See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/256496355 Analyse de la diversité génétique de l’arganeraie marocaine : Collecte caractérisation et analyse de la structuration des populations Conference Paper · December 2011 CITATION READS 1 584 1 author: Yasmina El Bahloul Maroc National Institute for Agricultural Research 7 PUBLICATIONS 29 CITATIONS SEE PROFILE All content following this page was uploaded by Yasmina El Bahloul on 03 June 2014. The user has requested enhancement of the downloaded file. Analyse de la diversité génétique de l’arganeraie marocaine : collecte - caractérisation et analyse de la structuration des populations (1) (2) (1) (1) (1) (1) EL BAHLOUL Y. , DAUCHOT N. , MACHTOUN I. , BOUZOUBAA Z. , SAIDI N. , GABOUN F. . (1) Institut National de la Recherche Agronomique INRA, Avenue Ennasr Rabat, Maroc, BP 415 RP Rabat, Maroc. (2) Université de Namur FUNDP, Rue de Bruxelles 61, B-5000 Namur, Belgique. Introduction L’arganier, arbre aux multiples usages, voit son potentiel de production se détériorer, en partie, suite à l’exploitation abusive, aux sécheresses répétées, à la destruction de son habitat et à l’insuffisance de la régénération naturelle. A l’instar d’autres espèces forestières, la longue période de régénération rend délicate une migration pour faire face aux changements environnementaux. La conservation de la diversité génétique revêt donc une grande importance et constitue désormais une nécessité pour sauvegarder un patrimoine humanitaire au profit des générations futures. L’évolution des espèces jadis dominée par les facteurs environnementaux qui varient au sein de la distribution géographique d’une espèce, se voit perturbée par l’intervention de l‘Homme. La sélection naturelle conduit à une différenciation adaptative et aboutit à une évolution génétique à travers une variation des fréquences alléliques et génotypiques. La compréhension et la maîtrise de la diversité existant au sein des ressources génétiques sont parmi les principales issues pour une gestion durable des écosystèmes, dans un contexte de changements climatiques annoncés. L’étude présentée vise la contribution à la sauvegarde et au développement de l’arganeraie marocaine, via une caractérisation affinée par le développement de nouveaux outils moléculaires spécifiques à cette espèce. Outils pour l’évaluation de la diversité génétique, la quantification des flux de gènes et la structuration des populations d’arganier, pour mieux identifier les arbres, cibles de la multiplication, pour une régénération de la diversité et une prédiction de la vigueur hybride. Matériel et méthodes Evaluation morphologique: Un échantillonnage a été réalisé, au niveau de l’arganeraie mère du Sud et des deux îlots de Oued Grou et de Chwihiya (Tableau 1). 380 arganiers ont été retenus pour la réalisation de l’étude présentée. Tableau 1 : Identification des population d’arganiers analysées pour la caractérisation basée sur les descripteurs morphologiques. Population Pop 1 Pop 2 Pop 3 Pop 4 Région Agadir Rabat Rabat Rabat Pop 5 Pop 6 Pop 7 Pop 8 Pop 9 Oriental Essaouira Agadir Agadir Oriental 1 Quatorze descripteurs morpholo morphologiques, déterminés à partir de la liste des descripteurs de Bioversity International pour d’autres ’autres espèces arbustives arbustives, ainsi que de travaux publiés par d’autres chercheurs, ont été utilisés pour la caractérisation phénotypique phénotypique. Développement de marqueurs L’ADN extrait à partir de feuilles, a été utilisé dans l’enrichissem l’enrichissement ent des banques d’ADN génomique avec des séquences microsatellites, selon le protocole de Glenn et Schable (2005). Des sondes biotynilées biotynilée ont été utilisées pour la détection des clones positifs insérés dans des vecteurs et mis en culture dans des colonies bactériennes. Les séquences renfermant des motifs microsatellites sélectionnées ont été séquencées et les amorces correspondantes ont ét été é conçues pour le test du polymorphisme. Génotypage et analyses nalyses moléculaire moléculaires Les analyses moléculaires ont été réalisées pour répondre à deux attentes, tout d’abord tester la robustesse et le polymorphisme des nouveaux marqueurs développés lors de cette étude et d’autre part, l’analyse de la structuration des populations populations.. Neuf populations ont été analysées par 6 marqueurs dont 5 nouvellement développés. s. Ces derniers sont actuellement