Flux de gènes et évolution des ressources génétiques du mil (Pennisetum glaucum) dans le Bassin du Lac Tchad : rôle de la diversité socio-culturelle

Gene flow and pearl millet (Pennisetum glaucum) genetic resource evolution in the Lake Chad Basin : Role of socio-cultural diversity

• Auteur / Autrice : Abdel Kader Naino Jika
• Direction : Thierry Robert, Toudou Adam
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 11/07/2016
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE) en cotutelle avec Université Abdou Moumouni
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences du végétal : du gène à l'écosystème (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Écologie, systématique et évolution (Orsay, Essonne ; 2002-....) - Institut Jean-Pierre Bourgin (Versailles ; 2010-....) - Génétique quantitative et évolution-Le Moulon (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2002-....) - Institut national de la recherche agronomique du Niger
• Partenaire(s) de recherche : Communauté scientifique africaine : Conférence des responsables de recherche agronomique africains
• Jury : Président / Présidente : Isabelle Goldringer
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Toudou Adam, Isabelle Goldringer, Jean-Marc Bouvet, Ibrahim Adamou Amoukou, Martine Gonneau, Laure Kaiser
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jean-Marc Bouvet, Ibrahim Adamou Amoukou

Mots clés

Mots clés contrôlés

Flux génique

Métabolomique

Protéomique végétale

Plantes -- Ressources génétiques

Diversité culturelle

Mots clés libres

Diversité biochimique du grain

Diversité socio-culturelle

Ressources génétiques

Protéomique

Métabolomique

Marqueurs microsatellites

Interaction génotype-environnement

Photopériodisme

Seeds biochemical diversity

Sociocultural diversity

Genetic ressources

Proteomic

Metabolomic

Microsatellites markers

Genotype-Environnement interaction

Photoperiodism

Résumé

La résilience des agricultures subsahariennes face aux perturbations environnementales et socio-économiques repose en partie sur le maintien des diversités spécifique, variétale et génétique présentes au sein des agrosystèmes, mais aussi sur la préservation du droit pour les cultivateurs de reproduire et d'échanger librement les semences et les savoirs relatifs aux variétés. Pourtant, peu de données sont réellement disponibles sur la circulation effective des semences et les mécanismes modulant les flux de gènes et les introgressions génétiques entre variétés cultivées dans les agrosystèmes sahéliens. Chez le mil en particulier, il n’existe que des données très parcellaires sur les relations entre la diversité de la plante d’une part et la diversité socio-culturelle des agriculteurs d'autre part. Dans la première partie je me suis intéressé aux interactions entre l’organisation en groupes socio-culturels des agriculteurs et la structure génétique des populations de mil dans le bassin du lac Tchad. Les analyses de la diversité génétique suggèrent l’existence d’une barrière sociale à la diffusion des gènes sur l’ensemble de cette région. Néanmoins ces barrières ne sont pas suffisantes pour empêcher les introgressions génétiques entre populations cultivées par des agriculteurs appartenant à des groupes ethnolinguistiques différents. Dans le deuxième chapitre, je me suis intéressé au rôle des processus d’adaptation locale sur la circulation des gènes. Les résultats m’ont conduit à proposer l’hypothèse selon laquelle les flux de gènes entre types nommés précoces et tardifs sont plus importants dans les régions du nord où la pluviométrie est faible. Enfin dans le troisième chapitre j’ai quantifié la diversité biochimique des grains de mil de plusieurs variétés de mil, dont les usages culinaires varient selon les groupes ethnolinguistiques ou dont les qualités gustatives sont appréciées différemment. J’ai utilisé pour cela une approche combinée de protéomique et de métabolique. Parmi les 1072 spots protéiques quantifiés seulement 7 permettent de distinguer les types nommés photopériodiques des types nommés non ou peu photopériodiques. Les données de métabolomique suggèrent la présence de champignons, qui pourraient être des endophytes, dans certains des échantillons analysés.

The resilience of sub-Saharan farming systems to environmental and socioeconomic disturbances is partly based on the maintenance of agro-biodiversity, but also on preserving the right for farmers to reproduce and freely exchange seeds and related knowledge. However, few data are actually available on effective seed flow and on mechanisms modulating gene flow and genetic introgression between landraces grown in Sahelian farming systems. For pearl millet especially, there are only very few data on the relationship between diversity of this crop on the one hand and the socio-cultural diversity of farmers on the other hand. In the first part of my thesis, I was interested in assessing a potential relationship between ethnolinguistic diversity and population genetic structure of pearl millet in the Lake Chad Basin. Analysis of molecular polymorphisms suggests the existence of social barrier to seed flow among ethnolinguistic groups. However, these barriers are not sufficient to prevent genetic introgression between pearl millet populations cultivated by farmers belonging to different ethno-linguistic groups. In the second chapter, I focused on the role of local adaptation on gene flow. The results led me to propose the hypothesis that gene flow between early and late landraces are higher in the northern regions where rainfall is weak. Finally in the third part, I have quantified the biochemical compound of pearl millet seeds belonging to different varieties that show different uses or culinary preferences among farmers belonging to different ethnolingiuistic groups. I used a combined approach of proteomics and metabolics. Among the 1072 protein spots quantified only 7 distinguish the very photoperiodic non photoperiodic landrace. Metabolomics data suggest the presence of fungi, possibly endophytes, in some of the samples analyzed.