Diversité des ignames sauvages et cultivées de Guyane française ...

UNIVERSITE DES SCIENCES ET TECHNIQUES DU LANGUEDOC
Master : Biologie, Géosciences, Agroressources, Environnement
Spécialité : Ingénierie en Ecologie et Gestion de la Biodiversité
Diversité des ignames sauvages et cultivées de Guyane française;
Impact de la mise en culture sur leur morphologie et leur teneur en
biomolécules
par Paule TERES
Stage de Master 1
réalisé sous la direction de Laurence PASCAL
avec la collaboration avec Philippe Vernier, agronome CIRAD, UR Horticulture
avec la collaboration de Lionel Chevelot, chimiste CNRS
CENTRE D'ECOLOGIE FONCTIONNELLE ET EVOLUTIVE- UMR 5175
DEPARTEMENT BIOLOGIE DES POPULATIONS
EQUIPE COEVOLUTION
1919 Route de Mende, 34293 Montpellier cedex 5
Soutenu le 12 juillet 2006 à Montpellier

Introduction
Matériels et Méthodes
1. Milieu d'étude
SOMMAIRE
2. Caractérisation de la diversité végétale
3. Description morphologique
4. Recherches de biomolécules
5. Protection anti-herbivore
Résultats
1. Caractérisation de la diversité des Dioscorea en Guyane
1.1. Description morphologique
1.2. Description du lieu de récolte et des abattis
1.3. Agrodiversité de l'igname
2. Pratiques culturales
2.1. Modes de mise en culture
2.2. Critères de choix de semence
3. Recherches de biomolécules
3.1. Dosage du mucilage dans les tubercules
3.2. Dosage des composés phénoliques dans les feuilles
4. Protection anti-herbivore
4.1. Protection chimique: les composés phénoliques
4.2. Protection biotique: glandes nectarifères
Discussion
Conclusion
Annexes
Bibliographie

INTRODUCTION

Carte 1: Répartition des différentes communautés en Guyane

Avant d'entamer plus avant l'étude qui va être la nôtre concernant l'igname, il est important
d'exposer ici les composants extérieurs qui influencent notre analyse. En effet, il parait
nécessaire de consacrer un bref développement à l'histoire, à l'ethnologie ainsi qu'à la
géographie de ce département.
Tout d'abord, il faut constater que la Guyane offre une diversité culturelle très forte de
part son histoire. En effet, les premiers occupants de la Guyane ont été les Amérindiens. Leur
présence en Amazonie pourrait remonter à -6000 et -10.000 ans. Leur occupation en Guyane
semblait être très récente, mais les dernières fouilles archéologiques ont révélé des vestiges
datant de 1265 av. JC sur le site Soyouz. D’ores et déjà, il est acquis que deux occupations
humaines distinctes se sont succédées sur ce site durant les 3 000 dernières années (com. pers.
Sylvie Jéremie, directrice INRAP Guyane). Le peuple Amérindien n'est pas un peuple
homogène. Il est constitué d'une mosaïque de tribus aux coutumes différentes. Ce peuple
est réparti en trois groupes d’origine linguistique différente. Chacun de ces groupes possède une
langue qui lui est propre et son installation en Guyane diffère dans le temps. Le groupe Karib est
constitué de deux communautés distinctes: les Galibis et les Wayanas qui se sont installées
depuis au moins 1000 ans. Le groupe Arawak, le plus ancien de Guyane (environ -3000 ans), est
composé d’Arawaks et de Palikurs, alors que le groupe Tupi guarani comprenant les Wayapis et
les Emerillons est présent seulement depuis 500 ans (Montabo, 2004). Le peuple Amérindien
constitue dans son ensemble aujourd'hui environ 5% de la population guyanaise (chiffres INSEE
au 1er janvier 2004).
Au cours de l'histoire de nombreuses migrations en Guyane ont eu lieu (cf. carte1). Tout
d'abord, des communautés originaires d’Afrique de l’Ouest arrivèrent en Guyane Hollandaise -
actuel Suriname- dès 1650 lors de la traite des esclaves. De 1765 à 1793, des rebellions
éclatèrent à l’encontre des propriétaires esclavagistes et des groupes d’esclaves firent du
marronnage (marronnage vient du mot espagnol "cimarron" qui signifie "fugitif"). Ils quittèrent
donc les plantations pour se réfugier dans la forêt afin de se protéger de leurs maîtres. De cet
événement sont nées les communautés Noirs-marron ou Bushinengué: Saramakas, Djukas,
Paramakas et Alukus représentant 6% de la population totale guyanaise.
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Carte 3: Végétation de la Guyane
Source: Gond, CIRAD
Réalisation: ARUAG, 2006
Carte 2: Relief guyanais
Source: DEM SRTM
Réalisation: ARUAG, 2005

