Caractérisation de certains impacts de la mutation Laurina chez Coffea arabica L. aux niveaux histo-morphologique et moléculaire
Résumé
Coffea arabica var. Laurina, also called Bourbon Pointu, appeared on the island of La Reunion following a spontaneous mutation in the Bourbon variety. Monolocus and recessive, the main scientific interest of the Laurina mutation concerns its pleiotropic effects. For example, the mutation modifies caffeine content, seed shape and tree architecture. Very little data is available on this natural mutant, although Bourbon pointu presents an excellent cup quality and is of agronomical interest. The aim of the thesis was to better characterize the mutation effects by comparing Bourbon pointu and its parental variety Bourbon. Initial research at a histomorphological level was used to analysis vegetative growth, and determined the pyramidal shape of Bourbon pointu. Dwarfism of the orthotropic axis was explained in terms of cell size and cell number from studies in the apex and in some internodes. Exogenous application of gibberellins allowed a hypothesis to form concerning effects of the Laurina mutation on some hormones. These observations and conclusions led to Bourbon and Bourbon pointu being evaluated at the transcription level, in order to identify candidate genes showing modified expression. Differential cloning with SSH (Suppressive Soustractive Hybridation) method and macro-arrays technique allowed the identification of differentially expressed genes. The results described more precisely the pleiotropic effects of the mutation and open the way to the molecular characterization of the Laurina mutation based on candidate gene.
Le caféier Coffea arabica var. Laurina, aussi appelé Bourbon Pointu, est apparu à la Réunion suite à une mutation spontanée de la variété Bourbon. Cette mutation Laurina, monolocus et récessive, a des effets pléiotropiques qui différencie le Bourbon pointu du Bourbon. Au niveau morphologique, elle se caractérise par un nanisme, un port pyramidal et une forme pointue de ses graines. A un niveau moléculaire, la teneur des grains en caféine est fortement réduite. Malgré des caractéristiques agronomiques d'intérêt et d'excellentes qualités organoleptiques, peu d'études sont disponibles sur ce mutant naturel. Ce travail a ainsi pour objectif d'étudier la mutation Laurina et d'en caractériser les effets afin de mieux décrire les cascades de réaction mises en place. Il se base sur la comparaison du Bourbon pointu avec sa variété parente Bourbon. Au niveau morphologique, des mesures de croissance végétative ont permis l'analyse et l'explication de la forme pyramidale du mutant. Au niveau histologique, l'étude de l'apex, centre initiateur des organes de surface, et de différents entre-noeuds de l'axe orthotrope a permis d'expliquer l'origine du nanisme en terme de division et d'élongation cellulaire. Des hypothèses quant à l'action de la mutation Laurina sur certaines hormones ont été émises à partir des résultats d'application de gibbérelline exogène. Ces études macro et microscopiques ont été couplées au niveau moléculaire à la recherche de gènes différentiellement exprimés entre les deux variétés. La comparaison des transcriptomes des deux variétés à un stade précoce post-cotylédonaire avait pour but la recherche de gènes candidats impliqués dans les premières cascades de réactions menant aux effets pléiotropiques observés. Le clonage différentiel basé sur la méthode SSH (Hybridation Suppressive Soustractive) couplé à une étape de tri à haut débit (macro-array) a été appliqué à ces fins. L'ensemble des résultats décrit plus précisément les effets pléiotropiques induits par la mutation Laurina. La description précise des effets pléiotropiques de la mutation ouvre des pistes quant à la caractérisation moléculaire de la mutation à travers une approche gène candidat.