Aux origines de la diversité de la patate douce (Ipomoea batatas) : une enquête phylogéographique en Amérique tropicale (aire d’origine) et en Océanie (aire d’introduction)

Au travers d'une approche de genetique des populations et de phylogeographie, basee sur la comparaison des patrons de diversite chloroplastiques et nucleaires, cette etude s'attache a retracer les processus qui ont faconne la diversite de la patate douce depuis sa domestication en Amerique tropicale jusqu'a son introduction et sa diffusion en Oceanie. Dans un premier temps, cette etude s'interesse a l'histoire de la domestication et a l'identification de l'origine botanique et geographique de la patate douce dans son aire d'origine - l'Amerique tropicale. La patate douce est un taxon hexaploide pour lequel les differents contributeurs sauvages n'ont pas encore ete clairement identifies. Deux hypotheses sont classiquement invoquees: 1) une origine autopolyploide a partir d'un taxon sauvage diploide I. tridida et 2) une origine allopolyploide ayant implique l'hybridation de deux especes distinctes I. trifida et I. triloba. Nos resultats genetiques viennent corroborer le scenario auto-polyploide. Neanmoins, contrairement a ce qui etait avance auparavant, I. trifida ne peut etre consideree comme l'ancetre sauvage de la patate douce. Des formes sauvages de I. batatas existent, populations a partir desquelles les formes cultivees ont ete domestiquees. Par ailleurs, nous revelons l'existence de deux lignees chloroplastiques distinctes au sein des cultivars de patate douce, ce qui laisse penser que plusieurs parents sauvages, differencies genetiquement mais probablement conspecifiques, sont impliques dans la formation du genome de I. batatas. Deux scenarios (non exclusifs) peuvent alors etre envisages: i) I. batatas resulte de l'hybridation de plusieurs lignees distinctes (conspecifiques ou proches); ii) I. batatas est un complexe autopolyploide avec une origine multiple. La caracterisation genetique des cultivars de patate douce met en lumiere l'existence de deux groupes genetiques differencies et geographiquement structures: l'un correspond aux varietes d'Amerique centrale et caribeenne et l'autre aux varietes de la region du Perou et de l'Equateur. Ce patron de diversite suggere fortement une domestication multi-locale - en Amerique centrale et en Amerique du Sud - et renforce l'hypothese d'une origine autopolyploide multiple dans ces deux regions. Dans un deuxieme temps, notre etude nous conduit en Oceanie, une aire d'introduction de la patate douce. La distribution de la patate douce dans le Pacifique s'explique par une (des) introduction(s) prehistorique( s) en Polynesie en provenance d'Amerique du Sud (par les polynesiens eux-memes) et des introductions historiques dans le Pacifique Ouest, en provenance du Mexique et des Caraibes. Il s'agit la d'une hypothese elaboree par des linguistes, ethnobotanistes et archeologues, mais qui a ce jour manquait de preuves genetiques. En combinant un echantillonnage de varietes traditionnelles contemporaines et des specimens d'herbiers datant du 18ieme au debut du 20ieme siecle, nous avons pu retracer l'evolution temporelle et spatiale de la diversite dans le Pacifique. Nous montrons que les varietes de patate douce presentes jusqu'au debut du 20ieme siecle en Polynesie ont clairement une signature genetique sud-americaine, c'est-a-dire qu'elles derivent directement des varietes de la region Perou-Equateur. Ainsi nos donnees genetiques apportent une preuve supplementaire a l'existence d'au moins une connexion prehistorique entre la Polynesie et l'Amerique du Sud. A l'Ouest du Pacifique, les cultivars de patate douce ont une origine principalement centramericaine. Nous montrons egalement qu'il y a eu un remaniement de la base genetique au fil des nouvelles introductions, effacant progressivement la signature des introductions d'origine. En revanche, les phenotypes reconnus par les cultivateurs et les noms associes - c'est-a-dire les determinants " culturels " des varietes - ont probablement ete maintenus. La patate douce est essentiellement propagee par voie clonale par les cultivateurs. Toute