Des vagues d'immigrations successives ont ensuite eu lieu provenant du continent asiatique. Ce
sont essentiellement des populations venant de Chine du Sud qui sont arrivées au XIXe siècle,
puis au XXe siècle et plus récemment, depuis 1977, des populations Laotiennes représentées par
la communauté montagnarde Hmong. Ces communautés représentent respectivement 4% et 1%
de la population guyanaise.
Une immigration importante de créoles de la Martinique, arrivés après l'éruption de la
Montagne Pelée en 1902, a augmenté la population créole guyanaise qui constitue à ce jour, le
groupe culturel le plus important (38%). Les créoles sont le fruit de métissage entre divers
groupes communautaires. Les métropolitains constituent 12% de la population. Depuis quelques
décennies, d'autres populations sont venues s'installer en Guyane comme les Haïtiens, les
Surinamiens, les Brésiliens, les Libanais. L’ensemble de ces dernières communautés représente
34% de la population actuelle.
Nous constatons donc que la Guyane présente une grande diversité culturelle. Mais ce
n'est pas la seule richesse de ce département. En effet, la Guyane est un territoire recouvert pour
les 9/10 e par l'immense forêt amazonienne. Ce département est formé par le socle ancien du
massif des Guyanes (cf. carte 2). Ce massif âgé de 2,1 milliards d'années est aplani du fait d'une
longue érosion (Delor, 2001).
De ce fait, nous observons deux zones. Une zone basse qui correspond au littoral avec
des savanes arborées ou noyées et des lagunes avec mangroves et une zone haute, correspondant
à l'intérieur des terres, couvertes de forêt équatoriale humide. Dans cette zone dite haute se
trouve des massifs de collines où les sommets granitiques apparaissent à nu. Ce sont les
inselbergs ou savanes roches. Nous constatons qu'au sein de la forêt guyanaise, il existe plusieurs
écosystèmes. Récemment (février-mars 2006) une équipe de chercheurs de l'UMR AMAP
(Montpellier) a effectué une campagne de bioprospection sur le mont d'Arawa (53°21'59'' Ouest,
2°48'59'' Nord) au sud de la Guyane sur une savane-roche. Ils ont remarqué que la composition
floristique de cette zone forestière était différente de celle du littoral (cf.carte 3).
Le littoral guyanais se scinde en trois parties, de l'Est qui s'étend jusqu'à la frontière du
Brésil à l'Ouest jusqu'à la frontière du Suriname. Ces trois secteurs sont très différents de part le
climat, le sol et donc la végétation. En effet, de St Georges de l'Oyapock à Cacao en passant par
Régina, la pluviométrie est maximale avec plus de 4000mm d'eau par an, la végétation étant de
la forêt sur la latérite (terre rouge), de Cayenne à Iracoubo en passant par Kourou, la
pluviométrie varie de 2750 à 3250mm d'eau par an, la végétation est caractérisée
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par des savanes et enfin d'Iracoubo à St Laurent du Maroni, la pluviométrie est minimale moins
de 2650mm d'eau par an et la végétation est très particulière puisqu'il s'agit de forêt sur sable
blanc.
L’ensemble de ces paramètres, aussi bien culturels qu’environnementaux, a bien
évidemment une influence importante sur l'agriculture qui est elle-même très diversifiée. En
effet, sur les abattis (= zone de culture), nous trouvons de nombreuses cultures de fruits et de
légumes dont des patates douces (Ipomea batatas), des dachines (Colocasia esculenta), du
manioc (Manihot spp) et des ignames (Dioscorea spp) qui feront l’objet de cette étude.
Les ignames sont des monocotylédones herbacées à tiges volubiles appartenant au genre
Dioscorea famille des Dioscoréacées. Ce sont des plantes dioïques avec des feuilles cordiformes,
lancéolées ou trifides suivant les espèces. Les inflorescences axillaires sont en grappe. Les
tubercules sont de formes et de tailles variables. Le genre est représenté par plus de 600 espèces
dont une dizaine sont couramment cultivées. Elles sont rencontrées essentiellement dans les
zones intertropicales. (Degras, 1986)
Depuis leurs découvertes, différentes espèces d'igname ont été domestiquées de manière
indépendante dans trois régions du monde: en Asie du Sud, en Afrique de l’Ouest et en
Amérique tropicale. On ne peut donc pas déterminer un seul centre d’origine de domestication
de l’igname (Coursey, 1976). Dans ces régions, le tubercule des ignames est toujours
abondamment consommé, car il est riche en produits amylacés (Trèche, 1989) et contient des
vitamines, des protéines ainsi que des minéraux et des fibres.
Il est important de signaler que lors des nombreuses vagues d'immigration en Guyane, chacune
des communautés a introduit ses plantes d'origines. Les communautés originaires d’Afrique de
l’Ouest ont introduit l'igname africaine du complexe Dioscorea cayennensis-rotundata ainsi que
les pratiques culturales ancestrales d’origine. De même pour les communautés asiatiques qui ont
amené avec elles leurs ignames locales, D. alata et D. bulbifera. En revanche, l'espèce
américaine, D. trifida, originaire du bassin amazonien (Degras, 1986), est cultivée en Amazonie
par les Amérindiens depuis au moins 3000 ans.
A la grande diversité biologique trouvée dans les champs vient s’ajouter une grande
diversité de pratiques culturales qui complexifie le système igname. En effet, chaque
communauté cultive l’ensemble des espèces citées selon ses propres pratiques culturales. De
plus, les peuples de forêt itinérants usent encore de système de récolte d’appoint appelé
protoculture ou paraculture. (Dounias, 1993)
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Les abattis sont de différents types selon l’ethnie considérée, il s’agit soit d’une forêt après
un brûlis, soit d’une savane améliorée (apport biologique ou chimique), ou encore d’un jardin de
case. Chaque pratique culturale influe sur les caractéristiques abiotiques (qualité du sol,
tuteurisation, engrais, arrosage, …) et biotiques (par exemple la pression en herbivorie du
champ). Chaque abatti constitue alors autant de milieux environnants venant s'ajouter aux
différents milieux existant naturellement en Guyane. Chacun de ces milieux influe plus ou moins
fortement sur la croissance, le cycle biologique et le développement de l’igname.
Parmi, les différentes espèces rencontrées, nous nous intéressons plus précisément à
l'espèce américaine D. trifida, espèce endémique du bassin amazonien, sous sa forme sauvage et
cultivée. Ceci nous permet donc de mesurer l'impact de la domestication sur cette espèce, à
l'inverse des études qui ont été menées en Afrique où l'igname cultivée D. rotundata est toujours
domestiquée à partir d’ignames sauvages qui sont probablement des hybrides de plusieurs
espèces sauvages D. praehensilis et D. abyssinica. (Dumont et al, 2005).
Ce modèle reste toutefois très complexe car l'igname présente une plasticité phénotypique
importante et semble pouvoir s’adapter rapidement à la variabilité des paramètres écologiques
(Zinzou, 1999).
Par ailleurs, il est apparu que plusieurs types de défenses peuvent agir indépendamment en
fonction de l’environnement (Madden et Young 1992). La protection biotique présente chez le
genre Dioscorea est une relation mutualiste plante-fourmi. Le rôle des fourmis dans la nature est
fondamental, car elles participent positivement à la dynamique des écosystèmes en participant,
entre autre, aux cycles biologiques de nombreuses plantes (dispersion des graines, pollinisation,
protection) (Hölldobler & Wilson 1990). Les plantes attirent les fourmis grâce au nectar
extrafloral produit par les nectaires extrafloraux portés par les feuilles. Ils sont présents chez près
de 66 familles de plante à fleurs plus particulièrement dans les zones tropicales (Koptur 1992).
Cependant, la protection biotique n'est pas la seule. En effet, la protection chimique
occupe aussi une place importante dans la défense de la plante. Ce type de protection est issu du
métabolisme secondaire par certains composés phénoliques qui sont les tanins condensés (Heil et
al., 2002). Cette classe de molécule est connue pour son effet toxique. (Maicheix, 2005). La
plante met donc en place une protection contre les herbivores qui peut être de deux ordres:
biotique et chimique, selon les ressources présentes dans le milieu (Coley et al., 1985). L’espèce
D. trifida retrouvée sous ses deux formes sauvage et cultivée, croissant dans des
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Photo 2: Abatti en savane
Hmong de Sinnamary
Photo 3: Abatti sur sable blanc
Djuka de Javouhey
Photo 1: Abatti sur latérite
Hmong de Cacao

