Etudes comparatives des trois variétés de vanille #2

Nous nous attelons aujourd'hui à un sujet incontournable de la sphère des épices : la vanille.
Grâce au beau travail de Marie Bouchonneau, étudiante ingénieure à l'AgroParisTech que nous avons reçu en stage à l'Atelier des Saveurs en mai dernier, nous vous présentons une recherche sur les trois variétés de vanille. Le rapport de Marie sera sectionné en plusieurs chapitres et donc plusieurs articles.

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Phylogénie

Les Orchidées (famille dont font parties les espèces cultivées étudiées ici) ont en commun un anthère2 fertile seul, au niveau de l’apex3 de la fleur de vanille. Cette famille se divise en 5 sous-familles, dont la plus importante est Epidendroideae. Une hypothèse sur l’évolution des Orchidées revient régulièrement, suite aux études menées par les scientifiques : la famille des Orchidées ne se serait développée et diversifiée que récemment si on compare aux autres familles, c’est-à-dire, un certain moment après la séparation des continents tels qu’on les connait actuellement. En effet, la diversité génétique est assez faible et les plants de variétés différentes s’hybrident4 facilement entre eux, notamment grâce à une compatibilité génétique (en témoignent les hybridations de V.planifolia A. et V.pompona J.W.Moore réalisées pour transférer les gènes de résistance à la Fusariose5). Toutefois, les données phénotypiques et les études moléculaires donnent un âge minimum pour les Orchidées qui serait d’au moins 62 millions d’années. Il y a donc encore de nombreuses questions à ce sujet.

Ensuite, les orchidées vanilloides, Vanilloideae, n’ont été que récemment reconnues comme une sous-famille des Orchidaceae grâce aux recherches sur l’ADN (en 2007 par Cameron).

Le genre Vanillae fait partie des 15 genres qui composent la catégorie des Vanilloideae mais c’est un genre complexe qui est le plus divers d’entre eux ; il est en effet composé de 110 espèces recensées aujourd’hui. De plus, mise à part V.planifolia A. qui est la variété la plus cultivée, l’histoire et les conditions de développement du genre Vanillae sont assez peu connus. Toutefois, il faut souligner que les connaissances, qui étaient jusqu’alors primaires, sont de plus en plus étoffées, notamment grâce au développement des données basées sur l’ADN et cela a permis de mieux classer les espèces. Enfin, il faut noter qu’il existe un certain nombre d’espèces de Vanille actuellement en voie de disparition notamment à cause de la destruction de leur milieu de vie naturel.

Les espèces du genre Vanillae possèdent un ancêtre commun, aujourd’hui éteint, mais suivant l’expression et la régulation de leurs gènes à une période donnée, certaines vont survivre à de faibles températures ou alors se développer dans les tropiques, vont produire un fruit sec et peu concentré en arômes ou bien un fruit riche en arôme et charnu. Il est aujourd’hui possible d’étudier le génotype6 et le phénotype7 de variétés pour développer des plants qui pourraient survivre au froid comme Cyrtosia, un plant qui pousse actuellement dans les forêts de Chine et du Japon (ceci est bien réalisé actuellement sur d’autres céréales possédant une valeur économique plus faible).  Des recherches sont ainsi aussi menées pour étudier les plants résistants à des maladies qui représentent de véritables fléaux pour la culture de la Vanille. Les recherches actuellement menées sur l’ADN ont récemment permis de déterminer l’origine de V.tahitensis J.W.Moore, qui était décrit en 1933 par Moore comme une « nouvelle espèce », mais qui est en réalité un hybride entre V.planifolia A. et V.odorata C.

V.planifolia A. est donc l’espèce d’Orchidées la plus connue et la plus cultivée parmi les 25 000 espèces existantes. Au sein même cette espèce, la diversité intra-spécifique est assez faible (comme l’ont montré de récentes études sur la diversité moléculaire), en effet, la pollinisation est végétative dans 99% des cas (0,1% à 1% sont aujourd’hui recensés comme étant pollinisés naturellement chez V.planifolia A.). Il s’agit à la base d’un même pied qui a été cloné au fil du temps (cf Culture). Toutefois, on observe une légère diversité phénotypique intra-spécifique. Aujourd’hui de nombreuses hybridations de cette espèce avec d’autres sont réalisées, une hybridation V.planifolia A. x V.tahitensis J.W.Moore a par exemple permis d’augmenter la teneur en vanilline des descendants (6,7% contre 2,5% environ chez V.planifolia).

