BOUSSAID Mohamed

146 Pages·2013·14.33 MB·French

République Algérienne Démocratique et Populaire
ﻲـــــــﻤــﻠـﻌـﻟا ﺚــــــﺤـــﺒﻟاو ﻲـــــــﻟﺎـــﻌﻟا ﻢــــﯿــﻠـــﻌﺘﻟا ةرازو
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
UNIVERSITEDESSCIENCESETDELATECHNOLOGIEd’ORANMohamedBoudiaf
Faculté des Sciences
Département de Biotechnologies
Spécialité : Biotechnologies Option : Biotechnologies
THESE
Présentéepar
BOUSSAID Mohamed
Pour l'obtention du diplôme de Doctorat en Sciences en
Biotechnologies
Thème
Diversité des populations naturelles de Stipa tenacissima L en Algérie:
Approches Phénotypique, Caryologique et Moléculaire.
Soutenue le 11/04/2013 devant la commission d'examen composée de :
Qualité Nom et Prénom Grade Etb d'origine
Président M HADJADJ Aouel Seghir Professeur Université d'Es-sénia Oran
Rapporteur Mme KAID-HARCHE Meriem Professeur. USTOMB Oran
Examinateur M AMIROUCHE Rachid Professeur. USTHB Alger
Co-Rapporteur M BENITO Jiménez César Professeur. Univ Complutense Madrid
Examinateur M DJABEUR Abderrezak M.conf.A USTOMB Oran
Invité M NARANJOPompa Tomás Professeur Univ Complutense Madrid
Année universitaire : 2012/2013

Avant-propos
Merci avant tout au Bon Dieu "ALLAH", le Clément, le Miséricordieux, le plus
Puissant qui nous a comblé de ses bienfaits et nous a donné assez de force et de moyens pour
achever ce travail.
Auterme dece travail, qu’il mesoit permis d’exprimermes plus vifs remerciements à:
Premièrement, Mme KAID HARCHE Meriem, Professeur et Chef de département
de Biotechnologies Végétales à l'Université des Sciences et de laTechnologie
d'OranMohamed BOUDIAF (USTOMB) de m'avoir proposé ce sujet intéressant et pour
avoir accepté de diriger ce travail et avoir bien voulu yconsacrer son temps, ses conseils et sa
précieuse aidetout aulongdelaconduite decette étude.
Je remercie également, le Professeur CESAR BENITO Jimenez et le Professeur
Thomas NARANJO POMPA de l'Université Complutense de Madrid (Espagne), pour leur
accueil aux laboratoires de génétique et qui m'ont aidé à accomplir les grandes parties de ce
travail.
De plus, je remercie Monsieur le Professeur HADJADJ AOUEL Seghir de
l'Université d'Es-Sénia d’avoir accepté de présider lejurydema thèse.
Ainsi, je suis très honoré que notre professeur Monsieur AMIROUCHE Rachid de
l'Université des Sciences et de la Technologie Houari BOUMEDIENE (USTHB) Alger, et
Monsieur le Docteur DJABEUR Abderrezak de l’Université des Sciences et de la
Technologie Mohamed BOUDIAF (USTO) Oran, aient accepté de faire partie de mon jury de
thèse et d’avoir consacré un peu de leur temps précieux pour juger mon travail et rédiger un
rapport dethèse.
Auterme de ce mémoire, nous voudrions saisir cette opportunité pour manifester notre
gratitude et nos remerciements à tous ceux qui, de près ou de loin nous ont aidé ou accordé
des facilités dans la réalisation de ce travail. Nous tenons à adresser notre gratitude et nos
remerciements :
A M. ZEDEK Mohamed, chef de Département des Sciences Agronomiques; M.
OUENES Mohamed, M. BENKHETTOU Abdelkader et M. DELLAL Abdelkader de
l'Université Ibn Khaldoun de Tiaret, pour leur soutien permanent et leur amitié, qu’ils en
soient vivement remerciés.
M. Khaled TAÏBI, merci pour votre disponibilité et vos précieux conseils,
notamment concernant le traitement de données et les analyses statistiques. Je vous suis
reconnaissant dutemps consacré àmes travaux malgré les difficultés pratiques.
