Diversité phénotypique, biochimique et moléculaire du Caroubier (Ceratonia siliqua L.) en Algérie Occidentale

Abstract

الملخص (بالعربية) :

الخروب ( Ceratonia Siliqua L.) من الأشجار النموذجية للبحر الأبيض المتوسط ، تستخدم في صناعة الأغذية الزراعية و الزراعة الحراجية من قبل المصالح الغابية و ذلك من اجل إعادة الاعتبار للأراضي الهامشية و التي تعتبر حاليا غير مأخوذة بعين الاعتبار في برامج التشجير. في هذا الإطار، كان اهتمامنا بتعدد الشكل المظهري للخروب من جهة، و من جهة أخرى بتحديد كمية الأملاح المعدنیة و العناصر الثقیلة الموجودة في ثمار الخروب (سنفات و حبوب) بواسطة تقنية البلازما الطیفي ICP/MS) ). كشفت دراسة تنوع شجرة الخروب، التي تم جمعها من ثلاث مناطق مختلفة من شمال الغرب الجزانري ، عن تعدد الأشكال. ويسمح تحليل الأحرف المورفو-الزراعية لتحديد مجموعتين متميزتين ضمن المؤثرات المدروسة. أظھرت النتائج المتحصل علیھا أن الثمار الخنثى للخروب بشطریھا غنیة بالأملاح المعدنیة ، و خصوصا البوتاسیوم (88,861 ± 10,302 مغ/كغ بالنسبة للسنفات و 93,946 ±39,244 مغ/كغ بالنسبة للحبوب )، الكالسيوم (44,715 ± 7,862 مغ/كغ بالنسبة للسنفات و 39,075 ±8,499 مغ/كغ بالنسبة للحبوب )، و الفوسفور ( 22,607 ± 13,538 مغ/كغ بالنسبة للسنفات و 12,444 ± 4,202 مغ/كغ بالنسبة للحبوب ). كما أن تركیز الأملاح المعدنیة و العناصر الثقیلة في ھذه الأخیرة مرتبة كما یلي: بوتاسیوم ˂ كلسیوم˂ فسفور ˂ مغنزیوم ˂ صودیوم ˂ سلسیوم ˂ حدید ˂ المنیوم منغانیز ˂ زنك ˂ كدمیوم ˂ رصاص ˂ كروم ˂ أرسنیك ˂ نحاس. المعالجة الإحصائیة للنتائج عن طریق تحلیل التباین أنوفا (ANOVA I)، و إرتباط بیرسون ذات المتغیرین, و تحلیل المكونات الرئیسیة ((ACP و أخیرا التصنیف الھرمي المتعدد الحلقات(HAP) كانت ھامة جدا. نسبة لما أظهرته النتائج لثمار الخروب الخنثى ، يمكن فتح عدة مجالات للبحث خاصة تلك المتعلقة باستعمالها في الصیدلة , الزراعة و الصناعة و أيضا كمصدر لتغذية المواشي لوجود أزمة حادة في هذا المجال. الكلمات المفتاحية : Ceratonia siliqua L. ، خنثى ،تعدد الأشكال المظهري، ICP/MS ، الأملاح المعدنیة ، العناصر الثقیلة.

----------------------------------------------

Résumé (Français et/ou Anglais) :

Le caroubier (Ceratonia siliqua L.) est un arbre typiquement méditerranéen, utilisé dans l’industrie agroalimentaire et en agroforesterie pour la réhabilitation des terres marginales actuellement délaissé dans les prises de décision dans la politique de reboisement. Dans ce cadre là, deux études importantes ont été réalisées : l’étude du polymorphisme phénotypique de C. siliqua, puis la quantification des oligo-éléments et des métaux lourds du fruit (gousses et graines séparément) par la technique de spectrométrie de masse à plasma couplé par induction (ICP/MS). L’étude de la diversité du caroubier, collecté de trois déférentes régions du Nord Occidentale Oranaise, a révélé un polymorphisme élevé. L’analyse des caractères morpho-agronomiques est permis d’identifier deux groupes distincts au sein des provenances étudiées. Les résultats obtenus par l’ICP/MS, ont montré que les fruits hermaphrodites (gousses et graines séparément) de C. siliqua L. sont très riches en potassium (88,861 ± 10,302 mg/kg pour les gousses et 93,946 ± 39,244 mg/kg pour les graines), en calcium (44,715 ± 7,862 mg/kg pour les gousses et 39,075 ± 8,499 mg/kg pour les graines) et en phosphore (22,607 ± 13,538 mg/kg pour les gousses et 12,444 ± 4,202 mg/kg pour les graines). Les concentrations en oligo-éléments et métaux lourds dans les fruits de C. siliqua (gousses et graines séparément) sont classées dans l'ordre suivant: K> Ca > P >Mg>Na> Si > Fe > Al >Mn> Zn > Cd >Pb >Cr >As>Cu. Les traitements statistiques des résultats obtenus par l'analyse de la variance à un seul facteur (ANOVA I), la corrélation bi-variée de Pearson, l’analyse des composantes principales (ACP) ainsi que le dendrogramme de classification hiérarchique (HAP) étaient très significatifs. Au vue des résultats obtenus sur la valorisation biochimique du fruit hermaphrodite de C. siliqua, une perspective d’avenir peut s’ouvrir sur son utilisation dans les domaines pharmaceutiques, l’industrie agroalimentaire et comme source pour l’alimentation de bétail. Mots clés : Ceratonia siliqua L., hermaphrodite, polymorphisme phénotypique, ICP/MS, oligo-éléments, métaux lourds.

---------------------------------------------- Anglais:

The carob (Ceratonia siliqua L.) is a typically Mediterranean tree, used in agroalimentary and in agroforestery for the rehabilitation of the marginal soils currently forsaken in the makings decision in the political program of reforestation. In this focus, two important studies were carried out: the study of the phenotypical polymorphism of C siliqua, then the quantification of oligo-elements and heavy metals of the fruit (pods and seeds separately) using the coupled plasma mass spectrometry (ICP/MS). The study of carob tree diversity, collected from three deferent regions of the North Western Oranaise, revealed a high polymorphism. The analysis of the morpho-agronomic characters is allowed to identify two distinct groups within the provenances studied. The obtained results by ICP / MS, showed that the hermaphrodites fruits (pods and seeds separately) of C. siliqua L. are very rich in potassium (88,861 ± 10,302 mg/kg for the pods and 93,946 ± 39,244 mg/kg for seeds), calcium 44,715 ± 7,862 mg/kg for the pods and 39,075 ± 8,499 mg/kg for seeds) and phosphorus (22,607 ± 13,538 mg/kg for the pods and 12,444 ± 4,202 mg/kg for seeds). The concentrations of oligo- elements and heavy metals in both seeds and pods decreased in the following order: K> Ca > P >Mg>Na> Si > Fe > Al >Mn> Zn > Cd >Pb >Cr >As>Cu. The statistical processing of the obtained results using One-Way Analysis of variance (ANOVA I), Bi-varied Pearson Correlation, Principal Components Analysis (PCA) as well as the hierarchical classification dendrogram (HAP) were very significant. In view of the results obtained on the biochemical valorization of the hermaphrodite fruit of C. siliqua, a future perspective can be opened on its use in the pharmaceutical, the agroalimentary industry and as a source of feedstuff. Key words: Ceratonia siliqua L., hermaphrodite, phenotypic polymorphism, oligo-elements; heavy metals.