Contribution à l'étude de la domestication de la variété de cacaoyer Nacional d'Equateur : recherche de la variété native et de ses ancêtres sauvages

Loor Solorzano Rey Gaston. 2007. Contribution à l'étude de la domestication de la variété de cacaoyer Nacional d'Equateur : recherche de la variété native et de ses ancêtres sauvages. Montpellier : Montpellier SupAgro, 226 p. Thèse de doctorat : Sciences agronomiques. Biologie intégrative des plantes : Montpellier SupAgro Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques

Titre anglais : Domestication of the Nacional Theobroma cacao L. variety from Ecuador: An approach to identify the native Nacional variety and its wild ancestors

Encadrement : Lanaud, Claire

Résumé : La variété de cacaoyer native d'Équateur, appelée "Nacional" est connue et recherchée pour son arôme floral qui la classe parmi les cacaos fins. Cependant, de par les introductions successives de génotypes étrangers qui se sont hybridés avec elle, cette variété est entrain de disparaître et sa qualité spécifique aussi. Depuis le début du XXème siècle, un complexe hybride, a remplacé graduellement les plantations natives. Afin d'accroître notre connaissance de la diversité génétique de ce complexe hybride Nacional, 40 marqueurs microsatellites ont été utilisés pour analyser 322 génotypes collectés le long de la côte pacifique de l'Équateur et conservés dans les collections de Tenguel et de EET-Pichilingue. Un total de 169 allèles ont été observés dans ces accessions qui montrent en général un niveau d'hétérozygotie élevé et une variation continue entre elles. Quelques génotypes présentent cependant un niveau homozygotie plus élevé. Ces génotypes apparaissent aussi les moins introgressés par les Trinitario introduits au siècle dernier et se placent à l'extrémité du nuage de points d'une AFC formé par le complexe hybride. Par une étude de paternité, ces génotypes plus homozygotes apparaissent à l'origine de plus de 90% de la population analysée dont la majorité des éléments correspondent à des générations plus avancées de recombinaison, impliquant des croisements entre hybrides. Nos analyses suggèrent que ces génotypes plus homozygotes pourraient être des représentants de la variété native présente en Équateur avant les introductions de matériel étranger. Jusqu'à présent, l'origine du Nacional est restée inconnue. Au cours de ce travail, l'étude des relations génétiques entre des représentants de la variété native et un large échantillonnage de cacaoyers sauvages ou cultivés principalement issus d'Équateur, du Pérou et de Guyane a été réalisée à l'aide de 80 microsatellites issus d'EST. Une forte similarité génétique a été observée entre les Nacional et des génotypes présents dans le sud de l'Amazonie équatorienne, et en particulier ceux collectés le long des rivières Yacuambi et Nangaritza. Ces résultats ont été confirmés par des analyses de paternité montrant que ces génotypes amazoniens pourraient représenter la population ancestrale à l'origine de la domestication du Nacional. Cette hypothèse est aussi cohérente avec des données historiques et archéologiques liées aux populations pré-colombiennes, les Valdivia et Chorrera, qui habitaient la côte pacifique et qui entretenaient des échanges commerciaux avec les communautés de l'Amazonie. Les Valdivia étendaient leurs voyages jusqu'en Amérique centrale par voie maritime et ont peut-être été aussi les acteurs principaux de la migration d'autres variétés de cacaoyer vers le Mexique, tel que le Criollo dont l'origine , encore inconnue, est probablement sud américaine. C'est la première fois qu'une population de cacaoyers sauvages a été identifiée comme possible point de départ de la domestication d'une variété de cacaoyer. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives pour enrichir les collections de ressources génétiques liés en particulier au cacao aromatique. De larges forêts inexplorées existent encore dans l'Amazonie équatorienne et pourraient faire l'objet de nouvelles prospections.

Résumé (autre langue) : The native Theobroma cacao L variety from Ecuador, known as Nacional, is famous by its particular floral and fine cocoa flavour called “ARRIBA”. It has been subjected, however, to genetic erosion, due principally to successive introductions of foreign germplasm, which have hybridised with the native variety. This hybrid population, which now constitutes the modern Nacional variety, gradually replaced the native plantations from the beginning of 20th century. In order to increase our knowledge on the pattern of diversity among modern Nacional cacao populations, forty SSR markers were selected to analyse 322 samples collected along of the coast region from Ecuador and conserved in germplasm banks of CCATenguel and EETPichilingue. A total of 169 alleles were observed in these samples which displaid a high heterozygosity level with a continuous variation between them. Some cacao trees, however, showed high levels of homozygosity. Based on an AFC, this homozygous group was located at an extreme side of the hybrid Ecuadorian population and is the less introgressed by Trinitario alleles. The origin of this hybrid population was assessed using paternity analysis. The highly homozygous genotypes appeared to be at the origin of more than 90% of the modern Nacional population and the larger part of the population probably represent more advanced generation of recombination involving crosses between hybrid plants. Our analyses suggest that the highly homozygous individuals identified in this study could represent the native Nacional variety present in Ecuador before the foreign introductions. Until now, the origin of the Nacional variety remained unknown. In this work, we used 80 microsatellite markers isolated from EST to analyse the genetic relationships between the native Nacional founders, and a wide range of wild and cultivated genotypes, collected in an extensive geographical spectrum from South and Central America. A strong genetic similarity was observed between the Nacional pool and some wild genotypes from the south Amazonian region of Ecuador, this result was confirmed by a parentage analysis. A few wild genotypes collected along the Yacuambi and Nangaritza river shores, showed the highest parentage relationship with the Nacional pool from the coast region. Based on our results, and on a literature review about pre-Columbian civilization (Valdivias and Chorreras) and Spanish colonization history of Ecuador, we traced for the first time, the possible centre of origin and migration events of Nacional variety back to wild populations, since the Amazonian area until its arrival to the Coast Provinces. In addition, this research gives us new insight that could explain the migration and appearance events of pre-Columbian cacao Criollo from South to Central America (Mexico and Guatemala) thousands of years before the Spanish arrival. Indeed, Valdivias extended their maritime travels until meso-America and could have spear headed cocoa domestication not only in South America, but also in central America. The results of this work could guide us towards precious genetic resources suitable to enlarge the genetic diversity necessary to improve both the flavour and disease resistance in modern Ecuadorian cacao varieties. Large unexplored forest areas still exist at South of Ecuadorian Amazonian region, and must be considered to new cacao prospections.

Mots-clés Agrovoc : Theobroma cacao, variété indigène, plante sauvage, domestication, variation génétique, génotype, phylogénie, marqueur génétique, microsatellite, provenance

Mots-clés géographiques Agrovoc : Équateur, Amazonie

Classification Agris : F30 - Génétique et amélioration des plantes
F70 - Taxonomie végétale et phytogéographie

Champ stratégique Cirad : Axe 1 (2005-2013) - Intensification écologique

Auteurs et affiliations

• Loor Solorzano Rey Gaston, CIRAD-BIOS-UMR DAP (FRA)

Source : Cirad - Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/543588/)

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