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Caractérisation morphologique de passiflores andines des sous-genres Tacsonia et Manicata Ressources génétiques et amélioration Laboratoire EPHE : Paléobotanique,

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1 Caractérisation morphologique de passiflores andines des sous-genres Tacsonia et Manicata Ressources génétiques et amélioration Laboratoire EPHE : Paléobotanique, paléoenvironnements et anthropisation Laboratoire CIRAD : Culture florale et production horticole

2 2 Introduction + de 3000 espèces fruitières sont présentes sous les tropiques + de 3000 espèces fruitières sont présentes sous les tropiques Augmentation de la consommation mondiale de fruits et en particulier de fruits tropicaux ces dernières années Augmentation de la consommation mondiale de fruits et en particulier de fruits tropicaux ces dernières années Cependant, diminution de la production des fruits de la passion depuis une dizaine dannées Cependant, diminution de la production des fruits de la passion depuis une dizaine dannées Pourquoi ? Pourquoi ?

3 3 conditions phytosanitaires drastiques sur la culture et diminution de sa rentabilité : conditions phytosanitaires drastiques sur la culture et diminution de sa rentabilité : abandon de cette culture par de nombreux agriculteurs Problèmes dus à une base génétique réduite des matériels cultivés qui augmente limpact des maladies Problèmes dus à une base génétique réduite des matériels cultivés qui augmente limpact des maladies grande variabilité inter et intra-spécifique qui justifie la caractérisation morphologique et la création de banques de germoplasme grande variabilité inter et intra-spécifique qui justifie la caractérisation morphologique et la création de banques de germoplasme permettre la mise en place de programmes damélioration génétique permettre la mise en place de programmes damélioration génétique

4 4 But des programmes damélioration augmenter la résistance aux maladies fongiques augmenter la résistance aux maladies fongiques améliorer le rendement en pulpe du fruit améliorer le rendement en pulpe du fruit améliorer ses qualités organoleptiques améliorer ses qualités organoleptiques améliorer son adaptabilité à différents environnements améliorer son adaptabilité à différents environnements

5 5 But de cette étude étudier la diversité morphologique au sein du sous-genre Tacsonia du genre Passiflora pour lexploiter dans des programmes damélioration et de conservation des ressources génétiques étudier la diversité morphologique au sein du sous-genre Tacsonia du genre Passiflora pour lexploiter dans des programmes damélioration et de conservation des ressources génétiques (espèces cultivées ou sauvages potentiellement importantes économiquement pour la Colombie) caractérisation morphologique du point de vue quantitatif et qualitatif de lappareil végétatif, floral et des fruits caractérisation morphologique du point de vue quantitatif et qualitatif de lappareil végétatif, floral et des fruits

6 6 Pourquoi la Colombie ? grande majorité des espèces de la famille des Passifloraceae sont originaires dAmérique du Sud grande majorité des espèces de la famille des Passifloraceae sont originaires dAmérique du Sud grande diversité de ses habitats et de ses climats couplée à ladaptabilité des différentes espèces grande diversité de ses habitats et de ses climats couplée à ladaptabilité des différentes espèces Pays avec le plus grand nombre despèces de passiflores au monde (142) Pays avec le plus grand nombre despèces de passiflores au monde (142) 142

7 7 Morphologie végétative très variée Lianes pérennes avec des vrilles axillaires non ramifiées Lianes pérennes avec des vrilles axillaires non ramifiées Feuilles alternes, simples ou plus ou moins profondément lobées, à marge entière ou dentée, glabres ou pubescentes, portent des glandes nectarifères de formes variées sur leur pétiole ou dans leur limbe Feuilles alternes, simples ou plus ou moins profondément lobées, à marge entière ou dentée, glabres ou pubescentes, portent des glandes nectarifères de formes variées sur leur pétiole ou dans leur limbe

8 8 Morphologie florale du genre Passiflora A. sous-genre Plectostemma A. sous-genre Plectostemma B. sous-genre Manicata B. sous-genre Manicata C. sous-genre Tacsonia C. sous-genre Tacsonia tube floral plus long tube floral plus long couronne réduite voire quasi inexistante couronne réduite voire quasi inexistante

9 9 Matériels 249 individus ont été caractérisés dans différentes collections situées en Colombie, Équateur, Bolivie, Pérou et en milieu sauvage de la zone andine. 249 individus ont été caractérisés dans différentes collections situées en Colombie, Équateur, Bolivie, Pérou et en milieu sauvage de la zone andine. Léchantillon global regroupe 14 espèces et 3 de leurs hybrides, répartis en 168 accessions Léchantillon global regroupe 14 espèces et 3 de leurs hybrides, répartis en 168 accessions