environnements aussi variés qu’une savane-roche ou un abatti, montre un grand intérêt pour
étudier l’engagement de la plante dans une défense anti-herbivore de type biotique ou chimique.
Cette étude, qui constitue une première approche de la compréhension de ce modèle
complexe, consistera, autant que faire se peut dans le temps de stage imparti, à évaluer la
réponse des plantes aux paramètres culturaux. Cette diversité de réponse est particulièrement
pertinente à estimer afin d’optimiser le mode de culture dans le cadre notamment d’une
production à finalité commerciale. De même, la diversité fonctionnelle, reflet d’une diversité
biochimique, détermine des chimiotypes à l’origine d’une production de biomolécules. La
valorisation de ces composés à haute valeur ajoutée est soumise aux facteurs qui influencent
leur production, comprenant aussi bien les facteurs environnementaux que les paramètres
culturaux.
Pour mener à bien cette étude, nous avons choisi de tester ces paramètres sur quelques
traits de l’igname comme la morphologie, la production de composés valorisables (composés
phénoliques et mucilage), le mode de protection anti-herbivores, l'igname de référence étant D.
trifida à son état sauvage et cultivé.
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Carte 4: Découpage du milieu d'étude
Questionnaire agronomique et ethnobotanique:
Préparation du champs
abatti, nouvelle défriche, brûlis
taille de l'abatti
orientation plantation (couchant, levant)
type de sol
date de réalisation
Mise en semence
diversité des cultivars
préparation (ajout de cendre)
partie plantée (tubercule entier, tête, indifférent)
position de la semence
choix de la semence (quel critère ?)
combien de variétés utilisées
préparation du sol (butte, billon, fosse)
estimation du nombre de pieds/champs
Entretien
désherbage (régulier?)
utilisation d'engrais (chimique, naturel)
maladies (traitement?)
tuteurage (naturel, artificiel)
Conservation
technique de conservation (coupe des germes)
lieu de conservation (locaux aérés, obscurité...)
brunissement (oui/non)
qualité recherchée
Caractéristiques culinaires
caractéristiques organoleptiques
utilisation (farine, tubercule entier)
couleur de la chair à la cuisson
rapidité de cuisson
mode de cuisson: épluché (oui/non), rôti, bouilli,
frit, vapeur
conservation (cossette)
Description des variétés
critères de détermination (feuilles, tige, racine,
couleur)
nom vernaculaire, nom latin

1. Milieu d’étude
MATERIEL ET METHODES
La Guyane se scinde en 3 grands secteurs globalement définit selon la qualité du sol, la
pluviométrie et la végétation en majeure partie (cf. carte 4). La réalité montre une découpe à
échelle plus fine, qui n’est pas prise en compte dans cette première approche globale.
La pluviométrie est un facteur qui fluctue beaucoup entre les différents secteurs. Le secteur 1 se
défini par une forte pluviométrie, par des forêts sur latérite (sol rouge et acide) et par des cultures
sur brûlis. Le secteur 2 diffère par la pluviométrie moyenne, par un milieu de type savane (terre
marron) et par des abattis sur savane. Le secteur 3 est caractérisé par de faibles précipitations,
par des forêts de sable blanc et par des cultures sur brûlis.
Nous avons mis en place, avant les visites d'abattis, un questionnaire visant à répondre aux
techniques employées pour préparer le champ, choisir les semences, pour la mise en culture,
pour l'entretien, la conservation, la récolte et pour le choix des variétés utilisées ainsi que pour
l'aspect culinaire et guttural. Le terme abatti est employé pour désigner une parcelle de terre
cultivée où différentes espèces végétales ont été plantées toutes mélangées ensemble. La
préparation de ce terrain doit passer par trois étapes obligatoires : l’abattage des arbres et
arbustes, leur séchage (saison sèche) et leur brûlage. On peut donc aussi parler de « culture sur
brûlis ».
2. Caractérisation de la diversité végétale
Les visites se sont faite sur le littoral d'est en ouest ainsi qu'en forêt. Nous avons
rencontrés différentes communautés comme les Palikurs (3 agriculteurs), les Créoles (2
agriculteurs), les Saramakas (2 agriculteurs), les Haïtiens (5 agriculteurs), les Djukas (3
agriculteurs) et les Hmongs (3 agriculteurs). Notre enquête n'est donc pas exhaustive par faute de
temps. Après chaque visite, une planche d'herbier a été faite pour chaque variété récoltée afin de
s'assurer du type d'espèce. En effet, toutes nos planches d'herbier ont été comparées avec les
planches de référence de l'herbier de Cayenne.
Une démarche de prospection a été également mise en place pour trouver de l'igname
sauvage. L'espèce D.trifida a été récoltée en 3 lieux. D'une part, prés de St Georges de l'Oyapock
(Savane roche 14 juillet) et dans la réserve des Nouragues (Savane roche de la Crique Cascade),
cette espèce a été trouvée dans un écosystème particulier : sur savane roche.
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Feuille
Forme (cordiforme ou trifide)
Phyllotaxie (alterne, opposée)
Présence pétiole (si oui, couleur? ailes?)
Photo 4: Savane roche 14 juillet
Principaux caractères morphologiques
Feuille
Enroulement (dextrogyre/lévogyre)
Forme (carrée/ronde)
Couleur
Présence d'ailes (si oui, couleur)
Présence d'épines?
Prés de St Georges d'Oyapock
Tubercule
Forme
Couleur de la chair et de l'épiderme
Présence ou absence de mucilage
Brunissement (oui/non)

