Soutenance mémoire
Le niébé [Vigna unguiculata (L.) Walp] est une légumineuse alimentaire surtout cultivée pour ses graines qui possèdent une valeur nutritionnelle élevée et son fourrage qui est bien apprécié par le bétail. Cependant, en zone sahélienne la pauvreté des sols, surtout en azote et en phosphore, et la faible pluviométrie constituent les principales contraintes à la production du niébé (Hall et al., 1997).
Le niébé est capable de fixer l’azote atmosphérique grâce à la symbiose qu’il peut développer avec certaines bactéries du sol désignées sous le terme générique « rhizobium ». La fixation symbiotique de l’azote est un processus naturel très répandu, responsable d’une part importante des entrées d’azote dans les écosystèmes terrestres (Figueiredo et al., 1998). Elle est particulièrement intéressante sur les sols pauvres en azote. Elle peut être optimisée en apportant à la plante, en général au moment du semis, une souche sélectionnée de rhizobium. Cette technique appelée inoculation, pourrait permettre d’améliorer la productivité du niébé dans le Sahel.
Par ailleurs, le niébé est aussi capable de s’associer avec des champignons mycorhiziens arbusculaires (CMA) pour former des mycorhizes. Cette symbiose permet à l a grande majorité des plantes terrestres de mieux résister aux conditions pédo-climatiques défavorables (Janos, 1983). En effet, cette symbiose permet une amélioration de la nutrition hydrominérale des plantes, en particulier en phosphore. De plus, les plantes mycorhizées se d éveloppent rapidement et mieux dans des sols peu fertiles sans apports nutritifs (Newsham et al., 1995). Selon ces d erniers auteurs, cette association assure également la protection sanitaire des plantes en leur conférant une résistance aux pathogènes comme ceux responsables de la fonte des semis. Des études antérieures (Sy, 1995 ; Krasova, 2003) ont montré qu’il existe une grande diversité au sein des souches de rhizobium isolées des nodosités d’une même légumineuse. En plus, hormis les différences génétiques (Zhang et al., 1991), certaines souches sont plus compétitives et plus efficaces que d’autres (Dommergues et al., 1999) d’où l’intérêt d’étudier leur diversité naturelle. Une meilleure connaissance des rhizobiums et des champignons mycorhiziens arbusculaires associés au niébé, serait un facteur important pour permettre l’amélioration de la culture de niébé en Mauritanie.
Le niébé
Présentation générale
Les légumineuses à g raines occupent une place prépondérante dans l’agriculture mondiale. Elles jouent un rôle important aussi bien dans l’alimentation humaine et animale que dans le maintien de la fertilité des sols. Grâce à leur capacité à fixer l’azote en association avec les rhizobiums, elles permettent d’économiser l’azote du sol. Dans le cadre d’une rotation de culture légumineuse–céréale, l’azote des racines et des nodosités peut être ainsi transféré à la céréale suivante au cours du processus de décomposition. Il y a une incertitude sur l’origine du niébé. Selon Padulosi et Ng (1997) cité par KrasovaWade (2003), la pointe sud de l’Afrique serait probablement le centre d’origine de l’espèce Vigna unguiculata. Le niébé a été décrit par Linné à partir d’une forme cultivée provenant des Antilles, sous le nom de Dolichos unguiculatus, qui deviendra Vigna unguiculata. Domestiqué en Afrique de l’Ouest, le niébé a été diffusé dans les autres régions de l’Afrique et sur les autres continents par les migrations et les routes du commerce à travers l’Egypte et l’Arabie Saoudite (Cissé et al., 1996 ). La superficie cultivée annuellement dans le monde est estimée à plus de 12,5 millions d’hectares, dont environ 9,8 millions réalisés en Afrique de l’Ouest, faisant de cette région la première productrice et la première consommatrice de niébé dans le monde (CGIAR, 2001). Environ deux tiers de la production mondiale et plus de trois quarts des superficies cultivées sont en Afrique sub-saharienne, du Sénégal à l’ouest jusqu’au Mozambique à l’est (Ehlers et Hall, 1997) en passant par le Niger, le Nigeria, le Soudan, le Kenya, la Tanzanie et le Botswana. En effet, la production mondiale du niébé est estimée à 3,3 millions de tonnes de graines sèches, dont 64 % sont récoltés en Afrique (FAO, 2001). Le rendement moyen mondial du niébé est relativement faible et se situe à moins de 300 kg à l’hectare. En Afrique, les rendements moyens varient considérables de 50 à 550 kg/ha en fonction des variétés utilisées, du degré d’utilisation d’intrants (engrais et pesticides), du système de culture (associée ou pur e) et des conditions agro climatiques(www.fao.org/ag/AGP/agpc/doc/publicat/cowpea_cisse/cowpea_cisse_f.htm).
