Etude de la diversité génétique et identification variétale chez le figuier (Ficus carica L. ) : apport des marqueurs moléculaires et de la protéomique
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Abstract EN:
Tunisia has a rich and diverse heritage of fig-tree varieties made of individuals perfectly adapted to the eco-geographical conditions of the country. The study of genetic diversity and molecular polymorphism of wild and cultivated Tunisian fig was undertaken through 8 morphological markers and 17 microsatellite markers. The results reveal the efficiency of the two techniques for the characterization of local germplasm. Indeed, a significant morphological difference was revealed by the parameters : length of the petiole, the length / width leaf and depth of the basal sinus. This analysis showed the presence of two majoritary groups indicating the presence of a common morphological basis. This analysis allowed us to separate the variety "Marsaoui" and "Kahla Cherki" from other varieties, but also suggested a strong link between "Baghali" and "Dchich Assal". Regarding molecular analysis, a total of 74 SSR alleles was revealed defining 63 unique multilocus genotypes. This indicates a significant genetic diversity in Tunisian genetic material. Microsatellite markers have not only helped to better assess the genetic diversity in this species, but also to understand how the processes of selection and varietal diversification takes place in a limited geographical scale. These varieties show a genetic and geographic alliance similar to that observed in wild fig tree, which refutes the hypothesis of a recent settlement. Subsequently, we proposed 4 SSR loci as a sufficient number for characterizing the fig tree germplasm in Tunisia. Based on these loci, an identification key discriminating the majority of genotypes in this study was performed. Our findings suggest that morphological and SSR markers are well suited for the characterization of wild and cultivated fig tree and should be recommended in the conservation management strategy for Ficus carica L. Subsequently, we tried to study the proteomic expression of this species in different Tunisian agro-ecosystems. For this study, leaf proteins were analyzed by two-dimensional electrophoresis (2DE). This analysis revealed the presence of 24 spots that were differentially expressed in individuals from the north, center and south of the country. Furthermore, the mass spectrometric analysis and de novo identification showed that the majority of the proteins showed homologies with proteins involved in the organization of the cellular structure, photosynthesis and in sveral stress responses. Strong correlations were noticed between the environmental and proteomic data that can be explained by the resilience of trees to environmental and climatic conditions in Tunisia and the Mediterranean region.
Abstract FR:
La Tunisie possède un patrimoine riche et diversifié de variétés de figuier constituées d'individus parfaitement adaptés aux conditions éco-géographiques du pays. L'étude de la diversité génétique et du polymorphisme moléculaire du figuier sauvage et cultivé Tunisien a été entreprise moyennant 8 marqueurs morphologiques et 17 marqueurs microsatellites. Les résultats obtenus dévoilent l'efficacité des deux techniques pour la caractérisation du gérmoplasme local. En effet, une différence morphologique importante a été révélée par les paramètres : longueur du pétiole, rapport longueur/largeur des feuilles et profondeur du sinus basal. Cette analyse a montré la présence de deux groupes majoritaires qui indiquent la présence d'une base morphologique commune. Une forte corrélation entre 7 variables climatiques et la densité morphologique a permis de regrouper les figuiers selon leur origine géographique. Concernant l'analyse moléculaire, un total de 78 allèles SSR a été révélé définissant 82 génotypes multilocus uniques. Ceci indique une diversité génétique importante dans le matériel génétique tunisien. Les marqueurs microsatellites ont, non seulement permis de mieux apprécier la diversité génétique de cette espèce, mais aussi de comprendre comment les processus de sélection et de diversification variétale se déroulent dans une échelle géographique limitée. Ces variétés montrent une alliance génétique et géographique similaire à celle notée chez le figuier sauvage, ce qui réfute l'hypothèse d'une colonisation récente. Par la suite, nous avons proposé 4 locus SSR comme un outil suffisant pour caractériser le gérmoplasme du figuier en Tunisie. En se basant sur ces locus, une clé d'identification végétale discriminant la majorité des génotypes présents dans cette étude a été réalisée. Nos résultats suggèrent que les caractéristiques morphologiques et les marqueurs SSR sont bien adaptés à la caractérisation du figuier sauvage et cultivé et devraient être recommandés dans la stratégie de gestion de la conservation du ficus carica L. Par la suite, nous avons essayé d'étudier l'expression protéomique chez cette espèce dans les différents agro-écosystèmes tunisiens. Pour réaliser cette étude, les protéines foliaires ont été analysées par électrophorèse bidimensionnelle (2DE). Cette analyse a révélé la présence de 24 spots qui ont été exprimés différentiellement chez les individus provenant du nord, du centre et du sud su pays. En outre, l'analyse par spectrométrie de masse et l'identification de novo ont montré que la majorité des protéines présentent des homologies avec des protéines impliquées dans l'organisation de la structure cellulaire , la photosynthèse et dans plusieurs réactions de stress. De fortes corrélations ont été obtenues entre l'environnement et les données protéomiques qui peuvent s'expliquer par la capacité d'adaptation des arbres aux conditions environnementales et climatiques en Tunisie et dans la région méditerranéenne.