Je tiens à remercier également M. MECHRAOUI Daif (Badri), de m'avoir
accompagné lors delacollecte des échantillons et del'aide qui m'a offert.
Je ne peux pas terminer mes remerciements sans remercier chaleureusement
MEGANE Whitedes facilités qu'elle m'a accordé pour l'accomplissement decette thèse.
Merci àtous ceux qui deprès oude loinont participéouinfluencé ce travail de thèse.
Voici donc toutes celles et tous ceux qui, de près ou de loin, ont contribué à améliorer
par leurs critiques et leurs encouragements cette dissertation, et par conséquent, ont rendu
possiblelamiseenmusiquedecette œuvre...
…et lalisteest longue…
En finissant, J’ai une pensée très affectueuse, sincère et profonde pour ma famille qui
m’a toujours soutenue. Une gratitude plus forte à mes parents, qui m’ont toujours supporté, et
ce tout au long de ma vie, entre autres, sans eux rien n’aurait été possible et grâce à eux j'ai
grandi dans unmilieuépanouissant.
Cette thèse est un Hommage à mon regretté père Si Abdelkader (belaradj). Je
souhaite dédier ce travail… à l’âme de mon père que j’ai voulu être toujours présent à ses
côtés… vous étiez un pilier solide et incontournable pour ma personne et mon parcours
estudiantin,quevous vous reposez en paix duDieu,amen!!!
…à la perle de ma vie, ma mèrequi m'a toujours biné par ses prières, et soutenu par
ses précieux conseils; par la grâce d’Allah le plus puissant, sans toi maman, sans tes
sacrifices, sans ton soutien je n’arriverai jamais à ce que je suis…ton appui et ton amour sont
irremplaçables…
Ma profonde reconnaissance à ma chère épouse et mes deux enfants Yacine et
