Analyse multiparamétrique de la composition minérale des pollens d’une population de bactris gasipaes (Arecaceae)

Abstract

Bactris gasipaes Kunth is important both economically and as a food resource in several countries of tropical Africa. The profitability of cultivation can be increased by genetic amelioration of natural morphotypes. We observed that pollen characteristics influence the morphological and physiological features of the fruits. This prompted us to undertake a study based upon ten morphotypes from the Yurimaguas (Peru). We here complete the morphological and ultrastructural investigation of pollen, previously started by one of us, with an analysis of the elements with respect to the importance of the role they play in relation to pollen function. A determination of the 8 major elements, which corresponds to a precise analysis of the exine, was performed by micro-X-Ray diffraction analysis using an electron probe coupled with a scanning electron microscope. At the same time, the determination of calcium, magnesium and twelve oligo-elements by inductive coupled plasma spectrometry (ICP) provided a complete mineral analysis of the pollen. A comparison of the element patterns of the morphotypes, obtained by both was carried out through a number of numerical data reduction techniques (Factor analysis and clustering). This led us to suggest two classifications: (1) that of pollen based upon mineral elements (2) that of mineral elements based upon pollen and further to look for possible multiple correlations between elements and pollens. From the results obtained the following conclusions may be drawn: (1) the sequence of elements in descending order of concentration in the exine is an indication of the functional integrity of pollen and depends upon conservation and storage; (2) further, this sequence is a good fertility criterion; (3) variations in oligo-element concentrations in one cultivar allows infraspecific groups to be distinguished. This multiparametric approach also allow the location of an unknown pollen sample of Bactris gasipaes in the population under investigation. Bactris gasipaes Kunth, ressource économique et alimentaire importante pour plusieurs pays d’Amérique tropicale, fait actuellement l’étude de recherches intensives. La rentabilité de sa culture pourra être augmentée par l’amélioration génétique des morphotypes naturels. Les caractéristiques du pollen ayant montré leur influence sur les caractères morphologiques et physiologiques des fruits, nous avons entrepris une étude sur la base de dix morphotypes originaires de Yurimaguas, au Pérou. Nous avons complété l’étude morphologique et ultra-structurale du pollen, réalisée précédemment par l’un de nous, par une analyse des éléments minéraux qu’il contient en raison de l’importance qu’ils revêtent dans les différentes fonctions du pollen. Ainsi, la teneur en huit éléments minéraux majeurs, qui correspond à une analyse ponctuelle de l’exine, a été déterminée par micro-analyse X par sonde électronique couplée au microscope à balayage. De même, le dosage du calcium, du magnésium et de douze oligoéléments, effectué par spectométrie à plasma à couplage inductif (ICP), correspond à l’analyse minérale globale du pollen. L’étude comparative des profils en éléments minéraux des différents morphotypes, obtenue par chacune de ces deux méthodes d’analyse, a été réalisée par différentes techniques d’analyse mathématique de réduction de données multidimensionnelles (analyse factorielle et classifications automatiques). Nous avons ainsi pu proposer une double classification: (1) celle des pollens sur la base des éléments minéraux, (2) celle des éléments minéraux sur la base des pollens, puis rechercher les corrélations multiples éléments minéraux/pollens. Les résultats obtenus ont montré: (1) que la séquence des éléments minéraux dans l’ordre de concentration décroissante dans l’exine est caractéristique de l’intégrité fonctionnelle du pollen et dépend de ses conditions de conservation et de stockage, (2) que çette même séquence constitue un bon marqueur de la fertilité de pollen, (3) que la variabilité entre les concentrations en oligoéléments observée entre les différents cultivars permet la constitution d’un marqueur chimiotaxonomique satisfaisant pour discriminer sur la base du pollen les groupes d’individus au sein même de l’espèce végétale considérée. Cette approche multiparamétrique offre également la possibilité de positionner a priori un nouvel échantillon de pollen de Bactris par rapport à la population initiale étudiée. 8th Int. Palynol. Congr./Aix-en-Provence, 1992/Pollen Banks and Genetic Resources. © 1995 Scandinavian University Press.