruits sont des gousses contenant des graines. Commun en Europe et en Asie tempérée, le mélilot pousse dans des endroits secs et pauvres et jusqu‟à 2200 mètres d‟altitude. Le mélilot est connu sous le nom de mélilot jaune, mélilot des champs, petit trèfle jaune, luzerne royale, pratelle, herbe aux mouches et couronne royale.
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE I ETUDE DES METABOLITES SECONDAIRES SPECIFIQUES DES CAFEIERS DU GROUPE DE Coffea sp A 315
I-A ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
I-A-1 DESCRIPTION DES PLANTES UTILISEES
I-A-1-1 LES CAFEIERS
I-A-1-1-1 Position systématique
I-A-1-1-2 Répartition géographique des espèces
I-A-1-1-3 Les Mascarocoffea
I-A-1-1-4 La série Multiflorae
I-A-1-2 LE MELILOT JAUNE
I-A-2 ETUDE DES SUBSTANCES CHIMIQUES CIBLEES
I-A-2-1 LE MELILOTOSIDE
I-A-2-1-1 Biosynthèse de la coumarine
I-A-2-1-2 Utilisation pharmacologique
I-A-2-2 LES ACIDES HYDROXYCINNAMIQUES
I-A-2-2-1 L‟acide p-coumarique
I-A-2-2-2 L‟acide o-coumarique
I-A-2-2-3 L‟acide caféique
I-A-2-2-4 L‟acide férulique
I-A-2-2-5 L‟acide sinapique
I-A-2-2-6 Les acides méthoxycinnamiques
I-A-2-3 LES ACIDES CHLOROGENIQUES
I-A-2-3-1 L‟acide caféoyl-5-quinique
I-A-2-3-2 Les acides féruloylquiniques
I-A-2-3-3 Les acides dicaféoylquiniques
I-A-2-4 LA TRIGONELLINE
I-A-2-5 LA CAFEINE
I-B MATERIELS ET METHODES
I-B-1 MATERIELS
I-B-1-1 MATERIEL VEGETAL
I-B-1-1-1 La station de Kianjavato
I-B-1-1-2 Présentation des échantillons à étudier
I-B-1-1-3 Répartition des feuilles en lots
I-B-1-2 LES SUBSTANCES DE REFERENCE
I-B-2 METHODES
I-B-2-1 PREPARATION DU MATERIEL VEGETAL
I-B-2-2 EXTRACTION
I-B-2-3 PURIFICATION PARTIELLE
I-B-2-4 CHROMATOGRAPHIE SUR COUCHE MINCE
I-B-2-4-1 Principe
I-B-2-4-2 Mode opératoire
I-C RESULTATS ET DISCUSSION
I-C-1 CHROMATOGRAPHIE PREPARATOIRE
I-C-2 CHROMATOGRAMME, solvant Méthylisobutycétone-acide Formique-Eau
I-C-3 CHROMATOGRAMME, solvant Butanol-Ammoniac
I-D CONCLUSIONS
CHAPITRE II ETUDE DES MICROORGANISMES ENDOPHYTES DES FEUILLES DE Coffea sp A 315
INTRODUCTION
II-A ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
II-A-1 DEFINITION
II-A-2 MODE DE TRANSMISSION
II-A-3 INTERACTION ENTRE PLANTES ET ENDOPHYTES
II-A-3-1 STATUT D‟EQUILIBRE PLANTE-ENDOPHYTE
II-A-3-1-1 Le commensalisme
II-A-3-1-2 Le mutualisme
II-A-3-2 QUELQUES AVANTAGES
II-A-4 ILLUSTRATION D‟UNE COLONISATION PAR UN CHAMPIGNON ENDOPHYTE
II-B MATERIELS ET METHODES
II-B-1 MATERIELS
II-B-1-1 MATERIEL VEGETAL
II-B-1-1-1 Pépinière des caféiers
II-B-1-1-2 Culture de caféiers par semis
II-B-1-1-3 Bouturage
II-B-1-2 MILIEUX DE CULTURE
II-B-2 METHODES
II-B-2-1 PREPARATION DES FEUILLES
II-B-2-1-1 Prélèvement des feuilles
II-B-2-1-2 Désinfection en surface
II-B-2-1-3 Vérification du procédé de désinfection en surface
II-B-2-2 CULTURES MICROBIENNES
II-B-2-2-1 Mise en culture
II-B-2-2-2 Isolement
II-B-2-2-3 Purification
II-B-2-2-4 Dénombrement des colonies
II-B-2-3 IDENTIFICATION
II-B-2-3-1 Identification des bactéries
II-B-2-3-1-1 Observation macroscopique
II-B-2-3-1-2 Observation microscopique
II-B-2-3-1-3 Test biochimique
II-B-2-3-2 Identification des champignons
II-B-2-3-2-1 Observation macroscopique
II-B-2-3-2-2 Observation microscopique
II-B-2-4 CONSERVATION
II-B-2-4-1 Conservation des bactéries
II-B-2-4-2 Conservation des champignons
II-B-2-5 CULTURE FERMENTATIVE
II-B-2-5-1 Fermentation bactérienne
II-B-2-5-1-1 Cinétique de croissance bactérienne
II-B-2-5-1-2 Processus de la fermentation bactérienne
II-B-2-5-2 Fermentation fongique
II-B-2-6 EXTRACTION DES METABOLITES SECONDAIRES DES MICROORGANISMES ENDOPHYTES DE FEUILLES DE C. sp A315
II-B-2-7 CHROMATOGRAPHIE SUR COUCHE MINCE
II-C RESULTATS ET DISCUSSION
II-C-1 LES BACTERIES ENDOPHYTES
II-C-1-1 DENOMBREMENT DE COLONISATION
II-C-1-2 OBSERVATION MORPHOCULTURALE
II-C-1-3 TESTS BIOCHIMIQUES
II-C-1-4 CINETIQUES DE CROISSANCE
II-C-2 LES CHAMPIGNONS ENDOPHYTES
II-C-2-1 OBSERVATION MACROSCOPIQUE ET DENOMBREMENT
II-C-2-2 IDENTIFICATION DES CHAMPIGNONS ENDOPHYTES
II-C-3 LES METABOLITES SECONDAIRES
II-C-3-1 CROISSANCE ET FERMENTATION
II-C-3-2 CHROMATOGRAMMES DES EXTRAITS DE CHAMPIGNON
II-C-3-3 CHROMATOGRAMMES DES EXTRAITS DES BACTERIES
II-D CONCLUSIONS
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
