Caractérisation agro-morphophysiologique et micropropagation de l’oseille de Guinée (Hibiscus Sabdariffa L. )

par Raoul Sylvère Sie

Thèse de doctorat en Biologie - Santé. Génétique et biotechnologie

Sous la direction de Michel Branchard et de Yao Séverin Dje.

Soutenue en 2010

à Brest .

mots clés

• Hibiscus sabdariffa
• Var. Sabdariffa
• Var. Altissima
• Fusarium oxysporum
• Phoma sabdariffae
• Couches cellulaires minces transversales
• Sélection
• Productivité
• Résistance
• Vigueur végétative
• Hibiscus sabdariffa -- Résistance aux fléaux
• Hibiscus sabdariffa -- Multiplication in vitro
• Champignons phytopathogènes

Résumé

L’oseille de Guinée (Hibiscus sabdariffa L. ) est une plante importante en Afrique de l’Ouest pour son utilisation au niveau nutritionnel, industriel et médical. Cependant, hormis quelques études de phytotechnie, peu de travaux concernent la sélection de cette plante. En outre, aucune étude de régénération par embryogenèse somatique n’est disponible. L’objectif principal de ce travail est de caractériser la collection d’oseille de Guinée en vue à long terme, de mettre en oeuvre un programme de sélection de génotypes vigoureux, haut producteurs et résistants à certaines maladies. Par ailleurs, des perspectives de conservation et de sortie variétale de génotypes élites, nécessitent le développement de méthodes de régénération par culture in vitro. La première partie de l’étude portant sur la caractérisation morphologique et agronomique de la collection d’oseille de Guinée, a confirmé l’organisation de cette espèce en deux variétés sabdariffa et altissima dont les phénotypes sont complémentaires. H. Sabdariffa var. Sabdariffa est caractérisée par une forte vigueur végétative juvénile, une faible productivité de calices et fruits, une sensibilité faible à la photopériode et une couleur rouge des organes. H. Sabdariffa var. Altissima a une forte vigueur végétative adulte, une productivité plus élevée, une grande sensibilité à la photopériode et une couleur verte des organes. Dans une deuxième partie, les variétés sont évaluées pour leurs réactions de défense vis-à-vis des champignons pathogènes (Fusarium oxysporum et Phoma sabdariffae). Des études sur l’impact des attaques sur la croissance des plantes et certains paramètres physiologiques montrent que les individus de la variété sabdariffa sont plus résistants aux deux champignons que ceux de la variété altissima. Aucune incidence n’est observée sur la photosynthèse chez les deux variétés. Suite aux inoculations, la variété sabdariffa accumule une quantité croissante de polyphénols mais ce taux diminue chez la variété altissima. La dernière partie aborde les méthodes utilisées pour induire la formation de cals embryogènes, précédées de la mise au point d’un protocole efficace de décontamination des explants. La technique des couches cellulaires minces transversales (CCMTs) mise en oeuvre sur des plantules, permet d’obtenir des cals embryogènes après l’étude de nombreux facteurs déterminants comme le génotype (sabdariffa altissima), le milieu de culture (MS, DKW), la nature de l’expIant (racine, hypocotyle, feuille cotylédonaïre), le type (auxines, cytokinines) et la teneur des régulateurs de croissance. Les CCMTs d’hypocotyle et de feuilles cotylédonaires mis en culture dans le milieu DKW contenant les combinaisons 1/0,5 (mg/l) et 4/1 (mg/l) de 2,4-D/TDZ constituent les meilleures conditions d’induction de cals embryogènes.

Titre traduit

Agronomic, morphological and physiological characterization of roselle (H. Sabdariffa L. )

Résumé

Roselle (Hibiscus sabdariffa L. ) is an important crop in West Africa for its nutritional, industrial and medicinal uses. However, except some studies on phytotechny, there are a few report on the selection of this plant. Moreover, no study on thie in vitro regeneration by somatic embryogenesis is available. The main aim of this work is to characterize the collection of roselle for in long-term sight, to implement a programme of selection for vigorous, high yielding and resistant genotypes te certain diseases. Moreover, die conservation ami seeds production ofgood genotypes, require the development of methods of regeneration by in vitro culture. The first part of the study relating to the morphological and agronomical characterization of the collection of roselle, confirmed the organization of this species into two varieties such as sabdariffa and altissima whose phenotypes were complementary. H. Sabdariffa var. Sabdariffa was characterized by a strong early vegetative vigour, a low yielding of calyx and fruits, a low photoperiod susceptibility and a red color of plants. H. Sabdariffa var. Altissima had a strong adult vegetative vigour, a higher yielding, a high photoperiod susceptibility and a green color of the plant. In a second part, the varieties were evaluated for their defense reactions against to pathogenic fungi (Fusarium oxysporum and Phoma sabdariffae). Studies ou the impact of the attacks on the growth of the plants and certain physiological parameters, showed that the individuals of the sabdariffa variety were more resistaut to both fungi than those of the altissima variety. No incidence was observed on both varieties photosynthesis. Following die inoculations, the sabdariffa variety accumulated an increasing quantity of polyphenols but this rate decreases in the altissima variety. The last part describes the methods used to induce the formation of embryogenic calli, preceded by the development of an efficient protocol of decontamination of explants. The technique of the thin Transversal Cell Layers (tTCLs) implemented on seedlings, enabled to obtain some embryogenic calli after the study of many determining factors such as the genotype (sabdariffa, altissima), the culture medium (MS, DKW), the nature of the explant (root, hypocotyle, cotyledon), the type (auxines, cytokinines) and the content of the growth regulaters. The tTCLs from hypocotyl and cotyledon in culture medium DKW containing combinations 1/0,5 (mg/l) and 4/1 (mg/l) of 2,4-D/TDZ constituted the best conditions of induction of the embryogenic calli.