Relation entre specificite chimique de coffea perrieri population a305 (mascarocoffea) et les endophytes de ses feuilles

Parmi les 103 espèces de caféiers décrites (DAVIS et al, 2006), Coffea arabica et Coffea canephora sont les plus célèbres par leur valeur économique. Parmi les 57 espèces de Mascarocoffea Chev. (CHEVALIER, 1938), caféiers spontanés de la région malgache (Madagascar et ses iles voisines) , 53 sont endémiques de Madagascar.

Ces caféiers sauvages ne sont pas destinés aux café-boissons mais ils ont des intérêts scientifiques multiples. Ces formes spontanées diffèrent des formes cultivées non seulement par l’absence ou la présence occasionnelle de caféine (BERTRAND, 1902 ; d’ORNANO et al., 1967) et d’autres méthylxanthines (RAKOTOMALALA, 1993), mais aussi par l’existence de diterpènes glycosidiques responsables de l’amertume (CHASSEVENT et al., ; d’ORNANO et al., 1967 ; DUCRUIX et al., 1997) .

SITUATION DE Coffea perrieri DANS LA SYSTEMATIQUE DES CAFEIERS

Les caféiers se présentent sous forme d’arbustes ou d’arbres dont la hauteur varie de 1 à 2 mètres pour les espèces les plus petites (C. humilis et C. heterocalyx) à plus d’une vingtaine de mètres pour les plus développées (C. liberica et C. dewevrei). Leurs feuilles ovales, persistantes, d’un vert brillant, vont par paire et opposées. Les inflorescences peuvent être pluriflores, pauciflores ou uniflores, selon l’espèce. Les fruits appelés cerises, ou drupes, renferment deux graines à placentation dite “cofféenne” caractérisée par la présence d’un sillon, plus ou moins invaginé, dans la partie ventrale de l’albumen. Au niveau du cycle de développement, les caféiers fleurissent 2 ou 3 fois l’an à partir de la 3ème ou 4ème année. La durée du cycle de développement du fruit varie de 10 semaines (C. pseudozanguebariae) à 13 mois (C. canephora).

Données succinctes sur la systématique des caféiers 

Les caféiers appartiennent au genre Coffea (crée par LINNE en 1735), famille des Rubiacées et forment la tribu Coffeae (BRIDSON, 1987).

La tribu Coffeae (ROBBRECHT et PUFF, 1986) est représentée par deux genres : le genre Coffea et le genre Psilanthus d’après la structure des inflorescences : style long avec les anthères et les stigmates exertes pour le genre Coffea, style court avec les anthères et les stigmates insertes pour le genre Psilanthus (LEROY, 1980 ; BRIDSON, 1987). Ces études sont complétées par Davis et al., 2006).

Chaque genre est subdivisé en deux sous-genres, d’après le mode de croissance et la position des inflorescences. Le genre Coffea est représenté par les sous genres : Coffea et Baracoffea, alors que les sous genres Psilanthus et Afrocoffea forment le genre Psilanthus (LEROY, 1980).

Subdivision taxinomique du sous genre Coffea

Le sous genre Coffea a une réparation géographique étroite allant du continent africain à la région malgache. Il est subdivisé en trois sections botaniques généralement selon leurs origines géographiques (CHEVALIER 1940, 1947) :

❖ Eucoffea, rassemble les espèces de caféiers originaires de l’Afrique central et occidental dont les espèces cultivées : C. arabica, C. canephora et C. liberica ;
❖ Mozambicoffea, est la section qui regroupe les caféiers provenant de l’Afrique oriental comme C. salvatrix, C. pseudozanguebariae, C. racemosa…
❖ Mascarocoffea qui représente les caféiers spontanés de la région malgache, renferment 57 espèces décrites dont 53 sont endémiques de Madagascar (DAVIS et al., 2006).