La roche est du quartz blanc recouvert de lichens crustacés de couleur noir-violet (cf. photo4).
Le sol est du humus de couleur noire en général très peu profond (de 5 cm à 10 cm).
D'autre part, D.trifida a été récoltée en bord de route de Kaw (PK 1 du dégrad), le milieu n'était
pas de la savane roche mais de la forêt secondaire sur latérite. Le sol était pentu et profond (plus
de 20 cm). Les différents pieds se trouvent en milieu ouvert ou sous couvert végétal à l'orée de la
forêt. L'ensoleillement est donc très important.
3. Description morphologique
Nos planches d'herbier nous ont permis de faire une détermination en suivant les critères
morphologiques défini par le descriptor de IPGRI (International Plant Genetic Ressources
Institute, 1997). Description de la feuille: sa forme (simple ou composée), son limbe
(cordiforme, lancéolée ou trifide), sa phyllotaxie (alterne ou opposée) et la présence ou l'absence
de pétiole et si oui, la couleur de celui-ci et présence d'ailes.
La tige: son enroulement (dextrogyre –enroulement vers la droite ou lévogyre), sa forme (ronde
ou carrée), sa couleur, s'il y a présence ou absence d'ailes, et si oui la couleur de celles-ci et la
présence ou l'absence d'épines. Le tubercule où l'on note sa forme, la couleur de sa chair et de
son épiderme, la présence ou l'absence de mucilage et le brunissement qui apparaît après une
coupe. (cf. tableau ci-contre)
4. Recherches de biomolécules
4.1. Matériel végétal
Le dosage du mucilage s’effectue sur les tubercules récoltés sur les abattis ou à l'état
sauvage.
Pour le dosage des composés phénoliques ainsi que pour le dosage du carbone et de l'azote, ce
sont des feuilles qui ont été récoltées sur abatti ou en milieu naturel. Des feuilles récoltées à
différents stades de croissance sont regroupées dans un même échantillon pour homogénéisation,
séchées et broyées. Le broyage permet l’obtention d’une poudre fine et homogène.
4.2. Dosage du mucilage dans les tubercules
Le mucilage est un liquide visqueux contenant du sucre et de la pectine produit par les
ignames. Cette molécule n'a pas encore été recherchée chez cette plante. Comme première
approche, nous avons voulu observer la quantité présente dans le tubercule suivant les espèces
présentes sur les abattis. Pour quantifier le mucilage présent dans les tubercules d'ignames, une
précipitation à l'éthanol est faite, suivi d'une pesée après 24h et une après une semaine.
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Photo 6: Mucilage précipité dans de l'éthanol 96%
Photo 5: Différents surnageants
Photo 7: Extrait brut à gauche
Extrait hydrolysé à droite