soumis à une publication dans une revue scientifique internationale. Analyses statistiques Le logiciel Statistical Analysis System ystem a été utilisé pour les analyses univariables et multivariables multi basées sur les données continues. Les analyses descriptives ainsi que les représentations factorielles de correspondance et le test d’homogénéité et de probabilité d’appartenance aux groupes d’origines, d’origines basées sur les données alléliques, ont été réalisé réalisées par les logiciels Geneclass 2 version 2.0.h, 2.0.h Genetix 4.05.2 et STRUCTURE2.3.1. Résultats et Discussions Les résultats présentés dans ce document sont préliminaires et constituent une partie d’un programme de recherche sur l’arganier, mené par l’Institut National de lla Recherche he Agronomique. Agronomique Une collection a été réalisée pour disposer d’une base de données positionnelles, mo morphologiques rphologiques et génétiques, visant une caractérisation complète de l’arganeraie marocaine d’Essaouira - Agadir (AE),, avec les reliques des régions de Rabat (Rt) et de Oujda (OR). Caractérisation phénotypique Une grande variabilité intra et inter populatio populations a été mise en évidence par les analyses de la variance. La figure 1 illustre la variabilité pour our les caractères liés à la de description scription des arbres et de leurs leur produits : feuilles et fruits. 25 20 AE OR Rt 15 10 5 LFe longFe lgFrt DFrt HautPF diamT nbram Haut EtalAr 0 Figure 1 : Comparaison des moyennes des population issues de l’l’arganeraie rganeraie du Sud (AE), de la région de Rabat (Rt) et de l’Oriental (OR), pour 9 descripteurs morphologiques. 2 Les résultats montrent une variabilité entre les trois régions pour plusieurs caractères tels que les ramifications des arbres et le diamètre du tronc tronc. Ces derniers sont des paramètre aramètres liés à l’âge des arbres et révéleraient une ancienneté des arbres de l’arganeraie de l’Oriental par rapport à ceux du Sud. La hauteur s’est également avérée un caractère actère qui distingue de manière significative, certains arbres de l’Oriental. Dans l’objectif de réduire le nombre de caractère utilisés dans les observations, mesures et notations, tout en gardant la fiabilité de l’analyse, nous av avons procédé à une analyse des corrélations rrélations multiples (Figure 2). Figure 2 : Digramme des corrélations des principaux caractères mesurés sur 380 arganiers issus des de 3 régions L’analyse des corrélations entre les caractères mesurés n’a pas révélé de fortes corrélations des paramètres pris deux à deux. Par conséquent, tous les caractères seront retenus dans les analyses du reste de la collection, pour l’évaluation phén énotypique. Ceci montre que l’information révélée par chaque descripteur est unique et renseigne plus sur les arbre arbres en tant que morphotypes. Les observations directes appuyés pa par les analyses statistiques univariables, variables, montrent déjà l’existence d’une grande diversité au sein de l’arganeraie l’arganeraie, qui se répercute indéniablement sur la productivité et la qualité de l’huile produite. Pour passer à une approche plus globale globale, permettant la comparaison des arganeraies, basée sur des facteurs tenant compte des différents caractères, nous avons réalisé des analyses multivariables. L’analyse factorielle discriminante a été utilisée pour visualiser la répartition graphique graphiq de la diversité de la collection étudiée, après près une synthétisation des variables de départ, en un nombre plus réduit permettant pe de séparer au mieux des groupes différents. La figure 3 montre la représentation graphique des population des trois régions sur un plan formé par les deux premier premiers axes de l’AFD, qui expliquent 95% de la variabilité totale. 