Cette section est subdivisée en six séries botaniques (CHARRIER, 1975) : Verae, Mauritianae-humblotianae, Multiflorea, complexe Millotii, Garcinioides et Subterminales. Ce groupe est remarquable par la grande diversité de leur contenue chimique, par l’absence de caféine dans les graines sauf pour deux espèces de la série Verae (C. lancifolia et C. kianjavatensi), une faible teneur en acide monocaféoyl quinique (rarement supérieure à 1%MS) et la présence de divers composés chimiques rares (acide o-coumarique, 3,4- diméthoxycinnamique,…). Cette section renferme des espèces adaptées à différents écosystème et résistantes aux parasites communs des caféiers cultivés.

La série Multiflorea

Sa définition par CHEVALIER est basée sur les caractères morphologiques de C. perrieri et de C. resinosa (CHARRIER, 1978) :

– des feuilles coriaces assez grandes (10-15 cm de longueur);
– des inflorescences en position axillaire et sur bois âgé, constituées de fascicules nombreux ou de courtes cymes très florifères;
– des fleurs de 8 à 12 mm de long, à tube court évasé;
– des fruits ovoïdes allongés.

Ce groupe représente une large variation d’adaptations altitudinales (0 à 1500m), pédologiques (sables podzolisés, sols ferralitiques sur roches mères variées) et climatiques (perhumide à subhumide, chaud à frais) (CHARRIER, 1978).

Les populations décrites de cette série sont regroupées en une dizaine d’espèces à savoir : C. ambanjensis, C. andrambovatensis, C. aresinosa, C. bertrandii, C. betamponensis, C. commersioniana, C. coursiana, C. mangoroensis, C. perrieri, C. resinosa, C. sahafaryensis, C. vianneyi (CHARRIER, 1978).

Coffea perrieri (DRAKE & PERRIER., 1910) 

C’est une espèce diploïde allogame. Ses populations poussent dans les zones forestières de moyenne et basse altitude du domaine phytogéographique de l’Ouest et rarement du sud. Cette espèce ubiquiste, ne présente aucune variation morphologique très significative au niveau des populations (CHARRIER, 1978). Ses peuplements se caractérisent par :

– des rameaux robustes et long, ramifiés en « palmettes » ;
– des feuilles oblongues, parcheminées, à bord ondulé ;
– des inflorescences à fleur jaunâtres retombantes ;
– des fruits ovoïdes, de taille moyenne, violacés à maturité.

Coffea perrieri fait partie des plus florifères du groupe Multiflorea . Par rapport aux autres peuplements de Mascarocoffea, A 305 a une croissance rapide avec une durée du cycle floraison-maturation des fruits constante (deux mois et demi) pour cette population (CHARRIER, 1978).

Les infusions de certaines populations de C. perrieri, malgré des caractères agronomiques intéressants, sont jugées inconsommables pour des raisons diverses (fortes amertumes, arôme d’huile essentielle etc.) (CHARRIER, 1975) .

C. perrieri a été utilisée par VIANNEY-LIAUD comme porte-greffe des Mascarocoffea et des Eucoffea (CHARRIER, 1978). Elle est résistante à la rouille du caféier causée par le champignon appelé Heimelia vastatrix.

LES COMPOSES CHIMIOTAXINOMIQUES DES GRAINES DE CAFEIERS

L’inventaire a été effectué par POISSON (1977) sur les composés extraits des grains non torréfiés de nombreuses espèces de caféiers, mais l’étude a été limitée à l’exploration des grands groupes de composés (glucides, lipides, acides aminés, acides nucléiques, acides organiques…). Cette étude reste incomplète et déséquilibrée. En effet, les méthodes d’analyses appliquées étaient imprécises et conçernent surtout les espèces cultivées.

Grâce au progrès des techniques chromatographiques et spectrophotométriques, des analyses plus détaillées ont pu être réalisées sur les substances chimiques des grains de café. (COURT, 1977 ; REES et THEAKER, 1977 ; CLIFFORD, 1985 ; RAKOTOMALALA, 1993).

