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N° d'ordre /Master BMC
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UNIVERSITE Joseph KI-ZERBO
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Centre National de la Recherche Scientifique et
N° d'ordreMaster IA
Technologique (CNRST)
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Unité de Formation et de Recherche en Sciences
de la Vie et de la Terre (UFR-SVT)
Département de
Biochimie-Microbiologie
Laboratoire de Biotechnologie et d'Immunologie
Appliquée
(LaBIA)
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Institut de l'Environnement et de Recherches N°
d'ordre......
Agricoles (INERA)
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Centre de Recherches Environnementales, Agricoles et
de Formation de Kamboinsé 'ordre...
(CREAF/K)
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Laboratoire de Virologie et de
Biotechnologies
Végétales (LVBV)
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MÉMOIRE
Présenté par :
AKAKPO Ayékitan
Pour l'obtention du diplôme de :
Master 2 en Biotechnologies
Option :
Biotechnologie Microbienne et
Cellulaire (BMC)
sur le thème
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Diversité des Begomovirus infectant le
gombo [Abelmoschus esculentus (L.) Moench]
au Togo
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Soutenu publiquement le 24/10/2019 à
l'Université Joseph KI-ZERBO devant le jury ainsi composé :
Président : Pr Nicolas BARRO,
Professeur Titulaire, Université Joseph KI-ZERBO, Burkina Faso
Membres : Pr Aly SAVADOGO, Professeur Titulaire,
Université Joseph KI-ZERBO, Burkina Faso
Dr Cheikna ZONGO, Maitre de
Conférences, Université Joseph KI-ZERBO, Burkina Faso, Directeur
de mémoire
Dr Fidèle TIENDREBEOGO, Chargé
de Recherche, INERA/CNRST, Ouagadougou, Burkina Faso, Co-Directeur de
mémoire
Année académique : 2018-2019
i
Dédicaces, Remerciements, Table des
matières
Dédicaces
Je dédie ce travail :
À mon père AKAKPO Mamah et
à ma mère ABDOU Zouréhatou : merci pour
votre amour, soutien, encouragement, patience et bénédictions
durant toutes mes années d'études. Permettez-moi
de vous témoigner ma profonde gratitude à travers ce modeste
travail. Puisse Dieu vous garde en bonne santé aussi longtemps
auprès de nous afin que vous puissiez bénéficier de vos
multiples sacrifices.
À ma compagne ADEKPLOVI Akouvi Rosalie
: merci pour ton amour, tes encouragements, ta patience et ta
compréhension tout au long de ces années studieuses.
À mes soeurs adorées : AKAKPO
Améyédé et AKAKPO Tinnon, merci
infiniment de vos soutiens. Je vous souhaite une vie pleine de bonheur et de
réussite.
À mes adorables frères : AKAKPO
Médjidon et AKAKPO Tinin,
AYENA-KASSEGNE Yaovi, que Dieu vous bénisse et comble
votre vie de bonheur et de réussite.
À mon oncle SABI Onyankitan :
merci de votre soutien moral et financier tout au long de mes
études.
II
Dédicaces, Remerciements, Table des
matières
Remerciements
Les travaux présentés dans ce mémoire ont
été effectués à l'Institut de l'Environnement et de
Recherches Agricoles (INERA), au Centre de Recherches Environnementales,
Agricoles et de Formation de Kamboinsé (CREAF/K), plus
précisément au Laboratoire de Virologie et de Biotechnologies
Végétales (LVBV). Plusieurs personnes ont contribué de
près ou de loin à la réalisation de ce mémoire et
nous avons de la reconnaissance pour tous. Qu'il nous soit permis de remercier
:
Le corps enseignant de l'UFR-SVT, Département Biochimie
Microbiologie de l'Université Joseph KI-ZERBO pour l'enseignement de
qualité comme facteur incontournable d'un développement durable
;
Pr Yves TRAORE, Professeur Titulaire, Directeur du Laboratoire
de Biotechnologie et d'Immunologie Appliquée (LaBIA) pour nous avoir
accueilli dans son Laboratoire et nous avoir offert l'opportunité de
faire nos premiers pas dans la recherche scientifique ;
Dr Cheikna ZONGO, Maitre de Conférences, Directeur de
ce mémoire, pour avoir cru en nous et accepté encadrer nos
travaux de mémoire malgré ses multiples occupations. Il
était toujours là pour répondre à nos nombreuses
sollicitations. Son apport sans mesure dans cette étude, ses suggestions
et remarques pertinentes, sa simplicité lors de nos échanges ont
donné au travail toute sa valeur scientifique, nous avons beaucoup
appris à ses côtés, merci pour tout ;
Dr Fidèle TIENDREBEOGO, Chargé de recherche,
Co-Directeur de ce mémoire pour nous avoir donné l'occasion de
réaliser ce travail fascinant et stimulant. Nous lui sommes
reconnaissant pour la qualité de son encadrement, sa
disponibilité pour répondre à nos préoccupations,
son soutien lors des moments difficiles, ses apports techniques et critiques,
son sens élevé de la rigueur, son goût du travail bien fait
et surtout pour l'attention particulière portée à mon
stage. Merci pour toutes les choses qu'il nous a faites et que nous ne pourrons
pas citer ici, mais qui resteront à jamais gravées dans notre
mémoire ;
Dr Kossikouma Djodji ADJATA, Maitre de Conférences,
Université de Lomé, pour son soutien lors de la prospection et
collecte des échantillons, sa collaboration et sa participation à
la réalisation de notre travail ;
Pr Nicolas BARRO Professeur Titulaire, pour nous avoir fait
l'honneur de présider ce jury ; qu'il trouve ici l'expression de notre
profonde reconnaissance, nos remerciements sincères et l'assurance de
notre profond respect ;
III
Dédicaces, Remerciements, Table des
matières
Pr Aly SAVADOGO, Professeur Titulaire, pour avoir
accepté de juger ce travail et pour l'accompagnement financier qu'il
nous a accordé lors du voyage pour la prospection et la collecte des
échantillons. Qu'il trouve ici, l'expression de nos sincères
reconnaissances.