10 10 Caractérisation morphologique 135 descripteurs quantitatifs et qualitatifs des organes végétatifs, floraux et du fruit 135 descripteurs quantitatifs et qualitatifs des organes végétatifs, floraux et du fruit Aux marqueurs morphologiques exprimés qualitativement (lancéolé, oblong, etc.), sont préférés des rapports numériques Aux marqueurs morphologiques exprimés qualitativement (lancéolé, oblong, etc.), sont préférés des rapports numériques (ex : Largeur du pétale / longueur du pétale)

11 11 Traitement des données Comparaison des résultats avec les données bibliographiques Comparaison des résultats avec les données bibliographiques Décomposition de la variance Décomposition de la variance choix entre les variables quantitatives et les différents rapports choix entre les variables quantitatives et les différents rapports Analyse discriminante Analyse discriminante étude des divergences interspécifiques étude des divergences interspécifiques contrôle a posteriori de lidentification taxonomique des accessions contrôle a posteriori de lidentification taxonomique des accessions Analyse en Composantes Principales (ACP) Analyse en Composantes Principales (ACP) Analyse Factorielle des Correspondances Multiples (AFCM) Analyse Factorielle des Correspondances Multiples (AFCM) Classification par Neighbor Joining (NJ) Classification par Neighbor Joining (NJ) Étude des résultats concernant les fruits Étude des résultats concernant les fruits

12 12 Comparaison des résultats avec les données bibliographiques Les données issues de la littérature correspondent à des mesures réalisées à partir dherbiers rendant ainsi la comparaison avec la présente étude malaisée (dont les mesures ont été réalisées sur des individus in vivo) Les données issues de la littérature correspondent à des mesures réalisées à partir dherbiers rendant ainsi la comparaison avec la présente étude malaisée (dont les mesures ont été réalisées sur des individus in vivo) Les résultats obtenus permettent détendre lintervalle de variation des différentes variables Les résultats obtenus permettent détendre lintervalle de variation des différentes variables

13 13 Décomposition de la variance 57 variables quantitatives 57 variables quantitatives

14 14 Décomposition de la variance Conservation de 32 variables Conservation de 32 variables 19 dorigine + 13 synthétiques 19 dorigine + 13 synthétiques

15 15 Analyse discriminante indice de Wilk des variables choisies à partir de la décomposition de la variance est de 0 indice de Wilk des variables choisies à partir de la décomposition de la variance est de 0 Bonne discrimination des groupes Bonne discrimination des groupes (une variable possédant un indice de 1 nest pas discriminante) (StatSoft, 1995) (une variable possédant un indice de 1 nest pas discriminante) (StatSoft, 1995)

16 16 Reclassification dindividus 12 individus sont mal classés 12 individus sont mal classés tous les individus reclassés lont été en tant quhybrides tous les individus reclassés lont été en tant quhybrides confirmation des observations de terrains qui suggéraient que certaines graines collectées au niveau dune espèce résultaient dhybridations interspécifiques spontanées confirmation des observations de terrains qui suggéraient que certaines graines collectées au niveau dune espèce résultaient dhybridations interspécifiques spontanées

17 17 Distances entre les groupes Classification des différents groupes basée sur les distances de Mahalanobis entre leurs centroïdes respectifs. ABC zone A :passiflores du sous-genre Tacsonia phénotypiquement « classiques » zone B :passiflores du sous-genre Tacsonia de petite taille zone C :passiflores classées dans un autre sous-genre ou présentant une ambiguïté de classification

18 18 Analyse en Composantes Principales 32 variables quantitatives sélectionnées après décomposition de la variance 32 variables quantitatives sélectionnées après décomposition de la variance Pas de caractères de fruits car soumis à des pressions de sélection convergente Pas de caractères de fruits car soumis à des pressions de sélection convergente (nuisible à une étude des relations entre espèces)

19 19 Représentation graphique des valeurs propres 9 fact. Val.propre>1 expliquent 83.6% de la variance totale utilisés pour la classification arborée des individus (NJ)

20 20 Représentation des variables sur le plan principal de lACP Taille et forme des pièces florales Orientation de la fleur Nbre et position des nectaires Angle entre lobes foliaires

21 21 Représentation des individus sur le plan principal de lACP 9 groupes homogènes se constituent sur le plan principal expliquant 42.8% de la variance totale

22 22 Corrélations des variables sélectionnées avec les neuf premiers facteurs de lACP 22 variables quantitatives sont conservées (|r|>0.7) 11 variables quantitatives brutes 11 des rapports entre variables quantitatives discrétisation et agrégation de ces 22 variables aux variables qualitatives brutes lors de la classification arborée

