Évaluation de la diversité du contenu phytochimique de trois espèces à racines et tubercules amylacées tropicales, le taro, la grande igname et le manioc

par Ismael Muñoz Cuervo

Thèse de doctorat en Biologie végétale

Sous la direction de Laurent Legendre et de Vincent Lebot.

Soutenue le 15-07-2015

à Lyon 1 , dans le cadre de École Doctorale Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation , en partenariat avec Écologie Microbienne Lyon (laboratoire) .

Le président du jury était Marie-Geneviève Dijoux.

Le jury était composé de Jean-Luc Wolfender, Hâna Chair.

Les rapporteurs étaient Christiane Gallet, Frédéric Bourgaud.


  • Résumé

    Le taro (Colocasia esculenta L.), la grande igname (Dioscorea alata L.) et le manioc (Manihot esculenta Crantz) représentent trois cultures amylacées d'importance dans les régions tropicales et subtropicales du monde. Afin d'évaluer la diversité chimique en molécules bioactives de ces espèces, nous avons développé des méthodologies analytiques CLHP/DBD et CPG/SM à moyen débit permettant de doser les teneurs de 129 caroténoïdes et composés phénoliques/indoliques et de 16 acides organiques/gras dans les tissus souterrains consommés. Ces substances ont ensuite été dosées pour la première fois sur un large échantillonnage représentatif de la diversité agro-morphologique de ces trois espèces (respectivement 173, 113 et 79 cultivars de taro, grande igname et manioc cultivés sur un même site). Les résultats montrent l'existence d'une énorme diversité qualitative et quantitative des marqueurs chimiques et une absence de chimiotype marqué. De nombreux métabolites secondaires n'ont été détectés que dans peu de variétés en accord avec les résultats d'études antérieures sur la diversité, et la distribution, d'allèles génétiques neutres. Bien qu'appréciées, les substances colorées ou perceptibles en bouche n'ont pas fait l'objet d'amélioration variétale poussée sur leurs teneurs et ne peuvent être perçues que dans un petit nombre de cultivars. Dans l'ensemble, les résultats soutiennent l'importance de la sélection participative de petits agriculteurs pour la création et le maintien d'une large biodiversité chimique chez ces plantes. Ils offrent également des perspectives et des outils nouveaux pour améliorer la qualité nutritionnelle de ces espèces

  • Titre traduit

    Evaluation of the diversity of the phytochemical content of three root and tuber staple crop species, taro, greater yam and cassava


  • Résumé

    Taro (Colocasia esculenta L.), the greater yam (Dioscorea alata L.) and cassava (Manihot esculenta Crantz) are three important staple crop species from tropical and subtropical regions. In order to evaluate the diversity in bioactive molecules of these three species, we have developed medium throughput HPLC/DAD and GC/MSbased analytical methodologies to estimate the contents of 129 carotenoids and phenolic/indolic compounds and 16 organic/fatty acids in the consumed underground tissues. The contents of these substances have then been quantified for the first time in a large sampling representative of the agro-morphological biodiversity of these three species (respectively 173, 113 and 79 landraces of taro, greater yam and cassava that were cultivated on a common site). Results demonstrate the existence of a large qualitative and quantitative diversity of chemical traits and the absence of clear-cut chemotype. Most secondary metabolites have only been detected in few landraces in agreement with results from previous studies on the diversity, and distribution, of neutral genetic alleles in these plants. Though well appreciated by consumers, colored and mouth-perceivable substances have not been subjected to major content improvement through targeted selection and are in fact only detectable in a limited number of landraces. As a whole, these results support the importance of participatory selection by small farmers in the creation, and maintaining, of a large chemical diversity in these species. They also offer novel tools and perspectives for the improvement of the nutritional value of these species by plant breeders

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