Nous obtenons ainsi la teneur en mucilage avant et après séchage afin de tenir compte de la
rétention d’eau par ce composé. Nous avons, tout d'abord, pesé les tubercules d'ignames puis
broyé dans un mortier avec une pincée de sable de Fontainebleau et 5 ou 10 ml d'eau distillée
suivant le poids des échantillons. Le broyat est ensuite placé dans un tube à centrifugation. La
centrifugation dure 20 mn à 3800 tours. Le surnageant est récupéré à l'aide d'une pipette. La
précipitation du mucilage a lieu, en mettant en présence dans un tube à hémolyse, 1 ml de
surnageant pour 3 ml d'éthanol 96%. Le mélange ainsi obtenu est vigoureusement agité, avant
décantation.
Le mucilage est ensuite déposé dans une feuille d'aluminium pesée au préalable. Les feuilles
d'aluminium sont laissées à l'air libre durant une nuit et pesées. Nous obtenons le poids du
mucilage et de l’eau retenue. Les feuilles d'aluminium sont ensuite mises dans une cloche sous
vide durant une semaine et repesées. Ce poids représente le poids réel de mucilage contenu dans
le tubercule. Les poids de mucilage sont calculés en mg ramenés à la quantité de mucilage dans
le tubercule. Les résultats obtenus sont utilisés, dans un premier temps, pour observer le pouvoir
de rétention d'eau par le mucilage et dans un second temps, pour estimer la teneur relative en
mucilage contenue dans les différents tubercules.
4.3. Dosage des composés phénoliques dans les feuilles
Pour déterminer le profil phénolique des feuilles d'igname, nous avons utilisé la technique de
chromatographie sur couche mince à l'aide de réactifs chimiques. Dans un premier temps, nous
nous sommes intéressé, à une étude chimiotaxonomique et dans un second temps, à l'impact de
la mise en culture en comparant l'espèce D. trifida sauvage et cultivée.
o Préparation des extraits bruts
La préparation des extraits bruts permet de mettre en évidence les composés phénoliques
présents dans chaque échantillon et plus particulièrement les tanins condensés.
Nous avons pesé les échantillons (50 mg) que nous avons placés dans des tubes
eppendorf. Puis, les échantillons sont mélangés à 1 ml de solution d'extraction (α-Glucolactone
à 10 -4 M; 5-Méthoxyflavone à 10 -4 M; Méthanol 80%) avant de passer aux ultrasons pendant 20
mn. Ensuite, les tubes sont centrifugés pendant 5 mn à 13400 tours/mn, pour obtenir les extraits
bruts de chaque échantillon.
o Préparation des extraits hydrolysés
Des extraits hydrolysés sont obtenus par la technique de l'hydrolyse acide sur les extraits
bruts. Cette hydrolyse permet de scinder des molécules complexes glycolsylées et d'obtenir d'une
part des sucres, d'autre part des aglycones comme les flavonols.
250µl de chaque extrait brut sont prélevés puis hydrolysés par 500µl d'HCl (2N) dans
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des tubes à hémolyses au bain marie à 100°C pendant 20 mn. 500µl d'eau distillée et 500µl
d'acétate d'éthyle sont ensuite ajoutés, ce qui permet la formation de deux phases: la phase
supérieure qui est organique et concentre les aglycones et la phase inférieure qui est aqueuse.
o Préparation des plaques de chromatographie
Au cours des premiers essais, nous avons pu constater que la concentration des différents
extraits variait beaucoup. Un dosage spectrophométrique a été effectué afin d'observer
l'absorbance et de déterminer la quantité de matériel à déposer sur plaque de cellulose pour
chaque échantillon. (La référence était la catéchine, longueur d'onde: 280nm)
Des dépôts de 5 à 20µl ont été déposés sur des plaques de cellulose de 10x10 cm (Merck).
Par plaque, les extraits bruts de 7 échantillons et 2 témoins sont déposés: catéchine (10 -4 M), et
épicatéchine (10 -3 M) et pour les extraits hydrolysés 6 échantillons et 3 témoins (quercétine (10 -
3 M) et kaempférol (10 -3 M), myricétine (10 -4 M). Le solvant utilisé pour la migration est le BEE:
Butanol, Ethanol, Eau (40:20:10).
Pour l'extrait brut, la révélation a été réalisée par vaporisation d'une solution concentrée de
DMACA. Ce réactif colore des tanins condensés de couleur différente suivant leur taille: les
polymères en bleu-gris vert, les oligomères en vert bleu et les monomères en bleu intense. La
révélation des composés phénoliques (type flavonols et dérivé caféique) a été faite par
vaporisation au réactif de Neu pour les extraits hydrolysés. Ce réactif permet d'intensifier la
fluorescence naturelle ou de rendre fluorescent un grand nombre de composés phénoliques avec
une gamme de colorations très diversifiées (les flavonols: fluorescence jaune à orange et les
dérivés caféiques: fluorescence bleue).
4.4. Dosage du carbone et de l'azote dans les feuilles
Afin de pouvoir caractériser les différentes espèces étudiées, nous utilisons un analyseur
élémentaire pour analyser deux éléments majeurs constitutifs de la matière organique: le carbone
et l’azote. Les échantillons analysés sont des feuilles récoltées sur les abattis en 2006 et en 2005.
L’analyse des végétaux est réalisable avec des prises d’essai de l’ordre de 2,5 à 3,5mg. Afin de
calibrer l'analyseur élémentaire Thermo-Finnigan NC Soil analyzer EA1112, nous utilisons un
échantillon étalon dont nous connaissons la quantité en azote et en carbone présents: l'atropine
(C: 70,56% ; N: 4,84%). Nous pesons 4 standards d'atropine. Ensuite, nous pesons une atropine
dite "inconnue" pour vérifier la justesse de calibration. Et enfin, nous introduisons tous les dix
échantillons une atropine pour vérifier la justesse de l’appareil tout au long de l’analyse et
corriger une éventuelle dérive. Nous déterminons, par la suite, le
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pourcentage d'azote, de carbone présent par mg de feuilles séchées pour tous nos échantillons.
L'expression de ces résultats est sous la forme d'un rapport: le rapport C/N.
5. Protection anti-herbivore
5.1 Protection chimique: les composés phénoliques
Afin d’estimer l’implication des ignames dans la protection anti herbivores, nous avons
recherchés les tanins dans les feuilles, composés phénoliques connus pour constituer une barrière
chimique vis-à-vis des herbivores (Macheix, 2005). Les tanins existent sous deux formes:
hydrolysables et condensés. Les tanins hydrolysables sont des polymères de l'acide gallique ou
ellagique et les tanins condensés sont des oligomères et polymères de flavonoïdes.
Les tanins ont été mis en évidence par chromatographie monodimensionnelle et révélés
par la suite au DMACA (cf. § 3.3). Afin de quantifier les tanins présents dans les échantillons,
un dosage colorimétrique au DMACA a été effectué au spectrophotomètre à une longueur d'onde
de 640 nm. D'après la technique de McMurrough&McDowell (1978) et Treutter (1989), 100 µl
d'extrait brut et 1 ml de solution de DMACA (0,1% de DMACA dans du méthanol-HCl 9:1 v/v)
sont placés dans une cuve. Il faut attendre quelques minutes pour que le complexe coloré se
forme. La lecture d'absorbance se fait par la suite. La référence utilisée est la catéchine (10 -4 M).
Cette référence permet de faire une gamme étalon et de déterminer la concentration en catéchine
des échantillons.
5.2 Protection biotique: glandes nectarifères
Nous avons cherché à savoir s'il existait une différence entre les ignames sauvages et
cultivées, en ce qui concerne leur protection biotique anti-herbivore. Pour estimer le degré de
protection assuré par les fourmis, nous avons considéré le nombre de nectaires foliaires
producteurs de nectar attractif, comme un bon critère d’implication des ignames dans un
mutualisme de protection.
L'étude de la répartition des nectaires extrafloraux des D.trifida sauvages et cultivées a été
faite sur les planches d’herbier ramenées de Guyane ainsi que sur des feuilles séchées issues de
plants de la serre du CEFE ramenés l'an dernier. Ceci nous permet de comparer l'espèce sauvage
de l'espèce cultivée en milieu naturel et en serre.
Nous avons dénombré, à l'aide d'une loupe binoculaire, le nombre de nectaires présents sur
les feuilles, dont nous avons mesuré l'aire (cm²). Pour 3 feuilles de chaque plant, on a ainsi
obtenu le nombre de nectaires en fonction de la surface (nombre de nectaires par cm 2 de feuille).
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Dioscorea trifida
Photo 10: Tige carrée ailée
Réserve des Nouragues
Photo 11: Chair du tubercule
Dioscorea alata
Photo 8: Variété sauvage
Savane 14 juillet
Photo 9 : Variété cultivée
Photo 12: Chair de la variété "yam la main" Photo 13: Chair de la variété "igname blanc"

RESULTATS
1. Caractérisation de la diversité des Dioscorea en Guyane
Lors de la bioprospection, différentes espèces, sauvage et cultivées ont été ramenées de Guyane
(cf. annexe: tableau de l'enquête).
Avant la mission de terrain, une étude préalable à l'Herbier de Cayenne nous a permis de
déterminer quatre espèces sauvages et quatre espèces cultivées de Dioscorea. Les espèces
sauvages sont les suivantes: D. trifida, D. amazonum, D. polygonoides et D. pilosiuscula (cf.
annexe). Seule l'espèce D. trifida a été trouvé lors de la prospection en savane roche où elle est
l'espèce dominante et en lisière de forêt. Chacune des espèces décrites à l'Herbier de Cayenne a
été récoltée sur les abattis: D. trifida, D. alata, D. cayenensis et D. rotundata.
4.3. Description morphologique
Dioscorea trifida:
Le nom commun de l'igname américaine est "l'igname indien" ou "l'igname violet".
Les feuilles simples sont trilobées ou pentalobées, acumées, alternes, avec des nervures
basilaires proéminentes sur la face inférieure (environ 9). La taille des feuilles varie entre 3 et 11
cm pour les feuilles de plantes sauvages(cf. photo 8) et de 5 à 20 cm chez les D.trifida
cultivées(cf. photo 9). Le pétiole porte des ailes de couleur variable (vert foncé ou violacé). Au
sommet de celui-ci se trouvent de nombreux poils. La tige carrée est également ailée (cf. photo
10). L'enroulement de la tige est lévogyre (s’enroule vers la gauche). La chair du tubercule peut
être de 3 sortes: violet, blanc ou blanc/violet c'est-à-dire le tubercule est blanc au centre et violet
sur le contour (cf. photo 11). La différence significative entre l'espèce sauvage et cultivée, est la
taille des feuilles et du tubercule. En effet, le tubercule issu de l'agriculture est de taille moyenne
(diamètre 5 cm, longueur de 15 à 20 cm) alors que chez le sauvage, il est de très petite taille
(diamètre de 0,5 cm, longueur de 5 à 12 cm).
D. alata:
Lors des visites d'abattis, 2 variétés de D. alata ont été récoltées. La variété où le tubercule est
blanc appelée "igname blanc" (cf. photo 12) et la variété où le tubercule est blanc/violet nommé
"yam la main" qui fait référence à la forme digitée du tubercule (cf. photo 13.) Cette dernière
variété n'a pas été décrite à l'herbier de Cayenne.
11