Abdelkader pour leur soutien sans faille, leur grande indulgence, leur compréhension, leur
patience, leur encouragement et surtout leur contribution dans le partage de stress de la
recherche et qui ont supporté mon absence pendant mes déplacements en Algérie et à
l’étranger pourréaliser ce travail.
Ames frères, mes sœurs, mes nièces et mes neveux sans oubliémes chers étudiants.
…àtous qui mesont chers
Merci
: ﺺﺨﻠﻤﻟا
˯Ύ˰ѧ˰˰ϔϠ˰Τϟ΍ΕΎѧΒϨϟϲѧΌϳΰΠϟ΍ϭϲϐΒѧμ ϟ΃ˬϱήϫΎѧψϟ΍ςϤϨѧϟ΍ωϮѧϨΗΔѧγ΍έΩϰѧϠϋΎѧγΎγ΃ΚѧΤΒϟ΍Ϊ˰ѧ˰˰˰ϤΘόϳ
.Stipatenacissima L
بﻮﮭﺴﻟا ﺔﻘﻄﻨﻣ ﻲﻓ ﺎﻤﯿﺳ ﻻ ﺮﺋاﺰﺠﻟا ﻲﻓ ﺖﯾﺮﺟأ ﺔﻌﺳاو ﺔﻨﯿﻋ ﻰﻠﻋ لوﻷا مﺎﻘﻤﻟا ﻲﻓ ﺔﺳارﺪﻟا هﺬھ ﺪﻨﺘﺴﺗ
.تﺎﻌﻔﺗﺮﻤﻟاو
؛ﺔﺘﺒﻨﻟا هﺬھ عﻮﻨﺗ ﺺﺨﯾ ﺎﻤﯿﻓ تﺎﻣﻮﻠﻌﻤﻟا ﻦﻣ ﺮﯿﺜﻜﻟا ﻰﻠﻋ لﻮﺼﺤﻟا ﻢﺗ
ϭ΃ΔϳήѧѧπΧΖѧѧϧΎϛ˯΍ϮѧѧγˬΩ΍ήѧѧϓϸϟϱήϫΎѧѧψϟ΍ςϤϨѧѧϟ΍ΕΎϔѧѧλ ϰѧѧϠϋΩΎѧѧϤΘϋϻ΍ϥ΃Δѧѧγ΍έΪϟ΍ϩάѧѧϫΖϔѧѧθϛ
.ﺮﺋﺎﺸﻌﻟا ﻒﻠﺘﺨﻣ ﻦﯿﺑ ﺎﻤﯿﻓ وأ ةﺮﯿﺸﻋ ﻞﻛ ﻦﻤﺿ ءاﻮﺳ مﺎھ ﻲﺟﻮﻟﻮﻓرﻮﻣ عﻮﻨﺗ ﻰﻠﻋ لﻮﺼﺤﻟا ﻦﻣ ﻦﻜﻣ ،ﺔﯾﺮﺛﺎﻜﺗ
ΔѧϳϮϠόϟ΍ϦϴѧΘόΒϨϘϟ΍ϝϮѧσκ ѧΨϳΎѧϤϴϓΎϤϴѧγϻˬϯήѧΧϷ΍ϦѧϣήѧΜϛ΃Ω΍ήϓϸϟΓΰϴϤϣΖϧΎϛΕΎϔμ ϟ΍ξ όΑ
. ﻰﻠﻔﺴﻟا ﺔﻔﯿﺼﻌﻟا لﻮﻃو ﺔﯿﻠﻔﺴﻟاو
ˬΔϴϐΒѧѧμ ϟ΍Δϐϴѧѧμ ϟ΍ΔѧѧΟέΩα Ύѧѧγ΃ϰѧѧϠϋή΋Ύѧѧθόϟ΍ϦѧѧϣϦϴΘϋϮѧѧϤΠϣΪѧѧϳΪΤΘΑΔϴϐΒѧѧμ ϟ΍Δѧѧγ΍έΪϟ΍ΖΤϤѧѧγ
ϥ˰ѧΑΔϴϧΎΜϟ΍Δ˰ϋϮ˰˰˰˰˰ϤΠϤϟ΍ϞϤθΗΎϤϴϓΓή˰˰˰˰˰ϴθϋϢπΗϲϐΒλ 2x = 24 = ن 2 ـﺑ ﻰﻟوﻷا ﺔﻋﻮﻤﺠﻤﻟا
ϡ΍ΪΨΘѧγΎΑˬISSRΔѧϴϨϘΗΔτѧγ΍ϮΑϊ ѧϳί ϮΘϟ΍΍άѧϫΔѧϴΌϳΰΠϟ΍Δѧγ΍έΪϟ΍ΕΪѧϛ΃Ϊѧϗϭή΋ΎѧθϋΔ˰ѧΛϼΛ6x = 72=
.UPGMA ﻲﻣﺮﮭﻟا ﻒﯿﻨﺼﺘﻟا
ΔѧΟέΩϭϝϮѧτϟ΍ρϮѧτΨϟΔΒѧδϨϟΎΑΓήϴѧθόϟ΍ϊ ѧϗϮϣϦϴѧΑ΍ΪѧΟήϴΒϛρΎΒΗέ΍ϰϠϋϝϮμ Τϟ΍ϦϣΎϨϜϤΗΪϗϭ
ΰѧϴϤΘΗϭϝϮτϟ΍ςΧβ ϔϧϰϠϋϊ ϗϮϤΘΗΕΎϴϐΒμ ϟ΍ΓΩΪόΘϤϟ΍ή΋Ύθόϟ΍ϊ ϴϤΟϥ΃ϰϟ·ΓέΎηϹ΍ϊ ϣˬΔϴϐΒμ ϟ΍Δϐϴμ ϟ΍
.فﺎﺟ خﺎﻨﻣ ﺮﯿﺛﺄﺗ ﺖﺤﺗ لﺎﻣﺮﻟا ﻦﻣ ﺔﯿﻟﺎﻋ ﺔﺒﺴﻧ تاذ ةﺮﯿﻘﻓ ﺔﺑﺮﺗ ﻰﻠﻋ ﺎھﻮﻤﻨﺑ
ISSR (Inter simple sequence repeats) ﺔﯿﻠﺧاﺪﻟا ﺔـﯿﻓداﺮﺘﻟا ﺔـﻄﯿﺴﺒﻟا تاراﺮﻜﺘﻟا .ﺔـﯿﻨﻘﺗ رﺎﺒﺘﻋا ﻦﻜﻤﯾ.