Dr James Bouma NEYA, Maître de recherche, Directeur du
Laboratoire de Virologie et de Biotechnologies Végétales (LVBV)
et du Laboratoire Mixte International (LMI Patho-Bios), pour nous avoir
accepté au sein de son laboratoire (LVBV) pour nos travaux ;
Dr Drissa SEREME, Maître de recherche et co-Directeur du
Laboratoire de Virologie et de Biotechnologies Végétales (LVBV)
pour nous avoir accepté au sein dudit laboratoire ;
Pr Kofi KOBA, Professeur Titulaire, Université de
Lomé, pour ses conseils et son soutien multiforme lors de la prospection
et collecte des échantillons au Togo. Grâce à son appui,
nous avons pu obtenir des données relatives à la production
globale du gombo au Togo auprès de la Direction des Statistiques
Agricoles, de l'Information et de la Documentation (DSID). Qu'il trouve ici
l'expression de notre profonde reconnaissance, nos remerciements
sincères et l'assurance de notre profond respect.
M. Ézéchiel TIBIRI, doctorant du Laboratoire de
Virologie et de Biotechnologies Végétales (LVBV) et du
Laboratoire Mixte International (LMI Patho-Bios), pour son assistance technique
au laboratoire, et les analyses bioinformatiques de nos séquences. Nous
avons beaucoup appris de lui ; qu'il trouve ici l'expression de notre profonde
gratitude ;
Mlle Monique SORO, Ingénieure de recherche, doctorante
du Laboratoire de Virologie et de Biotechnologies Végétales
(LVBV) et du Laboratoire Mixte International (LMI Patho-Bios) pour son
assistance technique lors de nos travaux. Nous lui sommes vraiment
reconnaissants pour sa disponibilité, sa détermination et ses
apports techniques. Nous lui souhaitons une bonne santé et du courage
pour la suite de ses travaux ;
Dr Moustapha KOALA, pour ses conseils et encouragements.
Messieurs, OUATTARA Bakary, SAWADOGO Moumini, KABORE Emmanuel,
DAKUO Thierry, BOUNIOUNOU Damis Yves Patrik, Mlle DRABO Salimata,
MlleFadila TINTAet Mme ZONGO PawindéÉlisabeth, pour
leur précieux conseils, assistance, bonne humeur, amitié, et ces
moments animés de fraternité tout au long de mon stage ; nous
avons vraiment apprécié votre compagnie ;
Mlle Wendpanga TAPSOBA, Technicienne au Laboratoire de
Virologie et de Biotechnologies Végétales (LVBV) et au
Laboratoire Mixte International (LMI Patho-Bios), pour son assistance technique
tout au long de notre stage ;
iv
Dédicaces, Remerciements, Table des
matières
M. Salissou ATAMAO, Ingénieur Agronome, pour sa
participation active à la collecte des échantillons dans la zone
littorale et pour ses vas et viens à Lomé lors des
formalités liées à la demande de données
statistiques auprès de la Direction des Statistiques Agricoles, de
l'Information et de la Documentation (DSID), merci pour tout ;
Tous les producteurs de gombo de la zone d'étude qui
nous ont accueillis et qui ont contribué à la réalisation
de cette étude. Nous voulons leur dire que sans eux ce travail aurait
été impossible ;
Nos Camarades étudiants, SETOR A. Marius pour ses
soutiens multiformes, SOME G. Fabrice, délégué de notre
promotion, pour son courage et sa détermination, KERE Inès,
DIANDA Ida Georgette et SIMPORE Mamouna avec qui nous avons partagé bien
de meilleurs souvenirs mêmes si nous avions connu des hauts et des bas
par moment. Nous leur formulons tous et toutes nos voeux de réussite
dans leur vie future.