Photo 14: Différence entre le limbe des deux variétés de D.alata
Photo 15: D. alata variété "yam la main"
Tige ailée et base des pétioles violets
Photo 16: Différence entre le limbe de D.
rotundata (à gauche) et D. cayenensis (à
droite)

Les feuilles sont simples, pétiolées, opposées (cf. photo 14). Le limbe est cordé et acuminé à 6-9
nervures proéminentes basilaires sur la face inférieure. Le pétiole est ailé, la couleur 4 des ailes
varie suivant la variété (cf. photo 15). D.alata variété blanche a des ailes vert clair alors que
D.alata variété violette a des ailes violettes à la base et au sommet du pétiole. La tige est carrée,
ailée. L'enroulement de la tige se fait par la droite (dextrogyre).
On trouve également des ignames appartenant au complexe spécifique D. cayenensis-rotundata.
A l'Herbier de Cayenne, ces deux espèces sont différenciées de la sorte: d'une part D. cayenensis
ssp cayenensis et D. cayenensis ssp rotundata (cf. photo 16)
D. cayenensis ssp cayenensis Lam.
Le nom commun pour désigner cette espèce est "l'igname jaune".
Les feuilles de couleur vert clair sont simples, larges et opposées. Le limbe est cordiforme,
acuminé à 7-9 nervures. La tige ronde est dextrogyre et porte des petits piquants (0,3mm).
D. cayenensis ssp rotundata Poir.
Cette espèce est appelée "yam piquant".
Les feuilles sont simples, opposées et de couleur vert foncé. Le limbe est cordé à la base. La tige
est cylindrique et dextrogyre. Les axes secondaires présentent de petits piquants alors que la base
de l'axe principal en a de plus conséquent.
4.4. Description du lieu de récolte et des abattis
La première communauté interrogée est la communauté Palikur qui se situe dans le village
Espérance à proximité de St Georges d'Oyapock. Ces agriculteurs cultivent des parcelles de
forêts sur latérite qu'ils ont préalablement brûlé, c'est un abatti sur brûlis. Ils pratiquent la
polyculture. Leurs cultures servent à leur propre consommation, seul le surplus de récolte est
vendu. (cf. photos en annexe)
La communauté Saramaka a été interrogée en deux endroits. Dans l'est, à Régina, village
près de St Georges d'Oyapock (50 Km) et dans l'ouest, sur la route de St Laurent du Maroni. Ces
deux abattis sont sur brûlis, mais les conditions environnementales sont très différentes. En effet,
à Régina, les sols sont de la latérite et la pluie est importante alors que près de St Laurent du
Maroni les sols sont du sable blanc et la pluie est plus faible. Comme chez les Palikurs, leur
récolte est pour leur alimentation et non pour la vente.
La communauté Hmong a été rencontrée en deux lieux. Tout d'abord, à Cacao, village se
situant dans l'est à 80 Km de Cayenne. Le sol est constitué de latérite. La culture se fait sur
12

Nombre de pieds recensés
50%
40%
30%
20%
10%
0%
100%
80%
60%
40%
20%
0%
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
Diversité des ignames cultivées en Guyane
D.trifida D.alata variété
blanc
D.alata variété
violet
Figure 1
Répartition des cultures d'ignames par communautés
D. cayennensis D.rotundata
H'mong Créole Palikur Djuka Saramaka Haitien
Figure 2
Répartition spécifique par communauté
Hmong Créole Palikur Djuka Saramaka Haitien
Figure 3
Trifida
Alata blanc
Cayennensis
Alata violet
Rotundata

abatti brûlé de grande taille. Et ensuite, Javouhey, un village de l'ouest, où le sol est composé de
sable blanc. La technique sur brûlis est également employée. Les Hmong sont des agriculteurs
tournés vers la vente à travers toute la Guyane.
La communauté Créole a été visitée en 2 lieux: La Carapa (village entre Cayenne et Kourou)
et à Sinnamary. Ces abattis sont sur savane. La terre est de couleur marron. Les agriculteurs
interrogés étaient, l'un orienté vers le commerce, et l'autre cultivait pour sa consommation
personnelle.
La communauté Djuka et la communauté Haïtienne ont été interrogées dans l'ouest entre
Mana, Javouhey et St Laurent du Maroni. Chacun de ces abattis était brûlés sur sable blanc.
4.5. Agrodiversité de l'igname
Durant notre enquête, nous avons rencontrés dix-neuf agriculteurs, toutes communautés
confondues.
Dans un premier temps, nous regardons, quelle espèce est cultivée majoritairement en
Guyane. En effet, nous avons, pour chaque abatti, relevé le nombre de pieds présents par espèce.
Le nombre total de pieds recensés, toutes espèces confondues, est de 15123.
D'après le graphe de la figure 1, nous constatons que la culture principale est l'igname D.
cayenensis avec 5806 pieds (soit 38,4%) puis D.alata avec 5212 pieds (34,5%) et enfin D.trifida
avec 3786 pieds (25%). La culture des espèces D.rotundata et D.alata violet est marginale
respectivement 242 (1,6%) et 77 pieds recensés (0,5%).
Dans un second temps, nous observons l'importance de la culture de l'igname suivant les
différentes communautés. Le graphe de la figure 2 montre le pourcentage de pieds d'igname
recensés ramenés à la taille de l’abatti. La distribution n'est pas homogène.
En effet, la majorité des pieds d’igname recensés ont été vu sur des abattis Haïtien (45,5%) et
Créole (33,3%) puis dans des abattis Hmong et Djuka (9,4%). La culture de l'igname dans les
abattis Saramaka et Palikur est marginale (respectivement 2% et 0,4% de l’ensemble des plantes
cultivées).
Et enfin, nous nous sommes intéressé aux espèces majoritairement cultivées dans
chacune des communautés. Les données sont représentées dans la figure 3.
L'espèce D. trifida est majoritaire chez les Hmong, les Palikur et les Saramaka. En effet, cette
espèce représente 67% des cultures d'ignames chez la communauté Hmong et Saramaka, et 79%
chez la communauté Palikur.
13

