Description

Etude de la variabilité génétique et de la réponse en culture in vitro de quelques accessions de Taro (Colocasia esculenta (L) Schott.) du Nigéria et du Cameroun

Par Riwan Jaurès Uriel KOUKE

Mémoire de Master

Résumé

Le taro (Colocasia esculenta (L) Schott.) est l’une des principales cultures de tubercules qui a un grand potentiel en termes de valeurs alimentaires et nutritionnelles. Sa culture reste l’une des plus négligées du fait de son cycle de développement assez long et du manque de matériels sains de plantation. L’objectif de cette étude est d’optimiser l’aptitude à la régénération in vitro des différentes populations de taro, obtenues sur la base des marqueurs SNPs pour l’amélioration du programme de culture et répondre aux besoins des agriculteurs. Au total 36 accessions de taro ont été utilisées pour la réalisation des travaux, dont 26 provenant du Nigéria et 10 du Cameroun. Une expérimentation au champ a été menée à l’Unité de Génétique et d’Amélioration des Végétaux (UGAP) de l’Université de Yaoundé 1, Cameroun. La caractérisation agro-morphologique a été faite sur la base de 16 traits quantitatifs et 19 traits qualitatifs. Les traits qualitatifs ont montré des différences dans plusieurs modalités et des modèles de distribution entre les accessions, tandis que les traits quantitatifs ont montré un niveau élevé de différences significatives. Le rendement en tubercules a montré une corrélation significative avec des caractères comme la longueur de la feuille, la longueur du pétiole, la hauteur de la plante, le nombre de cormes, la longueur du corme et le poids des cormes. Une classification des 36 accessions de taro en fonction de leurs caractéristiques agro-morphologiques a permis d’obtenir quatre groupes principaux et le nombre d’accessions appartenant à chaque groupe a varié de 1 à 18. La variabilité génétique parmi les accessions en utilisant les SNP basés sur DArT a montré deux (2) sous populations parmi le germoplasme et une faible différenciation génétique entre les sous populations. Les bourgeons issus des individus présents dans les deux sous populations ont été introduits en culture in vitro pour évaluer l’effet de l’hypochlorite de sodium et des régulateurs de croissance (ANA et BAP) sur leurs survies. Le plus fort taux de survie des explants a été observé avec la concentration C3 (20 %) de l’hypochlorite de sodium pour une durée de culture de moins de 15 jours. La combinaison hormonale 2,69 μM (ANA) et 1,77 μM (BAP) a favorisé la formation des feuilles et la prolifération des pousses, la plus forte hauteur moyenne des pousses (5,23) est observée au niveau des explants de la première sous population avec la même combinaison hormonale. Par contre, la combinaison hormonale 2,69 μM (ANA) et 0,89 μM (BAP) a plus favorisé la formation des racines au sein des deux sous-population. Une meilleure prolifération a été obtenue avec les milieux dépourvu d’agar. Les travaux pour la mise à disposition de semences performantes sont en cours et permettront d’augmentés la productivité.

Mots clé :

Marqueurs SNP ; DArT ; caractérisation agro-morphologique ; variabilité génétique ; culture in vitro ; combinaison hormonale.

Abstract

Taro (Colocasia esculenta (L) Schott.) is one of the major tuber crops with great potential in terms of food and nutritional values. Its cultivation remains one of the most neglected due to its rather long development cycle and the lack of healthy planting materials. The objective of this study is to optimize the in vitro regeneration ability of different taro populations obtained on the basis of SNPs markers for the improvement of the cultivation program and to meet farmers’ needs. A total of 36 taro accessions were used for the work, 26 from Nigeria and 10 from Cameroon. A field experiment was conducted at the Genetics and Plant Improvement Unit (UGAP) of the University of Yaoundé 1, Cameroon. Agro-morphological characterization was done on the basis of 16 quantitative and 19 qualitative traits. The qualitative traits showed differences in several modalities and distribution patterns between accessions, while the quantitative traits showed a high level of significant differences. Tuber yield showed significant correlation with traits such as leaf length, petiole length, plant height, number of corms, corm length and corm weight. A classification of the 36 taro accessions according to their agro-morphological characteristics gave us four main groups and the number of accessions belonging to each group varied from 1 to 18. Leaf samples were sent to SEQART AFRICA located at the International Research Institute in Nairobi for sequencing. Genetic variability among the accessions using DArT-based SNPs showed two (2) subpopulations among the germplasm and little genetic differentiation between the subpopulations. Buds from individuals present in both subpopulations were introduced in tissue culture to evaluate the effect of sodium hypochlorite and growth regulators (ANA and BAP) on their survival. The highest survival of explants was observed with the C3 concentration (20%) of sodium hypochlorite with a culture duration of less than 15 days. The hormone combination 2.69uM (ANA) and 1.77uM (BAP) promoted leaf formation and shoot proliferation, the highest average shoot height (5.23) was observed in explants of the first subpopulation with the same hormone combination. On the other hand, the hormonal combination 2.69uM (ANA) and 0.89uM (BAP) favored root formation more. A better proliferation was obtained with the agar-free media.

Key words:

SNP markers; DArT; agro-morphological characterization; genetic variability; in vitro culture; hormone combination