Les composés intéressants pour la chimiotaxinomie des caféiers sont constitués par les acides hydroxycinnamiques (acide chlorogéniques au sens large), les méthylxanthines et les glycosides diterpéniques, car ils sont chromophores (absorbent dans l’UV), donc détectables en HPLC, et remplissent les critères requis pour des bons indicateurs taxinomiques. Ces composés ont une diversité structurale importante et chacune de ces molécules possède des propriétés physiques et chimiques différentes, permettant de les détecter et de les séparer. (RAKOTOMALALA, 2009) .

Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : ETUDE BIBIOLGRAPHIQUE
I.- SITUATION DE Coffea perrieri DANS LA SYSTEMATIQUE DES CAFEIERS
I.1.-Données succinctes sur la systématique des caféiers
I.2.-Subdivision taxinomique du sous genre Coffea
I.3. – La série Multiflorea
I.4.- Coffea perrieri (DRAKE & PERRIER., 1910)
II.- LES COMPOSES CHIMIOTAXINOMIQUES DES GRAINES DE CAFEIERS
II.1.- Les acides hydroxycinnamiques et leurs dérivés (AHC et DHC)
II.2.- Les méthylxanthines
II.3.- Les hétérosides diterpéniques
II.4.-Composés chimiques spécifiques de C. perrieri
III.- RAPPELS SUR LES MICROORGANISMES ENDOPHYTES
III.1.- Définition
III.2.- Biologie des endophytes
III.3.-Notes sur l’écologie des endophytes
III.4.- Importances des endophytes
IV.- RAPPELS SUR LES METABOLITES SECONDAIRES
IV.1.- Introduction
IV.2-Les métabolites secondaires des plantes
IV.3-Les métabolites secondaires des microorganismes
IV.4-Les métabolites secondaires du système symbiotique
DEUXIEME PARTIE : EXTRACTION ET IDENTIFICATION DES SUBSTANCES CIBLES DES FEUILLES
I.- MATERIELS ET METHODES
I.1.- Matériel végétal
I.2.- Les composés cibles
I.3.-Préparation du matériel végétal
I.4. – Extraction
I.5.-Méthodes d’analyse
II-RESULTATS ET DISCUSSIONS
II.1.-Etude du chromatogramme sur couche mince
II.2.- Etude des profils chromatographiques HPLC
II.3.-Etude critique sur les méthodes d’analyses
III.-CONCLUSIONS
TROISIEME PARTIE : ISOLEMENT ET IDENTIFICATION DES ENDOPHYTES DES FEUILLES DE A305
I.-MATERILS ET METHODES
I.1.- Matériel végétal
I.2.- Milieux d’étude
I.3.- Les désinfectants
I.4.- Antibiotique et antifongique
I.5.- Techniques d’isolement
I.6.-Techniques d’identification
II.-RESULTATS ET INTERPRETATIONS
II.1. Fiabilité du protocole de désinfection en surface
II.2.- Nombre d’isolats
II.3.-Identification des microorganismes endophytes isolés
III .DISCUSSIONS
III.1.-Stérilisation en surface
III.2.-Nombre de microorganismes endophytes isolés
III.3.-Penicillium et dégradation de la caféine
IV.-CONCLUSION
QUATRIEME PARTIE: ETUDE SUR LES METABOLITES DES CHAMPIGNONS ENDOPHYTES ISOLES
I.-METHODOLOGIE
I.1.- Première étape : Fermentation
I.2.- Deuxième étape : Extraction des métabolites secondaires
I.3.- Troisième étape : Comparaison des métabolites secondaires synthétisés par les champignons avec ceux des feuilles par l’analyse chromatographique sur couche mince
II-RESULTATS ET INTERPRETATIONS
II.1.- Cultures après fermentation
II.2.- Analyses sur CCM
III.- DISCUSSIONS
III.1.-Protocole d’extraction
III.2.-Métabolites secondaires extraits
CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES

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