.ءﺎــﻔــﻠﺤﻟا تﺎﺒﻨﻟ ﺮﺋﺎﺸﻌﻟا و داﺮﻓﻷا ﻒﻠﺘﺨﻣ ﻦﯿﺑ ﺰﯿﯿﻤﺘﻟﺎﺑ ﺢﻤﺴﺗ و ﺔــﻤﮭﻣ
ϱϭϮѧϨϟ΍ξ ϤΤϟ΍Δ˰ϔ˰ϋΎπϣϞϋΎ˰ϔΘϟPCR ﻲﻓ ﺔﻣﺪﺨﺘﺴﻤﻟا amorces 12 ـﻟا رﺎﺒﺘﺧﻻا تﺎﺋدﺎﺑ
ϪѧϋϮϤΠϣΎѧϣΥΎѧδϨΘγ΍ϢѧΗΪѧϗϭΎѧϬϨϴΑΎѧϤϴϓ΍ήѧϴΜϛΓΰϳΎϤΘϣϡΰ˰ΣΕήϬχ΃ΔΑήΠϤϟ΍ΩήϓϦϴΑϦϣΩήϓϞϜϟ
ϩάѧѧϫϡ΍ΪΨΘѧѧγ΍ήѧѧϬχ΃ϭΎϬόϴѧѧγϮΗϢѧѧΗϲѧѧΘϟ΍ϝΎϜѧѧηϷ΍ΓΩΪѧѧόΘϣΔѧѧϣΰΣ˰ѧѧϟ΍ΔѧѧϋϮϤΠϣϞѧѧλ ΃ϦѧѧϣΔѧѧϣΰΣ
ϒѧϠΘΨϣϦϴѧΑΎѧπϳ΃ϭΓήϴѧθϋϞѧϛΩ΍ήϓ΃ϦϴΑϡΎϫϲΛ΍έϭωϮϨΗUPGM ﻲﺋﺎﺼﺣﻹا ﻞﯿﻠﺤﺘﻟا ﻲﻓ ISSR ﺔﯿﻨﻘﺘﻟا
.ﺮﺋﺎﺸﻌﻟا
:ﺔﯿﺣﺎﺘﻔﻤﻟا تﺎﻤﻠﻜﻟا
.ﺮﺋاﺰﺠﻟا ،عﻮﻨﺘﻟا ،ISSR ،تﺎﯿﻐﺒﺼﻟا ،يﺮھﺎﻈﻟا ﻂﻤﻨﻟا ،تﺎﻔﺼﻟا ،ءﺎﻔﻠﺤﻟا ،Stipatenacissima
Résumé :
Le travail porte sur l’étude de la diversité phénotypique, caryologique et moléculaire
des populations spontanées de l’alfa «Stipa tenacissima L».Cette étude repose
essentiellement sur un large échantillonnage réalisé en Algérie particulièrement sur la zone
steppiqueet sur les hauts plateaux.
Auterme decette étude,une panoplied’information fait l’objet d’acquisitionrelative à
ladiversité del’espèce.
Sur la base des traits des différentes parties de l'appareil végétatif et reproducteur des
plantes issues de différentes provenances, l’étude phénotypique révèle une importante
variabilité inter et intra-populationnelle. La longueur des glumes supérieure et inférieure et la
longueur du lemmesont les caractères les plus discriminants.
L'étude caryologique décèle deux groupes de populations sur la base du degré de
ploïdie; un groupe diploïde de 14 populations et un groupe hexaploïdes de 03 populations.
Cette séparation des populations échantillonnées a été en grande partie appuyée et confirmée
par l'utilisation du marqueur moléculaire ISSR, par une classification hiérarchique basée sur
laméthode UPGMA.
La corrélation est hautement significative entre la longitude et le niveau de ploïdie.
C’est dire que toutes les populations polyploïdes occupent la même longitude. Les stations y
sont caractérisées par des sols pauvres de texture à dominance sablonneuse sous l'influence
d'un climat aride.
