Caractérisation morpho-physiologique et écologie de la germination d'espèces indigènes et endémiques de La Réunion d'intérêt mellifère et ...
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Caractérisation morpho-physiologique et
écologie de la germination
d’espèces indigènes et endémiques de La Réunion
d’intérêt mellifère et médicinal
JOURNÉE DES DOCTORANTS 2019
DOCTORANTE Maëva NAZE
DIRECTRICE DE THÈSE Dr HDR Isabelle FOCK-BASTIDE CO-ENCADRANT Eric RIVIERE
Parcours Comment je suis devenue doctorante
PROJET DE THÈSE
2012-2014 2014-2015 2015-2017 2017-2018 2019-2022
DUT Génie Licence 3 Master Ville et Chargée d’études Doctorante
Biologique Biologie des Environnements Urbains en environnement
Option Génie de Organismes
l’Environnement et Populations Compétences en aménagement Production d’évaluation
du territoire et en environnement environnementale de plans, Financement :
schémas et programmes Allocation Régionale
2 stages dont : Connaissances en 2 stages dont : de Recherche
Premier stage de biologie et en Stage de Recherche de 4 mois (Région Réunion)
Recherche de écologie générale sur deux espèces indigènes
3 mois au sein de La Réunion en lien avec la
de l’UMR PVBMT conservation de la biodiversité et
l’écologie de la germination
2
Contexte En 2019, au 4ème congrès international sur l’agroforesterie …
Our planet needs more trees. / Make our planet treed again!
Notre planète a besoin de plus d’arbres. / Reboisons notre planète !
3
Contexte Notre vision pour ce projet de Recherche
L’Homme a besoin de plus d’arbres sur la planète qui l’abrite ...
4
Contexte Pourquoi ?
… pour en récolter les services écosystémiques
D’après :
WWF, 2016
Millenium Ecosystem Assessment, 2005 5
Contexte À La Réunion ?
Quelques exemples de services écosystémiques rendus par la biodiversité indigène de La Réunion
Les Pitons, Cirques et Remparts inscrits 22 plantes médicinales de La Réunion
au Patrimoine mondial de l’UNESCO inscrites à la Pharmacopée Française
sur deux critères :
(Giraud-Techer et al., 2016)
- Biodiversité exceptionnelle
- Paysage
6
Contexte Biodiversité singulière mais menacée
Prairie de haute altitude
+70% des habitats indigènes détruits en 4 siècles ... Végétation éricoïde
Végétation éricoïde sur lapillis
Fourrés à Petit tamarin des hauts
Forêt tropicale humide sous le vent
Forêt tropicale humide au vent
Avant L’arrivée de l’Homme Après Forêt à Tamarins des hauts
Fourrés 'perhumides' à Pimpins des hauts
Fourrés à Branles
Forêt tropicale humide sous le vent
Destruction et
Forêt tropicale humide au vent
fragmentation
Fourrés 'perhumides' à Pimpins
d’habitats
Forêt semi-sèche des fonds de cirque
Étangs
Espèces exotiques
envahissantes Coulées de lave récente
Végétation littorale
Surexploitation Savane à lataniers
des espèces Forêt tropicale de basse altitude
Forêt semi-sèche
Braconnage
Strasberg et al., 2005 7
Contexte Biodiversité singulière mais menacée
… et dans le futur ?
Avant L’arrivée de l’Homme Après Futures menaces ?
