Diversité morphologique, génétique, cytogénétique des Mascarocoffea (caféiers des îles de l'océan indien) : évidence d'une origine non africaine des caféiers ?

Morphologic, genetic, cytogenetic diversity of Mascarocoffea : evidence of non african origin

• Auteur / Autrice : Norosoa Josiane Razafinarivo
• Direction : Perla Hamon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Intégrative des Plantes
• Date : Soutenance le 30/05/2012
• Etablissement(s) : Montpellier, SupAgro
• Ecole(s) doctorale(s) : Systèmes Intégrés en Biologie, Agronomie, Géosciences, Hydrosciences, Environnement (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : DIADE - Diversité et Adaptation et Développement des plantes
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Perla Hamon, Maria Manzanares-Dauleux, Karin Alix, Michel Lebrun, Jean-Jacques Rakotomalala
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Thierry Robert, Laure Civeyrel

Mots clés

Mots clés libres

Mascarocoffea

Phylogénie moleculaire

Cosii

Ssr

Cytométrie en flux

Africa

Mascarocoffea

Molecular phylogeny

Cosii

Ssr

Flow cytometry

Africa

Résumé

La nouvelle distribution et classification des Coffea (124 espèces Psilanthus incluses, en Afrique, îles de l‟océan Indien (IOI), Inde, Asie du Sud-Est et Australasie) pose la question de leur origine. Des données sont disponibles pour les caféiers africains mais pas pour les Mascarocoffea (caféiers des IOI représentant la moitié des espèces du genre). Les objectifs de cette thèse sont i)- estimer la divergence morphologique, génétique (13 SSR) et génomique des Mascarocoffea, ii)- établir la phylogénie moléculaire du genre (20 COSII) et iii) reconstituer l‟histoire évolutive des caféiers.La diversité morphologique bien que sous forme de continuum, permet la caractérisation de groupements et de stratégies reproductives originales. Les tailles de génome varient de 0,96 à 1,41 pg/2C, avec tendance à l‟augmentation du Nord au Sud-Est de Madagascar.Les nombres moyens d‟allèles par locus et par grande région sont élevés et 20% des allèles totaux sont partagés par ces régions. La phylogénie moléculaire place Psilanthus à la base de l‟arbre et indique une nette divergence entre les Mascarocoffea et les espèces africaines. Il n‟y a pas de structuration hiérarchisée indiquant une divergence indépendante de chaque grand clade.Nos résultats et des données de la littérature nous permettent de proposer un scenario de l‟histoire évolutive des caféiers dont l‟origine est non africaine. Deux centres de diversification primaire sont mis en évidence, situé l‟un en Afrique dans la région Kenya – Ethiopie (à l‟origine de diversifications secondaires vers le Centre, l‟Ouest et l‟Est) et l‟autre dans le Nord Madagascar (à l‟origine des diversifications secondaires à Madagascar et Maurice).

The new classification and repartition of the genus Coffea (124 species including ex-genus Psilanthus native to Africa, Indian Ocean islands (IOIs), India, southeast Asia and Australasia) rises the question on its origin. Genetic and cytogenetic data are available for African species but not for Mascarocoffea (coffees from IOIs including half part of the species). The aims of this thesis were i) to estimate the morphologic, genetic (13 SSRs) and cytogenetic divergence of and among Mascarocoffea; ii) to produce a molecular phylogeny and iii) to reconstruct the coffees evolutionary history.Although the global morphological diversity appears as a continuum, it permits the identification of groupings and obvious specific reproductive strategies. Genomes size varied from 0.96 to 1.41 pg/2C with an increasing global trend from north to southeast Madagascar.Average alleles number per locus is high whatever the region and 20% total alleles are shared by African and IOIs coffees.The molecular phylogeny shows a basal position for Psilanthus, clear divergence between African and IOIs species. Clearly, IOIs clade is not nested within the African. Our results and information from other works permit us to elaborate a new scenario for the evolutionary history of coffees. The centre of origin should be located in India. Then two primary centres of diversification occurred; one in Kenya- Ethiopia, Africa the other in north Madagascar. From these centres, migrations towards centre and west and towards east Africa led to secondary centres of diversification while in Madagascar, migrations towards southeast and towards the other islands led to radiative speciation.