Photo 18: Abatti avec des billons
100%
75%
50%
25%
0%
Pratiques culturales employées par les communautés
Saramaka Djuka Créole Palikur Haitien Hmong
Figure 4
Photo 17: Abatti avec des buttes
Engrais chimique
Cendre
Tuteur
Butte
Fosse

L'espèce D. alata variété blanc est cultivée surtout par deux communautés: les Djuka 91% de
leur récolte d'igname et les Créole à hauteur de 60%.
L'espèce D. cayenensis est cultivée essentiellement par les Haïtiens représentant 77% de leur
récolte en ignames.
5. Pratiques culturales employées
5.1. Modes de mise en culture
Les différents paramètres environnementaux conduisent à des pratiques culturales variées.
Lors de nos visites sur les abattis, nous avons relevé trois paramètres variant d'une communauté
à une autre. Tout d'abord, au niveau de la préparation du sol, certains agriculteurs font des fosses
d'autres des buttes et des billons. Une fosse est un trou dans lequel est déposé le tubercule ;
ensuite ce trou est recouvert d'une butte de terre. La butte (cône isolé) ou le billon (forme
allongée) est de la terre dressée sur la surface du sol où est déposé un tubercule d'igname (cf.
photo 17,18).
Le paramètre suivant est l'utilisation d'engrais chimiques ou de cendre. L'engrais employé est
dans la plupart des cas de la cendre issu des arbres abattus lors de la création de la parcelle
agricole.
Enfin, le dernier paramètre est l'utilisation de tuteur. Certains agriculteurs en mettent ou laissent
l'igname grimpée sur des troncs brûlés, d'autres n'utilisent pas de tuteur et l'igname se développe
à même le sol.
Dans le graphe de la figure 4, nous pouvons constater une différence de pratiques culturales entre
les différentes communautés. Seules les communautés Saramaka, et Créole ont une pratique
culturale de même allure, en utilisant de l'engrais organique, des tuteurs et des buttes.
Les Hmong, les Djuka et les Haïtien sont les seuls à employer de l'engrais chimique. Les Hmong
et les Haïtien ont des pratiques semblables à la différence que les Hmong utilisent plus d'engrais
chimique et moins de tuteurs que les Haïtien. Les Palikur sont les seuls à pratiquer la technique
de la fosse.
Nous avons vu précédemment que la technique de la fosse été employée uniquement par les
Palikurs. Ils utilisent cette technique afin de protéger leurs plants des prédateurs comme l'agouti
(gros rongeur d'Amérique du sud). La communauté Hmong habite dans une région escarpée, afin
de faciliter la récolte, les agriculteurs commencent par le bas du champ pour moins se baisser.
14

4
3
2
1
0
D. trifida
Sauvage
Concentration en mucilage frais en mg.g -1
D. trifida
Cultivé
D. cayennensis D.alata variété
blanc
Figure 5
D.alata variété
violet
D. rotundata

2.2. Critères de choix de la semence
Calendrier des récoltes
D'une manière plus générale, la date de plantation de l'igname varie d'un agriculteur à un
autre. En effet, certain le plante en septembre-octobre, d'autre en décembre-janvier et d'autre
toute l'année. Le tubercule reste en terre entre huit et douze mois selon la variété.
Les agriculteurs utilisant des tuteurs, les mettent à l'extérieur de la butte ou du billon pour
favoriser le développement du tubercule. Les plants sont orientés vers le levant afin d'avoir un
ensoleillement maximal. L'écartement des pieds varie de 80 à 100 cm.
Choix de la variété
Le choix de la variété cultivée est fait selon différents critères. Les agriculteurs qui ont un abatti
pour une autoconsommation vont favoriser le choix guttural alors que les agriculteurs tournés
vers la vente s'intéressent au prix du kg de chaque variété. L'igname D.trifida est celui qui coûte
le plus cher (5-6Euros/kg) du fait de la petite taille du tubercule ainsi que de la difficulté à le
cultiver. L'igname D.alata et D.cayennensis ont le même prix (3/4euros/kg).
Critères gustatifs
Pour l'ensemble des communautés, à l'exception de certains agriculteurs Haïtiens, c'est
l'igname indien qui est préféré pour son goût sucré et fin. Dans le but de rassasier, l'igname jaune
est utilisée, en effet cette espèce a de gros tubercule riche en fibre et en amidon
L'igname blanc et jaune se mange bouilli alors que l'indien se mange bouilli et rôti.
Nous avons rencontré un agriculteur Palikur qui faisait une boisson fermentée avec l'espèce D.
trifida ainsi qu'une haïtienne faisant des chips d'igname.
6. Recherches des biomolécules
6.1. Dosage du mucilage dans les tubercules
Ces graphiques mettent en avant la quantité de mucilage présent en mg par gramme de
tubercule. Une nette différence entre la quantité de mucilage frais et de mucilage sec est
observable. Ceci montre le pouvoir de rétention d'eau par ce composé.
En effet, les tubercules broyés frais de D. trifida sauvage ont une concentration maximale en
mucilage de 1,34 mg.g -1 (écart-type: 0,69) alors que les autres espèces: D. trifida cultivée, D.
cayenensis, D. alata variété blanc, D. alata variété violet ont une concentration moyenne de 0,36
mg.g -1 (écart-type: 0,35) et ceux de D. rotundata ont une concentration minimale de 0,12 mg.g -1
(écart-type: 0,20) (cf. figure 5).
15

4
3
2
1
0
D. trifida
Sauvage
Concentration en mucilage sec en mg.g -1
D. trifida
Cultivé
D.
cayennensis
Figure 6
D.alata
variété blanc
D.alata
variété violet
Type Rf Couleur
TC1 0,07 Bleu-gris foncé
TC2 0,30 Bleu gris clair
TC3 0,34 Bleu foncé
Dérivé Tryptophane 0,36 Violet
TC4 0,45 Bleu pastel
TC5 0,49 Vert gris
TC6 0,54 Bleu turquoise intense
Témoin: Epicatéchine 0,57 Bleu clair
TC7 0,59 Bleu vert
Témoin: Catéchine 0,73 Bleu clair
Type Rf Couleur
Témoin: Kaempférol 0,77 Jaune
F1 0,63 Orange
A H 0,80 Bleu clair
Témoin: Quercétine 0,64 Jaune orangé
Témoin: Myricétine 0,54 Orange
F2 0,68 Jaune orangé
F3 0,67 Jaune orangé
D. rotundata
Tableau 1: Correspondance Rf et couleur suivant les spots observés