Systématique
Vigna unguiculata (L) Walp, est une légumineuse herbacée annuelle ou pérenne, rarement érigée (Rachie et Robert, 1974). C’est une Dicotylédone appartenant à l’embranchement des Spermaphytes. Maréchal et al., (1978) ont proposé la classification suivante :
Embranchement des Spermaphytes
Sous–embranchement des Angiospermes
Classe des Dicotylédones
Ordre des Fabales
Famille des Fabaceae
Sous-famille des Fabiodeae
Tribu des Phaseoleae
Sous-tribu des Phaseolinaea
Genre : Vigna
Section : Catiang
Espèce : Vigna unguiculata.
Baudoin et Maréchal (1985) ont subdivisé cette espèce très variable en six groupes principaux :
(1) Le groupe unguiculata, qui est la forme commune ;
(2) Le groupe biflora ou catiang, caractérisé par de courtes gousses et répandu en Asie ;
(3) Le groupe sesquipedalis ou haricot kilomètre, dolic asperge, à gousses pendantes de 1 m de long, développé majoritairement en Asie ;
(4) Le groupe textilis, cultivé en Afrique de l’Ouest pour la production de fibres ;
(5) Le groupe mensensis et
(6) Le groupe dekindtiana.
Certains de ces groupes se sont révélés plus tard être des sous espèces ou des variétés.
Morphologie de la plante
L’espèce Vigna unguiculata (L.) Walp. présente des formes spontanées annuelles appartenant à la sous espèce Vigna unguiculata subsp. unguiculata et des formes pérennes avec dix sous espèces (Pasquet , 1996).Selon Maréchal et al. (1978), le niébé est une espèce diploïde ayant une garniture chromosomique de 2n = 22. Il est autogame, mais certains cas d ’allogamie ont été décrits chez des formes spontanées ou pérennes (Fery, 1985). La germination du niébé est épigée et la jeune plante possède deux premières feuilles opposées, sessiles et entières. Les feuilles sont ensuite alternes, pétiolées et trifoliolées. La tige porte des nœuds ayant des stipules prolongées sous l’insertion et peut être rampante, volubile ou é rigée selon le génotype et les conditions de température et de photopériode. L’inflorescence est axillaire et formée d’un pédoncule de 10 à 30 cm au bout duquel se trouvele rachis dont chaque nœud porte une paire de fleurs et un bourrelet de nectaires extra floraux. La racine pivotante est généralement bien développée, ce qui favorise sonadaptation auxmilieux secs. Ces racines portent des nodosités contenant desbactéries du genreBradyhizobium qui fixent l’azote atmosphérique. Cettepropriétépermet au niébé de se développer sur des sols pauvres (Pasquet et Baudoin, 1997). La gousse peut être colorée grâce à la présence de pigments anthocyaniques dont la distribution est variable. Elle est entièrement pourpre, pigmentée sur les valves, sur les sutures ou à son extrémité, marbrée ou dépourvue de pigments. La couleur des graines est variable chez les formes cultivées. Elle est déterminée par un gène dominant appelé gène c, «general color factor», associé aux gènes contrôlant la synthèse des types de pigment (anthocyanine basique et mélanine) dans les différentes couches du tégument (Pasquet et Baudoin, 1997). En l’absence du gè ne c, la graine est partiellementblanche. La couleur peut ne pas être uniformément répartie sur la graine notamment autour de la zone de l’œil qui entoure le hile.