Nous ne saurons terminer ces propos sans dire merci à
tous nos autres promotionnaires des Masters du Département
Biochimie-Microbiologie et particulièrement nos collègues du
Master Biotechnologie Microbienne et Cellulaire (BMC) avec qui nous avons
partagé la vie estudiantine. Qu'ils trouvent ici l'expression de notre
profonde reconnaissance.
Que toutes personnes qui de prêt ou de loin ont
contribué à la réussite de ce travail trouve ici
l'expression de nos sincères remerciements.
V
Dédicaces, Remerciements, Table des
matières
Table des matières
Dédicaces i
Remerciements ii
Liste des tableaux ix
Liste des figures ix
Liste des annexes x
Liste des abréviations xi
Résumé xv
Abstract xvi
Introduction 1
Chapitre I: Synthèse bibliographique 3
I. Généralité sur le gombo 3
1. Le genre Abelmoschus 3
1.1. Historique 3
1.2. Données taxonomiques 3
2. Description de l'espèce Abelmoschus esculentus
(L.) Moench 3
2.1. Origine géographique 3
2.2. Systématiques 4
3. Description botanique 4
4. Croissance et développement 6
5. Exigences pédoclimatiques 6
6. Composition biochimique, usages et valorisations du gombo
6
6.1. Composition biochimique du gombo 6
6.1.1. Composition en éléments organiques et
minéraux 6
6.1.2. Composition en mucilages 8
6.2. Usages et valorisation du gombo 8
6.2.1. Valorisations nutritionnelles et sociales 8
6.2.2. Valorisations industrielles et artisanales 9
6.2.3. Valorisations thérapeutiques 9
7. Production et commercialisation du gombo 9
II. Maladies et insectes ravageurs du gombo 10
1. Maladies causées par les champignons 10
2. Maladies bactériennes 10
3. Maladies virales 11
3.1. Virus responsables de la maladie
de l'enroulement des feuilles du gombo (Okra
Mosaic Desease) 11
vi
Dédicaces, Remerciements, Table des
matières
3.2. Maladie de l'enroulement foliaire du gombo 11
4. Insectes ravageurs 12
III. Famille des Geminiviridae 14
1. Généralité et classification 14
2. Origine des géminivirus 15
3. Le genre Begomovirus 15
3.1. Organisation génomique du genre Begomovirus
15
3.2. Association des Begomovirus avec des satellites
17
3.3. Réplication des Begomovirus 18
3.4. Variabilité génétique des
Begomovirus 20
3.4.1. Mutations 20
3.4.2. Survenue des phénomènes de recombinaisons
20
3.5. Dissémination spatiale et temporelle des
Begomovirus 21
3.5.1. Insecte vecteur 21
3.5.2. Activités humaines 22
3.6. Hôtes et symptômes causés par les
Begomovirus 22
4. Principales méthodes de diagnostics des
Begomovirus 23
4.1. Tests sérologiques 23
4.2. Tests moléculaires 24
5. Méthodes de lutte contre les Begomovirus
24
5.1. Pratiques culturales, prophylaxie 24
5.2. Résistance variétale 25
Chapitre II: Matériel et méthodes 26
I. Matériel d'étude 26
1. Cadre et période de l'étude 26
2. Matériel végétal 27
3. Matériel de laboratoire et de prospection 27
II. Méthodologie 28
1. Collecte des échantillons 28
2. Extraction des ADNs totaux 28
3. Détection des Begomovirus par la PCR 30
3.1. Amorces utilisées 30
3.2. Composition des mix et programmes PCR 31
4. Analyse des produits de la PCR 32
4.1. Préparation du gel 32
4.2. Électrophorèse et visualisation 33
5. Séquençage de certains produits PCR 34
VII
Dédicaces, Remerciements, Table des
matières
6. Analyses statistiques et phylogénétiques 34
6.1. Analyses statistiques 34
6.2. Analyses phylogénétiques 34
Chapitre III: Résultats et discussion 35
I. Résultats 35
1. Symptômes observés dans les parcelles de
production de gombo au Togo 35
2. Évaluation de la prévalence de la maladie de
l'enroulement foliaire du gombo au
Togo 37
3. Caractérisation moléculaire des espèces
virales associées à la maladie de
l'enroulement foliaire du gombo 37
3.1. Amplification du gène de la protéine
capsidiale par la PCR 37
3.2. Amplification des Betasatellites 41
3.3. Séquençage des produits PCR du gène de
la protéine capsidiale 41
4. Diversité des virus responsables de la maladie de
