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McGill University (2013)

Ongoing domestication : in situ conservation and microevolution of a traditional barley variety (Hordeum vulgare ssp.vulgare) in northern Morocco

Jensen Helen R.

Titre : Ongoing domestication : in situ conservation and microevolution of a traditional barley variety (Hordeum vulgare ssp.vulgare) in northern Morocco.

Auteur : Jensen Helen R.

Université de soutenance : McGill University

Grade : Doctor of Philosophy (PhD) 2013

Résumé
La domestication des plantes est un processus graduel et continu. Des changements dans la sélection naturelle (ex. sélection pour un trait particulier, changement dans le lieu de culture, maladies fongiques) peuvent avoir comme conséquences des changements à l’échelle de la microévolution. L’interaction entre les humains et les espèces cultivées est un des engins majeurs de l’évolution de ces espèces, avec une grande influence sur le flux des gènes et la sélection. La conservation des variétés de culture in situ (à la ferme) est donc une stratégie qui peut maintenir l’adaptation des variétés à une diversité de conditions environnementales, de milieux culturels, et de maladies émergentes. J’ai étudié des populations d’une plante céréalière autoféconde, l’orge (Hordeum vulgare ssp. vulgare), qui sont gérées par des agriculteurs dans le nord du Maroc. J’ai fait usage de questionnaires auprès des agriculteurs et des marqueurs génétiques pour caractériser une variété traditionnelle, appelée Beldi, et pour quantifier le flux de gènes entre les populations au niveau des villages et communes rurales. Beldi possède des caractères qui la rendent appropriée pour la région (ex. haute productivité en conditions marginales et haute qualité de la biomasse) et, en conséquence cette variété est cultivée depuis plusieurs décennies dans la région. Il y a un haut taux de flux de gènes entre les villages et entre les communes, probablement facilité par les marchés locaux. J’ai étudié la diversité et la structure génétique de Beldi dans la région sur une échelle temporelle, en comparant des semences collectés chez les agriculteurs en 1985 et en 2008, ainsi que des échantillons des semences disponibles dans les marchés locaux. La diversité génétique demeure élevée entre 1985 et 2008, mais il n’y a plus de structure génétique en 2008. Ceci est probablement dû à un haut niveau de flux de gènes, incluant un flux des marchés locaux vers les champs agricoles. Par contre, les semences maintenues chez les agriculteurs ne sont pas identiques aux semences disponibles dans les marchés, ce qui indique que la conservation à la ferme a comme résultat de maintenir une réserve de biodiversité locale. Ces populations ont donc le potentiel d’évoluer et de maintenir une adaptation aux conditions locales changeantes. J’ai étudié l’adaptation de Beldi à un agent pathogène fongique qui cause la maladie de l’oïdium qui est problématique dans la région : Blumeria graminis f.sp. hordei. B. graminis est un champignon biotrophe qui évolue rapidement en acquérant des nouveaux gènes de virulence ainsi que des nouvelles combinaisons de ces virulences. Ces nouvelles virulences sont disséminés rapidement dans la population de B. graminis. En conséquence, les populations de Beldi maintenues chez les agriculteurs et qui sont continuellement exposées à la population de B. graminis pourrait avoir une meilleure résistance que des échantillons maintenus ex situ, dans des banques de semences. J’ai caractérisé les gènes de virulence présents dans les populations de B. graminis et j’ai déterminé qu’il y a eu des changements de virulence dans les deux dernières décennies. J’ai aussi quantifié la résistance qualitative et quantitative de populations de Beldi issues de conservation in situ et ex situ dans la région à des populations de B. graminis. Certaines populations in situ étaient plus résistantes que des populations ex situ. Par contre, il y avait aussi certains cas ou la population ex situ avaient une plus haute résistance. Une explication possible est que, dans certains cas, la population ex situ a retenu des gènes de résistance qui ne sont plus présents in situ et auprès desquels le pathogène n’est pas virulent. Les deux méthodes de conservation sont donc complémentaires. En conclusion, cette dissertation fourni une étude de l’interaction entre des agriculteurs et une espèce agricole, avec des implications pour la conservation de la biodiversité agricole.

Présentation

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Page publiée le 30 octobre 2013, mise à jour le 2 février 2018