3 Figure 3 : Projection de 380 arganiers issus de 3 régions, sur les 2 premiers axes de l’AFD l’A expliquant 95% de la variabilité totale. La représentation graphique montre une structuration morphologique marquée entre les arganiers des trois régions. Les nuages de points liés aux deux reliques sse e rapprochent tout en étant distincts. Une relation semble par contre être établie avec l’arganeraie mère, du fait du chevauchement illustré par le plan de projection de l’analyse.. Le rapprochement morphologique est plus acc accentué entué entre les populations population de l’arganeraie d’Essaouira - Agadir et de celles de l’Oriental, que de celles de la région de Rabat, Raba qui montre une plus grande dispersion. Une analyse rapprochée pour déterminer la caractéristique des populations de cette arganeraie raie a montré qu’elles se distinguent par des petits arbres avec des petits fruits et peu productifs. Ces résultats ts permettent d d’ouvrir d’autres champs de recherche pour déterminer les points communs entre l’arganeraie arganeraie pr principale et les îlots résiduel pour comprendre ndre la relation phylogénique et le degré de parenté qui les relie. En dépit de la grande variabilité révélée par les descripteurs morphologiques, la question reste celle de leur stabilité et leur interaction avec l’enviro l’environnement. Pour donner un jugement fiable pour la sélection d’arganiers performants,, la caractérisation moléculaire reste un une e approche complémentaire pour l’identification génétique des arbres cibles pour la régénération et les croisements. croisements Caractérisation moléculaire Vu la carence en marqueurs spécifiques à l’arganier, nous avons d’abord orienté le travail de recherche vers la conception de nouveau marqueurs spécifiques et polymorphe polymorphes. L’enrichissement ’enrichissement des banques d’ADNg a aboutit au développement ment de 31 marqueurs microsatellites dont 5 ont été utilisés pour l’évaluation moléculaire des populations. Pour un premier test de fiabilité des marqueurs produits, les données alléliques de 37 génotypes appartenant à 2 populations tions ont été analysés pour l’aptitude des marqueurs à dissocier les deux populations. Les es résultats sont représentés dans la figure 4. Figure 4 : Distribution des probabilités d’appartenance pour un nombre k=2 de groupes génétiques 4 L’analyse Bayesienne a permis l’affectation de manière très nette des individus aux deux groupes définis pour l’analyse. Chaque arganier, représenté par une barre verticale se caractérise par des probabilités, données par les différentes couleurs, d’appartenance à un groupe. Les analyses descriptives basées sur les fréquences alléliques ont révélé un nombre d’allèles élevé et donc une capacité des marqueurs à révéler le polymorphisme pour la quantification de la diversité génétique des populations. Des valeurs élevées de la diversité (de 0.405 à 0.859) témoignent de la robustesse des marqueurs et leur haute performance (Tableau 2). Tableau 2 : Résultats des analyses descriptives basée révélées par les marqueurs nouvellement développés M1, M2, M3, M4, M5 et un marqueurs issu de la littérature (Majouraht, 2008). Nombre moyen d'allèles Proportion d'hétérozygotes Gene Diversity (Nei) M1 M2 M3 M4 M5 10 5.5 7 7 5 0.752 0.664 0.733 0.711 0.619 0.859 0.712 0.830 0.662 0.703 H22 5 0.588 0.405 Marqueurs SSR La structuration des populations étudiées a été révélée par l’analyse factorielle en composantes AFC. La figure 5 montre une différenciation de 3 populations. Elles se distinguent génétiquement par leurs fréquences alléliques significativement différentes des autres populations d’arganier. Figure 5 : Projection sur un plan en 2D formé par les 2 premiers axes de l’AFC expliquant 13,8% de variabilité de 9 populations d’arganiers A ce stade, les analyses ne sont pas encore achevées. Les conclusions concernent surtout le test des marqueurs pour déterminer leur fiabilité dans la caractérisation de l’arganeraie marocaine. 5 Conclusion Ce travail a permis de confirmer la grande diversité aussi bien morphologique que génétique des arganiers analysés et qui représentent des échantillons provenant de trois zones éloignées géographiquement, mais qui auraient une origine commune. Les marqueurs spécifiques développés sont de haute performance et seront utilisés dans la caractérisation de la collection d’arganiers, pour une compréhension des échanges génétiques et de l’évolution de cette espèce. Références Glenn T.C. and Schable N.A. (2005). Isolating microsatellite DNA loci. Methods Enzymol 395: 202-222. Majouraht K., Jabbar Y. Hafidi A., Martinez-Gomez P. (2008). Molacular characteization abd genetic relationships among most common identified morphotypes of critically endangered rare Moroccan species Argania spinosa (Sapotaceae) using RAPD and SSR markers. Annals of forest science. 65: 805. Risterucci A.M., Grivet L., N'Goran J.A.K., Pieretti I., Flament M.H. and Lanaud C. (2000). A high-density linkage map of Theobroma cacao L. Theor. Appl. Genet., 101: 948-955. 6 View publication stats