L’analyse de la variabilité de ces populations, par le biais des marqueurs ISSR, révèle
une différence significative. Les 12 amorces utilisées en PCR pour amplifier l’ADN de
chaque individu de l'ensemble des 170 prélevés se sont révélées polymorphes. Au total, 214
bandes reproductibles dont 212 polymorphes ont été amplifiées. L’usage de ces bandes ISSR
dans l’analyse statistique UPGMA montre une large diversité génétique entre ces populations
et entre les individus àl'intérieur de chaque population.
Mots clés:
Stipatenacissima,trait,phénotype, caryotype, ISSR, variabilité,Algérie.
Summary:
The study focuses on the phenotypic, karyologic and molecular diversity of
spontaneous populations of alfa "Stipa tenacissima L". This study is based primarily on a
broad samplingconducted inAlgeria inparticular onthesteppeand thehighlands zones.
Engeneral, we got alot ofinformationonthediversityofthis species;
The study based on phenotypic traits in different vegetative and reproductive parts of
plants issue from different origins revealed a very important inter- and intra-populational
variability.Some characters were very discriminating against others; it is particularly the
length oftheupper and lowerglumes andthe length ofthelemma.
The karyological studyallowed us to identifytwo groups of populations based on their
level of ploïdy, the diploid group brings together 14 populations however the second group
meets only 03 hexaploid populations. This separation of sampled populations was largely
supported and confirmed by the use of ISSR molecular marker and the hierarchical
classification basedontheUPGMA method.
A highly significant correlation was found between longitude and the ploïdy level
indicating that all the polyploïd populations occupy the same longitude as the stations are
characterized bypoorsoils dominatedbysandytextureundertheinfluence of anarid climate.
The analysis of the variability of these populations using ISSR markers allowed a
significant differentiation.The 12 primers used in PCR to amplify the DNA of every
individual of all 170 collected were found polymorphic.A total of 214 reproducible bands of
which 212 were polymorphic amplified.The use of these bands in ISSR UPGMA statistical
analysis showed awide genetic diversitybetween populations andwithineach population.
Keyword:
Stipatenacissima,trait,phenotype, Karyotype, ISSR, variability, Algeria.
Listedesfigures
LISTE DES FIGURES
Figure01.Touffes d'alfa avecpanicules
Figure02.Schématisationd'unprocessus de circination
Figure03. Dégradation des nappes alfatière.a) Incendie,b)Surpâturage
Figure04. Localisation géographiquedes différents sites deprélèvement.
Figure05. Quelques sites deprélèvements des échantillons étudiés
Figure06. Schémad'organisation.a)Epillet. b) fleur (Chez les poacées)
Figure07. Descriptionstatistiquedelavariabilité enregistréedans les longueurs des limbes
foliaires deStipatenacissima collectéedediverses provenances duNord-Ouest
Algérien.
Figure08. Descriptionstatistiquedelavariabilité enregistréedans les largeurs des limbes
foliaires deStipatenacissima collectéedediverses provenances duNord-Ouest
Algérien.
Figure09. Descriptionstatistiquedelavariabilité enregistréedans les longueurs des
panicules deStipatenacissima collectéedediverses provenances duNord-Ouest
Algérien.
Figure10. Descriptionstatistiquedelavariabilité enregistréedans les longueurs des glumes
supérieures deStipatenacissima collectéedediverses provenances du Nord-Ouest
Algérien.
Figure11. Descriptionstatistiquedelavariabilité enregistréedans les longueurs des glumes
inférieures deStipatenacissima collectéedediverses provenances duNord-Ouest
Algérien.
Figure12. Descriptionstatistiquedelavariabilité enregistréedans les longueurs des paléoles
deStipatenacissima collectéedediverses provenances duNord-Ouest Algérien.
Figure13. Descriptionstatistiquedelavariabilité enregistréedans les longueurs des lemmes
deStipatenacissima collectéedediverses provenances duNord-Ouest Algérien.
Figure14. Descriptionstatistiquedelavariabilité enregistréedans les longueurs des arêtes de
Stipatenacissima collectéedediverses provenances duNord-Ouest Algérien.
Figure 15. Scatterplot del'analyseen composanteprincipalepourl'ordinationdes caractères.
Figure16. Analyseen composanteprincipalepourl'ordinationdes caractères
morphologiques, projectiondeCP1et CP2.
Figure17. Analyseen composanteprincipalepourl'ordinationdes caractères
morphologiques, projectiondeCP1et CP3.