Aspects ethnobotaniques
Le niébé est un aliment de base apprécié en Afrique. Ses feuilles, gousses vertes et graines sèches peuvent être consommées et commercialisées. Cette légumineuse joue donc un rôle important dans la subsistance de beaucoup de familles rurales en Afrique, en Amérique latine et en Asie, en procurant les éléments nutritifs déficients chez les céréales. Certaines variétés à cycle court, mûrissent tôt, ce qui permet de disposer d’un aliment de bonne qualité pendant les périodes de « soudure ». Dans les régions sahéliennes d’Afrique, cette période durant laquelle la nourriture est rare, correspond aux mois d’août et de septembre. Un avantage supplémentaire est que ses fanes constituent un fourrage de qualité pour le bétail en raison de leur haute teneur en protéines. Des quantités importantes de ce produit peuvent être commercialisées, ce qui fournit un complément de revenu parfois non né gligeable aux populations rurales (www.fao.org/ag/AGP/agpc/doc/publicat/cowpea_cisse/cowpea_ cisse_f.htm).
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Table des matières
I. INTRODUCTION
II. SYNTHESE BILIOGRAPHIQUE
1 Le niébé
1.1 Présentation générale
1.2 Systématique
1.3 Morphologie de la plante
1.4 Aspects ethnobotaniques
1.5 Intérêt agronomique du niébé
1.6 Ecologie du niébé
1.7 La culture du niébé en Mauritanie
2 Symbioses mycorhiziennes
2.1 Généralités
2.2 Caractères physiologiques
2.3 Caractères morphologiques
2.4 Les ectomycorhizes
2.5 Les ectendomycorhizes
2.6 Les endomycorhizes
2.6.1 Classification des champignons MA
2.6.2 Ecologie des champignons mycorhiziens arbusculaires
2.6.3 Biologie des champignons MA
2.6.4 Rôles des endomycorhizes
2.6.5 Nutrition hydrominérale des plantes
2.6.6 Mycorhizes et structure des sols
2.6.7 Résistance aux pathogènes
2.6.8 Tolérance aux stress abiotiques
3 La symbiose fixatrice d’azote
3.1 Les rhizobiums
3.1.1 Morphologie des rhizobiums
3.1.2 Systématique des rhizobiums
3.2 Les rhizobiums associés au niébé [Vigna unguiculata (L.) Walp.]
III. MATERIEL ET METHODES
1 Présentation de la zone d’étude
2 Matériel végétal
2.1 Les variétés de niébé
2.2 Echantillons de nodosités
2.3 Echantillons de sol
3 Méthodes
3.1 Expérimentation en serre
3.1.1 Mesure de la longueur des plants
3.1.2 Coloration des racines
3.1.3 Observations et estimation des paramètres de mycorhization
3.2 Culture aseptique du niébé
3.2.1 Dénombrement des rhizobia nodulant du niébé
3.2.2 Aseptisation de nodosités et isolement de rhizobium
4 Méthodes moléculaires utilisées pour la caractérisation génotypique
4.1 Extraction de l’ADN des nodosités
4.2 Amplification par Réaction de Polymérisation en Chaîne de l’espace intergénique (IGS) de l’ADNr 16S-23S et analyse du pol ymorphisme de taille des fragments de restriction (PCR/RFLP)
4.3 Polymorphisme de taille des fragments de restriction (RFLP)
5 Analyse de la diversité
IV. RESULTATS
1 Diversité génétique des rhizobiums nodulant in situ le niébé dans les zones de cultures sous pluies et de décrue en Mauritanie
2 Diversité génétique de rhizobiums nodulant le niébé au laboratoire
2.1 Evaluation du nombre de bactéries par gramme de sol (MPN)
3 Effet des variétés (Foyta et Gris-blanc) cultivées sur les paramètres de mycorhization
4 Effet des inoculums (sols de culture du niébé en Mauritanie) sur les paramètres de mycorhization
5 Interactions sols et variétés sur les paramètres de mycorhization
6 Interactions sols et variétés sur les la croissance des plants
V. DISCUSSION
VI. CONCLUSION ET PERSPECTIVES
VII. REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
VIII. ANNEXES