l'enroulement foliaire du gombo au
Togo 42
II. Discussion 44
Conclusion 46
Recommandations 46
Perspectives 47
Références bibliographiques 48
Annexes 63
ix
Listes des Tableaux, Figures et
Annexes
Liste des tableaux
Tableau I : Classification de Abelmoschus esculentus
(L.) Moench 4
Tableau II : Composition biochimique des fruits et des feuilles
de gombo pour 100 g de partie
comestible (matière fraîche) 7
Tableau III : Espèces de Begomovirus responsables
de l'OLCD en Afrique 11
Tableau IV : Répartition des échantillons
collectés suivant les zones agroécologiques et les
localités 28
Tableau V: Liste des amorces utilisées pour les
différentes réactions PCR 30
Tableau VI: Composition du Mix PCR pour la détection des
Begomovirus 31
Tableau VII: Composition du Mix PCR pour la détection des
Betasatellites 31
Tableau VIII: Prévalences de la maladie dans les quatre
zones agroécologiques 37
Tableau IX: Récapitulatif des
résultats PCR par zone agro-écologique et par localité
38
Liste des figures
Figure 1: Plant de gombo 4
Figure 2 : Illustration des différentes parties de la
plante du gombo (Abelmoschus esculentus
(L.) Moench): feuilles (a), fleurs (b), fruits (c), et graines
(d) 5
Figure 3: Principaux insectes ravageurs observés sur le gombo.
(A) Altise (Podagrica decolorata); (B) Mouche blanche (Bemisia
tabaci Genn.); (C) Jasside (Jacobiasca sp); (D)
Puceron (Aphis gossypii); (E) Dysdercus sp ;
(F) Syllepte derogata ; (G) Anomis flava 13
Figure 4 :
(a) Reconstruction tridimensionnelle d'une particule géminivirale.
L'échelle représente 10 nm (Zhang et al., 2001). (b)
Particules géminivirales vues au microscope électronique montrant
leur forme icosaédrique associée en doublets. L'échelle
représente 50
nm. 14
Figure 5: Représentation de l'organisation
génomique des Begomovirus (monopartites et bipartites). LIR
(Long Intergenic Region); SIR (Short Intergenic Region); CR
(Common
Region). 16
Figure6: Représentation des ADN
â satellites et á satellites codant respectivement pour les
protéines ßC1 et Rep, et des molécules défectives
sans ORFs. A-rich (Adenine-rich region);
CR (Common Region); IR (Intergenic Region); SCR (Satellite
Conserved Region) 18
Figure 7: Schématisation des modèles de
réplication en cercle roulant (RCR) et de la
réplication dépendante de la recombinaison (RDR)
des Begomovirus . 19
Figure 8: Bemisia tabaci adulte 21
X
Listes des Tableaux, Figures et
Annexes
Figure 9: Symptôme (a) de la maladie de l'enroulement
foliaire du gombo (Okra leaf curl disease, OLCD) observé au
Burkina Faso, (b) de la maladie du jaunissement des nervures du piment (Pepper
yellow vein disease, PYVD) et (c) de la maladie de l'enroulement (et du
jaunissement) foliaire de la tomate (Tomato yellow leaf curl disease,
ToLCD-TYLCD)
observé au Togo 23
Figure 10: Carte de la zone d'étude montrant les douze
(12) localités prospectées 27
Figure 11: (A) broyeur à bille (Tissuelyser II)
utilisé pour le broyage des échantillons ; (B)
balance électronique utilisée pour peser les
échantillons 30
Figure 12: Thermocycleur 2720 (Applied Bioystems) utilisé
pour l'amplification 32
Figure 13: GEL DOC Major Science (ms) UVDI utilisé pour la
visualisation 33
Figure14: (B) et (D) plants de gombo avec des feuilles
déformées; (C) enroulement des feuilles de gombo sur elles
même; (A) et (F) feuilles de gombo en formes de cuillères; (E)
feuilles de gombo présentant des jaunissements.
36
Figure 15 : Electrophorèse des produits d'amplification des
Betasatellites sur gel d'agarose à 1%. 100 paires de bases = marqueur de
taille DNA ladder. 36 ; 37 ; 39 ; 40 ; 41 ; 54 sont
positifs. 41
Figure16: (A) : Arbre phylogénique
généré à partir des séquences de CP des
CLCuGeV,
OYCrV du Togo et d'autres Begomovirus existant dans le GenBank..
43
Liste des annexes
Annexe 1:Procédure d'extraction des ADNs 63
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