+
Destruction et
fragmentation Pression sur le
d’habitats foncier avec la
croissance
démographique
Espèces exotiques
envahissantes
Surexploitation
des espèces
Braconnage
Strasberg et al., 2005 8
Contexte Verrou
Manque de connaissances sur la biologie et l’écologie
des espèces indigènes et endémiques de La Réunion
Évaluation du niveau de remplissage des fiches ITP
DAUPI
Extrait bilan DAUPI, 2018 9
Contexte Une des clés : la Recherche-Action
« Accroître le savoir par l’action et rendre l’action plus efficace par le savoir »
#DAUPI
Démarche
Aménagement
Urbain GERMENDEMIK
et Plantes Thèse de
Indigènes Cédric Leperlier
ACTION RECHERCHE (2016-2019)
Thèse de
Maëva Naze
(2019-2022)
In Mémento du forestier tropical 10Thèse Objectifs et structure de ma thèse
Elargir les données écologiques, physiologiques et génétiques
sur un cortège d’espèces indigènes et endémiques de La Réunion d’intérêt mellifère et médicinal
Semencier
Caractériser les formes florales du Tan rouge et ses implications physiologiques
Volet 1 TAN ROUGE sur la production de semences
Evaluer la différenciation phénotypique et génétique du Fleur jaune
Volet 2 FLEUR JAUNE le long d’un gradient altitudinal
Etudier le comportement à la conservation et les stratégies de germination
Volet 3 CORTÈGE d’un cortège d’espèces ciblé
Semences
11Volet 1 Weinmannia tinctoria Sm., Tan rouge
Une espèce d’intérêt mellifère d’intérêt scientifique
Semencier
Caractériser les formes florales du Tan rouge et ses implications physiologiques
Volet 1 TAN ROUGE sur la production de semences
Evaluer la différenciation phénotypique et génétique du Fleur jaune
Volet 2 FLEUR JAUNE le long d’un gradient altitudinal
Etudier le comportement à la conservation et les stratégies de germination
Volet 3 CORTÈGE d’un cortège d’espèces ciblé
Semences
12Weinmannia tinctoria Sm.
Volet 1
Tan rouge Une espèce d’intérêt mellifère d’intérêt scientifique
Question(s) Existe-t-il différentes "formes sexuées" chez Weinmannia tinctoria
de recherche et comment les caractériser ?
3 formes sexuées potentielles ?
Caractérisation des traits floraux
Au niveau du pistil et des étamines
Caractérisation du pollen
Test de la vigueur du pollen in vitro
Mâle ? Femelle ? Hermaphrodite ?
JM SARRAIHL 13Weinmannia tinctoria Sm.
Volet 1
Tan rouge Une espèce d’intérêt mellifère d’intérêt scientifique
Question(s) Existe-t-il différentes "formes sexuées" chez Weinmannia tinctoria
de recherche et comment les caractériser ?
Caractérisation des semences par
Eléments du protocole
type de semencier/forme florale
Au niveau du fruit
Comptage
Nombre de graines
Au niveau de la graine Coupe de 50 graines par individu
sous loupe binoculaire
Caractérisation interne 2 modalités (pleine ou vide)
Test de germination à 20°C, photopériode 12/12H
Pouvoir germinatif
pour chaque individu
14Weinmannia tinctoria Sm.
Volet 1
Tan rouge Une espèce d’intérêt mellifère d’intérêt scientifique
Question(s) Existe-t-il différentes "formes sexuées" chez Weinmannia tinctoria
de recherche et comment les caractériser ?
Suivi phénologique mensuel
sur 10 individus par population Traits phénologiques suivis
• Boutons
• Fleur
• Fruits verts/fruit mûrs
• Jeunes feuilles/perte de feuilles
Suivi phénophase par classe
1. Aucune feuille, ni fleur, ni fruit
2. 0 à 5%
3. 5 à 25 %
4. 25 à 50 %
5. 50 à 100 %
Méthode de Dafni (1992)
avec classes adaptées 15Volet 2 Hypericum lanceolatum Lam., Fleur jaune
Une plante médicinale d’intérêt scientifique
Semencier
Caractériser les formes florales du Tan rouge et ses implications physiologiques
Volet 1 TAN ROUGE sur la production de semences
Evaluer la différenciation phénotypique et génétique du Fleur jaune
Volet 2 FLEUR JAUNE le long d’un gradient altitudinal
Etudier le comportement à la conservation et les stratégies de germination
Volet 3 CORTÈGE d’un cortège d’espèces ciblé
Semences
16Hypericum lanceolatum Lam.