23 23 Analyse factorielle des correspondances multiples 9 groupes distincts dindividus sur le plan factoriel principal, expliquant 18,9 % de la variance totale

24 24 Les classifications arborées données quantitatives (Composantes Principales avec val. propres>1) données qualitatives (brutes ou issues de la discrétisation de données quantitatives)

25 25 Fruit et fructification Étude concerne P. tripartita var. mollissima, P. tarminiana, P. cumbalensis, P. mixta, et les hybrides entre P. tripartita var. mollissima et P. tarminiana. Étude concerne P. tripartita var. mollissima, P. tarminiana, P. cumbalensis, P. mixta, et les hybrides entre P. tripartita var. mollissima et P. tarminiana. comparaison des deux espèces de plus grande importance économique comparaison des deux espèces de plus grande importance économique P. tarminiana Vs P. tripartita var. mollissima : P. tarminiana Vs P. tripartita var. mollissima : Meilleure résistance à lanthracnose, Meilleure résistance à lanthracnose, fructification plus importante et mieux répartie fructification plus importante et mieux répartie Hybrides : Hybrides : fruits plus gros fruits plus gros sensibilité à lanthracnose intermédiaire sensibilité à lanthracnose intermédiaire sélection des génotypes de hautes production et qualité chez P. tarminiana pour les zones très affectées par lanthracnose sélection des génotypes de hautes production et qualité chez P. tarminiana pour les zones très affectées par lanthracnose

26 26 Fruit et fructification (2) P. cumbalensis : P. cumbalensis : excellent arôme excellent arôme rendement en pulpe relativement faible rendement en pulpe relativement faible une meilleure évaluation des types cultivés se justifie une meilleure évaluation des types cultivés se justifie P. mixta : P. mixta : rendement en pulpe comparable à celui des espèces cultivées rendement en pulpe comparable à celui des espèces cultivées résistance à lanthracnose ou à loïdium très variable résistance à lanthracnose ou à loïdium très variable

27 27 Conclusions (1) Confirmation dhybridations interspécifiques spontanée fréquente de P. pinnatistipula avec P. tripartita var. mollissima en P. x rosea Confirmation dhybridations interspécifiques spontanée fréquente de P. pinnatistipula avec P. tripartita var. mollissima en P. x rosea Constatation du potentiel de P. tarminiana et de P. mixta dans des programmes de sélection et damélioration Constatation du potentiel de P. tarminiana et de P. mixta dans des programmes de sélection et damélioration confirmation de la séparation des deux sous- genres Manicata et Tacsonia confirmation de la séparation des deux sous- genres Manicata et Tacsonia confirmation de la différenciation de P. tarminiana par rapport aux autres espèces confirmation de la différenciation de P. tarminiana par rapport aux autres espèces

28 28 variation au sein des trois espèces dintérêt majeur variation au sein des trois espèces dintérêt majeur ample chez P. mixta, et P. tripartita var. mollissima ample chez P. mixta, et P. tripartita var. mollissima faible chez P. tarminiana faible chez P. tarminiana en Equateur P. tripartita var. mollissima et P. mixta en Equateur P. tripartita var. mollissima et P. mixta beaucoup de variation intraspécifique et relativement peu de variation interspécifique beaucoup de variation intraspécifique et relativement peu de variation interspécifique confirme les résultats obtenus par Segura et al. (1998), suggérant un important flux génique entre ces deux espèces dans cette région confirme les résultats obtenus par Segura et al. (1998), suggérant un important flux génique entre ces deux espèces dans cette région La forte diversité ainsi que la présence des différentes variétés botaniques en Equateur de P. tripartita suggère que cette espèce a son origine dans cette région. La forte diversité ainsi que la présence des différentes variétés botaniques en Equateur de P. tripartita suggère que cette espèce a son origine dans cette région. Conclusions (2)

29 29 Conclusions (fin) P. tarminiana et P. tripartita var. mollissima dEquateur sont bien différenciées P. tarminiana et P. tripartita var. mollissima dEquateur sont bien différenciées différenciations géographiques marquées chez : différenciations géographiques marquées chez : P. manicata P. manicata P. pinnatistipula P. pinnatistipula P. tripartita var. tripartita P. tripartita var. tripartita P. tarminiana P. tarminiana P. mixta P. mixta Les résultats concordent avec ceux issus des études de caractérisation à base de marqueurs isozymes et moléculaires de Segura et al. (1998, 2001), et de Castillo Cardenas (1999). Les résultats concordent avec ceux issus des études de caractérisation à base de marqueurs isozymes et moléculaires de Segura et al. (1998, 2001), et de Castillo Cardenas (1999).

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