Biologie de la reproduction et diversité génétique et spatiale de deux espèces du genre Vanilla (Orchidaceae) du sud-ouest de l'océan Indien : V. humblotii et V. roscheri. Implications pour leur conservation

Gigant Rodolphe. 2012. Biologie de la reproduction et diversité génétique et spatiale de deux espèces du genre Vanilla (Orchidaceae) du sud-ouest de l'océan Indien : V. humblotii et V. roscheri. Implications pour leur conservation. Saint-Denis : Université de la Réunion, 203 p. Thèse de doctorat : Sciences. Génétique : Université de la Réunion

Thèse

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Titre anglais : Reproductive biology and genetic and spatial diversity of two species of Vanilla genus (Orchidaceae) from the South West Indian Ocean: V. humblotii and V. roscheri. Implications for their conservation

Encadrement : Besse, Pascale

Résumé : Face aux menaces des grands bouleversements environnementaux, le développement des approches combinées de la biologie de la reproduction et de la diversité génétique des espèces végétales s'avère être essentiel pour améliorer et optimiser la conservation de la biodiversité. Le sud-ouest de l'océan Indien abrite un groupe monophylétique de sept espèces aphylles du genre Vanilla Plum Ex Miller (Orchidaceae, Vanilloideae), dont V. humblotii Rchb. f. et V. roscheri Rchb. f.endémiques de l'archipel des Comores et du sud-est africain respectivement. Leurs feuilles vestigiales, semblables à des écailles, leurs confèrent une adaptation aux forêts tropicales sèches mais elles peuvent se retrouver également en forêt tropicale mésophile. Dans un contexte où l'espèce cultivée du genre Vanilla, V. planifolia G. Jackson à l'origine de la gousse de vanille, est particulièrement vulnérable aux agressions biotique et abiotique à cause d'une base génétique extrêmement réduite dans les cultures, la plasticité écologique des vanilliers aphylles est un caractère majeur potentiellement exploitable pour améliorer l'espèce cultivée. Des missions de prospections ont permis d'identifier et d'échantillonner les populations naturelles de V.humblotii à Mayotte (Archipel Des Comores) et de V. roscheri sur les berges du lac Sibaya dans le KwaZuluNatal (Afrique Du Sud). Une étude de leur biologie de la reproduction, associant une évaluation des systèmes d'incompatibilité, des régimes de reproduction et une identification des pollinisateurs a été réalisée chez les deux espèces. En parallèle, des marqueurs microsatellites ont été développés à partir de ces espèces pour évaluer la diversité génétique de leurs populations, l'influence des modes et des régimes de reproduction sur la structuration génétique et spatiale des espèces à différentes échelles. A Mayotte, la fragmentation des populations naturelles de V. humblotii a entrainé la perte de diversité allélique mesurée dans de nombreuses populations de taille réduite. Néanmoins, le caractère longévif de V. humblotii, favorisé par la reproduction végétative, a permis de maintenir une diversité génotypique élevée (G/N = 0.88) et de limiter les impacts délétères de la réduction drastique des tailles de population. Bien que l'architecture phalanx de la clonalité soit majoritairement responsable des autocorrélations génétique et spatiale à petite distance (<10m), la dispersion des graines supérieure à la dispersion du pollen limite les possibilités de croisements consanguins par geitonogamie. Cependant, l'étude approfondie de la reproduction a révélé un faible taux de fructification naturelle (0.8%) et la perte quasi-totale des interactions plante-pollinisateurs, bien qu'une femelle abeille allodapine, Allodapeobscuripennis Strand (Apidae, Xylocopinae, Allodapini), et une femelle souimanga, Nectarinia coquerelli(Passeriformes, Nectariniidae), aient été observées comme visiteurs des fleurs de V. humblotii.En Afrique Du Sud, l'analyse génétique des populations de V. roscheri révèle un cas sans précédent de perte totale de diversité génétique avec une homozygotie généralisée à l'ensemble des marqueurs microsatellites. En limite d'aire de répartition de l'espèce en Afrique Du Sud, les populations ont probablement subi un fort goulot d'étranglement (par migration ou fragmentation de population) suivie d'une importante consanguinisation. En revanche, le taux de fructification moyen est le plus élevé (26.3%)jamais rapporté pour une espèce allogame du genre Vanilla, avec de nombreux visiteurs des fleursassociés à des mouvements de pollen, dont notamment, deux abeilles allodapines femelles (Allodapulavariegata Smith et Allodape rufogastra Lepeletier et Serville (Apidae, Xylocopinae, Allodapini)), et une abeille anthophorine femelle (Apidae, Apinae, Anthophorini sp), caractérisées comme étant les principaux pollinisateurs de V. roscheri.Les modèles étudiés soulignent la complémentarité des approches génétique et écologiq

Mots-clés Agrovoc : Vanilla, reproduction sexuée, pollinisateur, variation génétique, conservation des ressources, dynamique des populations, génétique des populations, distribution géographique, marqueur génétique, microsatellite, biologie, Passeriformes, Apidae