Volet 2
Fleur jaune Une plante médicinale d’intérêt scientifique
Intérêt anthropique Intérêt scientifique
Inscrite à la Pharmacopée Deux sous-espèces et
Française depuis 2013 des formes intermédiaires
2400m
Hypericum lanceolatum
subsp. augustifolium
Feuille X2 Pistil X2
1900m
1800m Formes
intermédiaires
1500m
Hypericum lanceolatum
subsp. lanceolatum
© Maëva Naze
Feuille X2 Pistil X2
550m Gradient altitudinal
Flore des Mascareignes, Bösser 17Hypericum lanceolatum Lam.
Volet 2
Fleur jaune Une plante médicinale d’intérêt scientifique
Question(s) Quelles sont les différentes formes morpho-physiologiques
de recherche d’Hypericum lanceolatum le long d’un gradient altitudinal ?
Mesures morphométriques
Dioré
Plaine des
Roche Exemples de Exemples de
Fougères
Ecrite traits floraux traits foliaires
Définition de
Maïdo groupes
morphologiques
Massif du
Makes Largeur de l’ovaire Présence/absence de
Piton de la Longueur de l’ovaire nervures secondaires
Fournaise
Couleur du pistil
Définition de
Populations ciblées
Suivi phénologique sur 90 individus (30 pour 3 populations) patrons
prioritairement phénologiques
18Hypericum lanceolatum Lam.
Volet 2
Fleur jaune Une plante médicinale d’intérêt scientifique
Question(s)
de recherche Quelle est la plasticité phénotypique d‘H. lanceolatum ?
L’altitude la plus élevée
2 pépinières sur
la commune du Tampon
L’altitude la plus basse
Stations du 3P +
© Maëva Naze de l’ARMEFLHOR
Répartition de 50 plants Suivi de l’évolution des traits
200 plants microbouturés par sous-espèce
par station morphologiques et physiologiques
19Hypericum lanceolatum Lam.
Volet 2
Fleur jaune Une plante médicinale d’intérêt scientifique
Question(s) Les différences morphologiques et le patron phénologique observés
de recherche sont-ils congruents avec une différenciation génétique ?
Marqueurs microsatellites (en cours de développement)
16 amorces marquées à tester
Echantillonnage de feuilles des populations ciblées (30 individus/population)
Mêmes individus étudiés pour la caractérisation morpho-physiologique et le suivi phénologique
Génotypage et analyse
20Volet 3 Cortège
Ecologie de la germination sur un cortège d’espèces
indigènes et endémiques d’intérêt mellifère et médicinal
Semencier
Caractériser les formes florales du Tan rouge et ses implications physiologiques
Volet 1 TAN ROUGE sur la production de semences
Evaluer la différenciation phénotypique et génétique du Fleur jaune
Volet 2 FLEUR JAUNE le long d’un gradient altitudinal
Etudier le comportement à la conservation et les stratégies de germination
Volet 3 CORTÈGE d’un cortège d’espèces ciblé
Semences
21Ecologie de la germination sur un cortège d’espèces
Volet 3
Cortège indigènes et endémiques d’intérêt mellifère et médicinal
Peut-on définir des stratégies de germination et un comportement
Question(s)
de recherche à la conservation communs aux espèces indigènes et endémiques
dans les habitats où l'on rencontre W. tinctoria et H. lanceolatum ?
H. lanceolatum
Hubertia tomentosa Phylica nitida
Forgesia racemosa
Erica reunionensis
Stoebe passerinoides
W. tinctoria
Nuxia verticillata
© Maëva Naze
Espèces ciblées sur Cyathea glauca
en forêt tropicale humide Espèces ciblées dans la végétation ericoïde
22Ecologie de la germination sur un cortège d’espèces
Volet 3
Cortège indigènes et endémiques d’intérêt mellifère et médicinal
Peut-on définir des stratégies de germination et un comportement
Question(s)
de recherche à la conservation communs aux espèces indigènes et endémiques
dans les habitats où l'on rencontre W. tinctoria et H. lanceolatum ?