Il reste donc encore de nombreux questions auxquelles il faut répondre mais, notamment grâce à la maitrise de nouvelles techniques, de nombreuses avancées sont aujourd’hui à l’ordre du jour.

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Comparaison des vanilliers, aspect botanique

Les différentes espèces de vanille étudiées présentent plus ou moins de différences suivant les régions de la plante considérées. Nous allons donc les étudier chacune leur tour. (On peut signaler que toutes les espèces étudiées ici possèdent 2n=32 chromosomes).

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Coupe transversale d'une racine aérienne de Vanilla fragans - tiré du Vanillier et la Vanille dans le monde

Racines

On trouve deux types de racines: les racines terrestres (qui vont s’enfoncer dans le sol) et les racines adventives (qui vont permettre aux lianes de se fixer mais aussi d’absorber rapidement de l’eau). Ces racines adventives poussent au niveau des nœuds. Leur assise périphérique(8) est composée de cellules en forme de cuvette avec une paroi de cutine. Les racines aériennes de V.fragans A. sont d’environ 2mm de diamètre. Elles sont constituées (de l’extérieur à l’intérieur) de la zone pilifère, de l’assise périphérique, d’un parenchyme cortical contenant des lacunes, puis il y a le cylindre central soit les faisceaux du bois, soit ceux du liber, l’endoderme et enfin la moelle. On trouve une disposition semblable chez V.pompona S. Le diamètre de la racine y est légèrement plus important. La zone médullaire du cylindre central est plus développée que chez V.fragans A. De plus, la différenciation(9) des cellules en assise subéreuse (composée de suber) et en poils absorbants(10) y est vraiment nette, ce qui n’est pas le cas chez V.fragans A. Pour les racines terrestres, la constitution est semblable aux racines adventives. De l’intérieur vers l’extérieur : un cylindre central lignifié, un parenchyme, une assise subéreuse et une zone pilifère composée de poils absorbants. Il faut noter que la vanille possède une relation de symbiose(11) avec Rhyzoctonia au niveau de ses racines terrestres, un champignon qui agirait lors du développement du plant de vanillier en donnant à l’embryon les vitamines, sucres dont il a besoin.

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Tige

Chaque variété de Vanillier possède une liane monopodiale(12), grimpante qui peut mesurer jusqu’à 35m de long et qui se fixe sur son support grâce à des racines adventives(13) qui se développent le long de cette tige. Non ramifiée, elle s’accroit par son bourgeon terminal et possède des feuilles à l’aisselle desquelles se développent, en cas de stress, des bourgeons latéraux pour permettre le développement d’une autre plante.

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Coupe transversale d'une tige de Vanilla fragans - tiré du Vanillier et la Vanille dans le monde
 

Chez V.fragans A., la tige est cylindrique, verte, charnue et de la taille au maximum d’un petit doigt. Elle fait de 15 à 20mm d’épaisseur. Les entre-nœuds(14) peuvent atteindre 15cm et sont positionnés de manière à former un angle constant de 130°. Si on s’intéresse à une observation microscopique de la tige, on peut noter que la tige est composée d’un épiderme(15) simple, recouvert par une cuticule(16), riche en stomates(17), d’un parenchyme(18) cortical, d’un endoderme(19) simple fibreux presque continu, puis d’un parenchyme dans lequel on trouve les faisceaux libéro-ligneux.

La structure de la tige de V.pompona S. est très semblable à celle de V.fragans A. Elle est
toutefois plus grosse, plus robuste, son épaisseur est de 10 à 15mm et l’angle d’articulation est ici de 160°. A l’échelle microscopique, l’endoderme est sur un ou deux rangées de fibres et est plus discontinu que chez V.fragans A. et la gaine est composée de fibres à parois minces alors qu’elles sont épaisses chez V.fragans.

Pour V.tahitensis J.W.Moore, la tige est plus mince (diamètre de 8 mm) et son épaisseur de 4mm environ. Les entre-nœuds sont distants d’environ 5 cm. L’endoderme est sur deux ou trois rangées et est continu.

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