Origine de la diversité de plantes domestiquées par la reproduction végétative en Amérique du Sud : reproduction sexuée résiduelle et introgression d'espèces sauvages éloignées. Exemples de l'arracacha (Arracacia xanthorrhiza Banc., Apiaceae) et du manioc (Manihot esculenta Crantz, Euphorbiaceae)

par Eduardo Morillo

Thèse de doctorat en Biotechnologie végétale

Sous la direction de Gérard Second.

  • Titre traduit

    Origin of the diversity of plants domesticated through asexual reproduction in South America : residual sexuality and introgression from distant wild relatives. Examples of arracacha (Arracacia xanthorrhiza Banc. , Apiaceae) and cassava (Mnihot esculenta Crantz, Euphorbiaceae)


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  • Résumé

    Nous nous sommes intéressés à l’étude de la domestication de l’arracacha, une carotte présentant l’originalité d’être reproduite végétativement et d’être native de la région andine tropicale. Le polymorphisme de cette espèce était réputé faible. Dans un premier temps, les marqueurs microsatellites sont donc apparus les marqueurs de choix et ont été développés. Une diversité allélique significative de la forme cultivée mais une diversité plus grande des formes sauvages con-spécifiques sont observées. Cependant, une fraction de cette diversité de la forme cultivée ne s’observe pas parmi les formes sauvages. Un criblage plus large du génome, avec des marqueurs AFLPs et un marqueur de l’ADN chloroplastique, a cependant permis d’identifier la forme sauvage la plus probablement à l’origine de la forme cultivée. En accord avec un patron de domestication fréquemment rencontré parmi les multiples espèces à racines et tubercules domestiquées de la région andine, la forme pérenne serait l’ancêtre direct. Une divergence cryptique entre deux groupes clairement définis de variétés cultivées a par ailleurs été mise en évidence. Elle est attribuable à une introgression génétique de la forme monocarpique sauvage postérieurement à la domestication. Mais une fraction de la diversité génétique de la forme cultivée reste non attribuable à ces formes ancestrales et conduit à tester l’hypothèse d’autres espèces plus éloignées représentées dans le génome de la forme cultivée par introgression génétique. L’approche méthodologique est de repérer des locus microsatellites présumés introgressés et d’en séquencer la région flanquante du motif. Une marche génomique permet d’allonger cette région et d’augmenter le polymorphisme observé. Le travail a été conduit à la fois sur l’arracacha et sur le manioc (suite aux résultats relatés dans le mémoire de DEA). La phylogénie des différents allèles observés à ces locus a permis d’en déterminer l’origine et, dans certains cas parmi les deux genres étudiés, de valider l’hypothèse d’allèles introgressés à partir d’espèces éloignées. L’introgression est aussi démontrée réciproque car des allèles de la forme cultivée sont retrouvés dans des espèces sauvages, ce qui est important des points de vue de l’impact potentiel de la biotechnologie dans les agroécosystèmes et de l’évolution de l’agrobiodiversité. Dans le cas d’un locus de l’arracacha, l’introgression aurait conduit à l’existence de deux groupes d’allèles représentés à la fois parmi les cultivars, ses formes ancestrales et chez une espèce éloignée. Des allèles recombinants sont observés parmi cette espèce sauvage, impliquant des recombinaisons répétées entre les deux groupes d’allèles. L’hypothèse d’une origine anthropique de cette espèce éloignée peut être avancée.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ( 170 p.)
  • Annexes : Bibliogr. 98 réf.

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