Test de conservation
Modalités de température Modalités de temps de conservation
Température ambiante T0 T+3 mois T+6 mois T+12 mois
Chambre froide (6-8°C)
Lancement de test de germination pour chaque modalité de température
(5 répétitions de 20 graines)
Congélateur (-18°C)
23Ecologie de la germination sur un cortège d’espèces
Volet 3
Cortège indigènes et endémiques d’intérêt mellifère et médicinal
Peut-on définir des stratégies de germination et un comportement
Question(s)
de recherche à la conservation communs aux espèces indigènes et endémiques
dans les habitats où l'on rencontre W. tinctoria et H. lanceolatum ?
Test de germination (5 répétitions de 20 graines)
Variable
Traitement pré-germinatif Ex : acide gibbérellique
Température 15, 20 ou 25°C © Maëva Naze
Réglage
armoire 1 répétition de 20 graines de
climatique Forgesia racemosa sur coton
Photopériode 12/12H
24Ecologie de la germination sur un cortège d’espèces
Volet 3
Cortège indigènes et endémiques d’intérêt mellifère et médicinal
Rendre l'action plus Comment optimiser le taux et la vitesse de germination et les étapes
efficace par le savoir ... post-germination de « petites graines » potentiellement photosensibles ?
• L’acide gibbérellique pourrait-il lever la photosensibilité des graines ?
Traitement pré-germinatif • L’eau fumée peut-elle se substituer à ce produit relativement cher à
grand volume ?
Test de matériaux de substitution au broyat de fougères
Substrat de semis
Fibre de coco
25Conclusion
Objectif général
Elargir les données écologiques, physiologiques et génétiques
sur un cortège d’espèces indigènes et endémiques
de La Réunion d’intérêt mellifère et médicinal
Quelles retombées possibles ? Quels bénéficiaires ciblés ?
Caractérisation
• Scientifique : contribuer au morpho-physiologique et Communauté scientifique
renforcement des connaissances sur écologie de la germination Aménageurs
les espèces indigènes en milieu d’espèces indigènes et Pépiniériste
insulaire tropical endémiques de La Réunion Gestionnaire de la Nature
• Socio-économique : mettre au d’intérêt mellifère et médicinal Population
point des itinéraires techniques
(depuis la récolte)
• Territoire : valoriser le patrimoine
naturel et culturel de La Réunion
26Références bibliographiques
Dafni, A. (1994). Pollination Ecology: A Practical Approach. Brittonia. 46. 10.2307/2807163.
Giraud-Techer, S., Amédée J., Girard-Valenciennes, E., Thomas, H., Brillant, S, Grondin, I. et al. (2016). Plantes médicinales de La Réunion
inscrites à la Pharmacopée française Ethnopharmacologia 56:7–33.
Jankova, E., & Yurukova-Grancharova, P., & Vitkova, A. (2013). Reproductive biology of the Balkan endemic Sideritis scardica (Lamiaceae).
Botanica Serbica. 37. 83-87.
Louppe, D. & Mille,. (2015). Le Mémento du forestier tropical. Versailles : Ed. Quae, 1198 p. ISBN 978-2-7592-2340-4
MEA (Millenium EcosystemAssessment). (2005). Rapport de synthèse de l’Évaluation des Écosystèmes pour le Millénaire. Rapport technique.
Rivière, J.-N, Hivert, J. & Schmitt, L., Derroire, G., & Sarrailh, J.-M & Baret, S. (2008). Rôle des fougères arborescentes dans l'installation des
plantes à fleurs en forêt tropicale humide de montagne à La Réunion (Mascareignes, Océan Indien). Revue d'écologie (Terre et Vie). 63. 199-
207.
Strasberg, D., Rouget, M., Richardson, D. M., Baret, S., Dupont, J., & Cowling, R. M. (2005). An assessment of habitat diversity and
transformation on La Réunion Island (Mascarene Islands, Indian Ocean) as a basis for identifying broadscale conservation priorities.
Biodiversity & Conservation. 14(12), 3015-3032.
27Merci de
votre attention !
maeva.naze@univ-reunion.fr
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