Listedesfigures
Figure18. Analyseen composanteprincipalepourl'ordinationdes caractères
morphologiques, projectiondeCP2et CP3.
Figure19. Ordinationdes différentes populations, a)analyseencomposanteprincipale,b)
analyseen cluster.
Figure20. Résultats del’analysehiérarchiqueen Clusters selonlaméthodedeWard,en
utilisant les distances Euclidienne,portant surtous les individus.
Figure21. Localisation géographiquedes populations S.tenacissima échantillonnées.
Figure22. Métaphasedu cytotypediploïde2x=24
Figure23. Paires dechromosomes homologues ducytotypediploïde.
Figure24. Idiogrammeducytotypediploïde.
Figure25. Plaques métaphasiquedes deux cytotypes (a: 24,b: 72).
Figure26. Distributiongéographiquedes cytotypes diploïdes *et hexaploïdes
Figure27. Modèles d'électrophorèsedes produits d'amplification ISSR en utilisant l'amorce
835.
Figure28. Les relations génétiques entreles 17populations deS.tenacissima.UPGMA
dendrogrammebasésur marqueurs ISSR-PCR enutilisant ladistancegénétique
impartialedeNei.
Figure29. Le dendrogrammeSM réduit.
Figure30. Test deMantel distance géographique et SM
Figure31. Test deMantel distance géographique et DICE
Figure32. Test deMantel distance géographique et Jaccard
Figure33. Test deMantel entreSM et Dice
Figure34. Test deMantel entreSM et Jaccard
Figure35. Analysefactorielledecorrespondances pourl'ordinationdes caractères
morphologiques.
Figure36. Les relations génétiques et caryologiques entreles 17populations deS.
tenacissima.
Listedestableaux
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 01. Évolutionsdes superficies des nappes alfatières.
Tableau 02. Analyse de la variance à un seul facteur au seuil de sécurité 95% de l’effet de la
provenancesurlavariabilitédes longueurs des limbes foliaires deStipatenacissima.
Tableau 03. Analyse de la variance à un seul facteur au seuil de sécurité 95% de l’effet de la
provenancesurlavariabilitédes largeurs des limbes foliaires deStipatenacissima.
Tableau 04. Analyse de la variance à un seul facteur au seuil de sécurité 95% de l’effet de la
provenancesurlavariabilitédes longueurs des panicules deStipatenacissima.
Tableau 05. Analyse de la variance à un seul facteur au seuil de sécurité 95% de l’effet de la
provenance sur la variabilité des longueurs des glumes supérieures de Stipa
tenacissima.
Tableau 06. Analyse de la variance à un seul facteur au seuil de sécurité 95% de l’effet de la
provenance sur la variabilité des longueurs des glumes inférieures de Stipa
tenacissima.
Tableau 07. Analyse de la variance à un seul facteur au seuil de sécurité 95% de l’effet de la
provenancesurlavariabilitédes longueurs des paléoles deStipatenacissima.
Tableau 08. Analyse de la variance à un seul facteur au seuil de sécurité 95% de l’effet de la
provenancesurlavariabilitédes longueurs des lemmes deStipatenacissima.
Tableau 09. Analyse de la variance à un seul facteur au seuil de sécurité 95% de l’effet de la
provenancesurlavariabilitédes longueurs des arêtes deStipatenacissima.
Tableau 10. Situation géographique stations de prélèvements des dix-sept populations de S.
tenacissima étudiées.
Tableau 11. Nombrechromosomiquedes 17populations échantillonnées.
Tableau 12. Caractères morphométriques des chromosomes del`alfa
Tableau 13. Table de corrélation mettant en relation le degré de ploïdie et les coordonnées
géographiques des stations deprélèvement.
Tableau 14.Les séquences des oligonucléotides utilisés pourles ISSR -PCR.
Tableau 15. Leprogrammed'amplificationpour ISSR.
Tableau 16. Le nombre total de bande (TNB), Pouvoir de résolution (Rp), nombre de bande
exclusive (NEB) et populations avec bande exclusive (PEB)
obtenus avec chaque amorce ISSR.
Tableau 17. Ladiversité génétiquedes 17populations deStipatenacissima