Histoire de la domestication du mangoustan (Garcinia mangostana L.) : morphologie et génétique approche

Domestication history of mangosteen (Garcinia mangostana L.) : a morphological and genetic approach

• Auteur / Autrice : Tze Leong Yao
• Direction : Jérôme Duminil, Saleh Mohd Nazre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Écologie et biodiversité
• Date : Soutenance le 16/11/2023
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....) en cotutelle avec Universiti Putra Malaysia (Serdang, Malaisie). Galeri Serdang
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Diversité et Adaptation et Développement des plantes (DIADE), Montpellier
• Jury : Président / Présidente : Guillaume Besnard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Hélène Joly, Rusea Go
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Véronique Decroocq

Mots clés

Mots clés contrôlés

Variabilité génétique

Fruits

Arboriculture fruitière

Asie du Sud-Est

Garcinia mangostana

Mots clés libres

Arbres fruitiers indigènes

Délimitation spécifique

Diversité génétique

Indigenous fruit trees

Species delimitation

Genetic diversity

Résumé

Les forêts tropicales d'Asie du Sud-Est abritent une grande diversité de fruits comestibles. L'un des plus emblématiques est le mangoustan (Garcinia mangostana var. mangostana ; Clusiaceae), populairement connu comme la reine des fruits pour son goût aigre-doux exquis et son apparence esthétique.Des études cytologiques et phylogénétiques antérieures ont donné des résultats contrastés sur l'origine biologique du mangoustan cultivé. Les résultats les plus récents suggèrent que les populations sauvages de la var. malaccensis sont les plus susceptibles d'être à l'origine du mangoustan cultivé, mais l'histoire de sa domestication est loin d'être complète. Dans le contexte des théories contradictoires sur son origine biologique, la présente étude s'est attachée à retracer l'histoire de la domestication du mangoustan cultivé.Notre examen des textes a révélé que les plus anciens documents écrits disponibles indiquaient que les fruits du mangoustan étaient vendus sur les marchés des principaux ports maritimes de l'archipel malais depuis au moins 600 ans.Pour élucider les affinités phénotypiques entre le mangoustan cultivé et les espèces sauvages apparentées, nous avons utilisé la morphologie comme indicateur. Dans les analyses morphométriques, nous avons inclus 124 spécimens de mangoustans cultivés et sauvages. Au total, 38 caractères sont inclus dans cette étude. Nous avons utilisé l'analyse des coordonnées principales (PCoA) et la classification ascendante hiérarchique (AHC) pour évaluer les caractères morphologiques utilisés dans la délimitation des espèces. Nos résultats ont montré que les espèces de mangoustan sauvage peuvent être clairement délimitées du mangoustan cultivé à l'aide des caractères morphologiques. Cependant, nous n'avons pas pu trouver de caractère ou de combinaison de caractères avec un soutien statistique permettant de délimiter les variétés taxonomiques de G. mangostana.Nous avons utilisé les SNP de l'ADNcp comme marqueurs génétiques pour examiner la phylogénie et déduire les haplotypes. Nous avons sélectionné 192 individus pour la construction de bibliothèques génomiques. Les données brutes ont été générées par séquençage à haut débit. Nous avons tracé un cladogramme et un diagramme de réseau d'haplotypes pour illustrer la généalogie du mangoustan cultivé et du mangoustan sauvage.Le réseau d'haplotypes est constitué de populations réparties sur les côtes est et ouest de la Malaisie péninsulaire, à Singapour, au Sarawak, au Sabah et en Afrique. Ce réseau nous permet d'interpréter les effets de la dispersion des graines sur les flux génétiques dans les populations cultivées et sauvages. Un haplotype agrégé est constitué de mangoustans cultivés provenant de quelques régions, ce qui montre que le mangoustan cultivé est vraisemblablement disséminé par les cultivateurs sur une longue période. Parmi les populations sauvages de var. borneensis et var. malaccensis, le flux génétique est relativement localisé. Ce flux génétique localisé est très probablement la conséquence des dispersions effectuées par les primates. Compte tenu des résultats des analyses morphométriques et génétiques, nous concluons qu'il n'est pas possible d'établir une distinction entre les compartiments sauvage et cultivé du mangoustan.En ce qui concerne l'histoire de la domestication, nos résultats démontrent que la var. mangostana cultivée en Malaisie péninsulaire et à Singapour est issue des populations sauvages de la var. malaccensis. Nous espérons que cette étude suscitera l'intérêt des chercheurs des pays d'Asie du Sud-Est pour clarifier davantage la taxonomie, la phylogénie et la diversité génétique des congénères sauvages de Garcinia, ainsi que d'autres arbres cultivés mal connus à l'échelle régionale.

Rainforests in Southeast Asia harbour a great diversity of edible fruits. One of the most emblematic is mangosteen (Garcinia mangostana var. mangostana; Clusiaceae), popularly known as the queen of fruits for its exquisite sweet-sour taste and aesthetic appearance.Previous cytological and phylogenetics studies reported contrasting results on the biological origin of the cultivated mangosteen. The more recent findings suggested the wild populations of var. malaccensis as the most probable sole progenitor of the cultivated mangosteen but the overview of its domestication history is far from complete. Against the backdrop of the contradictory theories of its biological origin, the current study set to trace back the domestication history of cultivated mangosteen.Our textual review revealed the earliest written records available indicated that fruits of mangosteen have been sold in marketplaces in the major seaports in the Malay Archipelago for at least 600 years.To elucidate the phenotypic affinities among the cultivated mangosteen and wild relatives, we used morphology as a proxy. In the morphometric analyses, we included 124 specimens consisting of cultivated and wild mangosteens. A total of 38 characters are included in this study. We used Principal Coordinates Analysis (PCoA) and Ascendent Hierarchical Classification (AHC) to evaluate the morphological characters used in species delimitation. Our findings showed that wild mangosteen species can be clearly delineated from cultivated mangosteen using morphological characters. However, we could not find character or combination of characters with statistical support that delimitate taxonomic varieties in G. mangostana.We employed cpDNA SNPs as the genetic markers to examine phylogeny and to infer haplotypes. We selected 192 individuals for genomic library construction. Raw reads were generated applying high-throughput shotgun sequencing. We plotted cladogram and haplotype network diagram to illustrate the genealogy of cultivated and wild mangosteen.The haplotype network consists of populations distributed in East and West Coasts of Peninsular Malaysia, Singapore, Sarawak, Sabah and Africa. This network enables us to interpret the effects of seed dispersals on geneflows in the cultivated and wild populations, a congregate haplotype consists of cultivated mangosteen from a few regions exemplified that cultivated mangosteen is assumably disseminated by cultivators over long time. Among wild populations of var. borneensis and var. malaccensis, the geneflow is relatively localised. The localised geneflow is most probably the consequences of dispersals by primates. Considering the findings from morphometric and genetic analyses, we conclude that a distinction between the wild and cultivated compartments of mangosteen is not attainable.Regarding the domestication history, our findings demonstrated that the cultivated var. mangostana of Peninsular Malaysia and Singapore arose from the wild populations of var. malaccensis. We hope this study would spur interest among researchers across the Southeast Asian countries to further clarify the taxonomy, phylogeny and genetic diversities of wild Garcinia congeners, as well as other poorly understood cultivated trees at regional scope.