Impacts histo-morphologiques et biochimiques de la mutation laurina sur les graines et les plantules de Coffea arabica L.

par Sophie Adler

Thèse de doctorat en Biologie végétale

Sous la direction de Michel Noirot et de Isabelle Fock-Bastide.

Soutenue le 12-12-2014

à La Réunion , dans le cadre de École doctorale Sciences, Technologies et Santé (Saint-Denis, La Réunion) , en partenariat avec Peuplements végétaux et bioagresseurs en milieu tropical (Saint-Pierre, Réunion) (laboratoire) et de Peuplements végétaux et bioagresseurs en milieu tropical / PVBMT (laboratoire) .

Le président du jury était Michel Dron.

Le jury était composé de Michel Noirot, Isabelle Fock-Bastide, Michel Dron, Dominique Rolin, Geneviève Conejero, Michel Nicole, Bernard Reynaud, André Charrier.

Les rapporteurs étaient Dominique Rolin.


  • Résumé

    Coffea arabica var. Laurina (Bourbon pointu, BP) est un mutant naturel de C. arabica ‘Bourbon’ (B). La mutation laurina est récessive, monolocus, Mendélienne et ses effets pléiotropiques. Ces effets ont été étudiés sur le développement des graines et chez les plantules en histologie, morphologie et biochimie. La standardisation de la croissance en taille des graines était primordiale, notamment pour l'étude fine de la composition en polysaccharides pariétaux (PP). Les stades (st) de développement ont été reliés à l'âge des fruits et leur aspect histo-morphologique (st 1-2, 3, 4 : croissance ; st 5 à 7 : maturation). L'étude de la composition en PP a mis en évidence trois phases : φ 1 (st 1-2, 3), φ 2 (st 3, 4, première partie du 5), et φ 3 (deuxième partie du 5, st 6 et 7). La mutation affecte les φ 1 et 2, probablement par le biais du périsperme. Chez la plantule, la mutation affecte la longueur des hypocotyles exposés à la lumière en provoquant le semi-nanisme de BP par rapport à B par un nombre moindre de cellules. Les teneurs en ABA, auxine et cytokinines sont aussi touchées. La composition en PP et en acides chlorogéniques (CQA) n'est affectée ni par la mutation, ni par la lumière pendant la croissance des plantules (sauf pour les CQA ses racines). Un effet-organe est mis en évidence. La mutation réduit la teneur en caféine (CAF) et la différence variétale est présente à la lumière et à l'obscurité. Ces résultats permettent de mieux caractériser les effets pléiotropiques de la mutation laurina. Ils permettent une meilleure 1/ compréhension de l'évolution des PP de la graine au cours de son développement et 2/ connaissance des hormones, CAF, CQA et PP des plantules.

  • Titre traduit

    Histo-morphological and biochemical impacts of laurina mutation on seeds and seedlings in Coffea arabica L.


  • Résumé

    Coffea arabica var Laurina (Bourbon pointu, BP), is a natural mutant of C. arabica ‘Bourbon’ (B). The laurina mutation is recessive, monolocus and Mendelian, with pleiotropic effects. This work highlighted new effects of this mutation, with histological, morphological and biochemical approaches on seeds development and on seedlings. Simultaneous fitting of growth curves of B and BP and their standardization allow comparisons of these varieties and fine study of polysaccharide cell wall (PCW) composition over time. Thus, anatomic specificities, development stages (st) and fruit age were linked (growth: st 1-2 to 4; maturation: st 5 to 7). When taking in account the CWP evolution in time-course, three phases occurred: φ 1 (st 1-2, 3), φ 2 (st 3, 4 and the beginning of 5), and φ 3 (the end of 5, st 6, 7). The two first were affected by the mutation probably through maternal effect (perisperm). In seedlings, the hypocotyls semi-dwarfism in light growth condition is an effect of the mutation and was due to a lower cell number than in B. The phytohormones content was also affected (ABA, auxine, cytokinins). But, neither CWP composition nor chlorogenics acids (CQA) content were affected by the mutation, or growth condition (expected for CQA content in roots). The composition in CWP and CQA was different depending on organs. Finally, caffeine (CAF) content was affected by the mutation in light or darkness conditions. These results represent an important step in 1/ the characterization of the pleiotropic effects of the laurina mutation, 2/ the understanding of the CWP evolution in seed time course, and 3/ new knowledge on seedlings (hormone, CAF, CQA and CWP composition).


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