Le graphe de la figure 6 montre la concentration en mucilage présent dans les tubercules.
D. trifida sauvage présente toujours une concentration maximale de 1,44 mg.g -1 (écart-type:
1,09). D. cayenensis, D. alata variété blanc, D. alata variété violet montrent une concentration
moyenne de 1,32 mg.g -1 (écart-type: 1,48). D. trifida cultivée et D.rotundata ont une
concentration minimale de, respectivement, 0,77 et 0,27 mg.g -1 (écart-type de: 1,33 et 0,47).
La teneur en eau est un paramètre important qui varie significativement suivant les
espèces, surtout pour les variétés cultivées. En effet, ceci peut s'expliquer par la taille du
tubercule. Les tubercules cultivés sont de taille relativement importante alors que les tubercules
sauvages sont très fin et petit (diamètre avoisinant 5-6 mm). Donc les tubercules sauvages ne
sont pas très riche en eau.
3.2 Dosage des composés phénoliques dans les feuilles
Les composés phénoliques mis en évidence par les chromatographies appartiennent à la famille
des flavonoïdes: des flavonols (F) de type quercétine ainsi que des dérivés d'acides
hydroxycinamiques (AH) ainsi que des tanins condensés (TC) type oligomère et polymère.
Pour chaque spot observé, le Rf a été défini ainsi que sa couleur (cf. tableau 1).
La migration est plus ou moins importante. Ceci est fonction de la polarité de la molécule, c'est-
à-dire de leur solubilité dans le solvant organique. Plus le Rf est grand, plus la migration est
forte.
Pour la révélation au DMACA, nous observons sept spots de tanin condensé (TC).
Le spot TC1 qui est un polymère, puis les tanins TC2 à TC5 qui sont des oligomères et enfin les
monomères TC6 à TC7 et le témoin: l'épicatéchine (Epi). Pour chacun des échantillons apparaît
un spot violet qui est sans doute un dérivé du tryptophane (noyau indolique) (Treutter, 1989).
La lecture de la chromatographie pour les flavonols est simplifiée du fait de l'hydrolyse acide.
Les témoins déposés, nous permettent de définir le type de molécules. Nous observons trois
spots de flavonols: F1, F2, F3 (couleur jaune orangé) et un spot bleu clair qui est un dérivé de
l'acide caféique, probablement de l'acide hydroxycinnamique (AHC). Les spots de flavonols ont
des Rf très proche entre eux et avec le témoin quercétine. Nous pouvons donc conclure que les
flavonols présents sont des molécules de dérivé quercétine.
16

Tableau 2: Présence ou absence des spots suivant les différents espèces
TC1 TC2 TC3 TC4 TC5 Epi TC6 TC7 F1 F2 F3 A H C
D.trifida Sauvage X X X X X
D.trifida Sauvage X X X X X
D.trifida Sauvage X X
D.trifida Sauvage X X
D.trifida Sauvage X X X X X
D.trifida Cultivé X X X
D.trifida Cultivé X X
D.trifida Cultivé X X X X
D.trifida Cultivé X X X X X X
D.trifida Cultivé X X X X X X
D.trifida Cultivé X X X X X X
D.rotundata X X X X X
D.rotundata X X X X X
D.rotundata X X X
D.cayennensis X X
D.cayennensis X X
D.alata variété blanc X X X
D.alata variété blanc X X
D.alata variété violet X X X X X X
D.alata variété violet X X X X
D.alata variété violet X X
Photo 19: Chromatographie révélée au DMACA,
espèce D.trifida cultivée. Mise en évidence d'un effet
terroir.

L'approche chimiotaxonomique dessine des profils différents entre les différentes variétés
étudiées (cf. tableau 2).
Chacune des variétés présente des tanins type oligomère différents. Ces différents tanins n'ont
pas été identifiés.
Nous remarquons entre les D.trifida sauvages et cultivées, une différence entre deux
tanins. L'espèce D.trifida sauvage possède le tanin TC3 alors que l'espèce D. trifida cultivée
possède le tanin TC2. L'espèce D. trifida contient le tanin TC4 ainsi que des dérivés de la
quercétine indépendamment du fait de leur état sauvage ou cultivé.
Un caractère particulier est mis en avant chez les D.trifida sauvages. En effet, nous observons la
présence ou l'absence totale de tanins et autres composés phénoliques chez les D.trifida récoltées
dans la savane 14 juillet (près de St Georges) et dans la réserve des Nouragues.
Un effet terroir est visible entre chaque individu de chacune des variétés. Ceci se
remarque d'autant plus entre les D.trifida cultivées (cf. photo 19) issu de Régina (individu SR) et
de Javouhey. Il y a aussi un effet variété car les cultivés, dans différents terroirs, présentent tous
des composés TC4 que ne présentent pas les sauvages qui possèdent des TC2 jamais retrouvés
dans les cultivés quelque soit leur lieu de culture.
De nombreux composés phénoliques autres que des tanins se sont révélés par la chromatographie
mais n'ont pas été caractérisés (cf. photos en annexe)
17

Nombre de nectaire par
cm²
Nombre de nectaire par
cm²
15
12,5
10
7,5
5
2,5
0
15
12,5
10
7,5
5
2,5
0
Répartion des nectaires sur les feuilles de D.trifida sauvage et
cultivée récolté en Guyane
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Sauvage Cultivée
Figure 7
Répartion des nectaires sur les feuilles de D.trifida sauvage et
cultivée issu des serres
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39
Sauvage Cultivée
Figure 8

4. Protection anti-herbivorie
4.1 Protection chimique: les composés phénoliques
Nous observons une concentration en équivalent catéchine dans nos échantillons de D.trifida
sauvage et cultivée. En effet, D. trifida sauvage a une concentration en équivalent catéchine de
4,7 E-4 alors que l'espèce cultivée a une concentration de 8 E-4 . La différence entre les deux
variétés n'est pas significative (Test du Khi-deux, p-value = 0,989; N = 12).
L'échantillonnage pour ce résultat est faible. Il devra donc être augmenté pour rendre le test du
Khi-deux plus robuste.
4.2 Protection biotique: glandes nectarifères
L'étude de la répartition des nectaires extrafloraux des D.trifida sauvages et cultivées a
montré qu’ils étaient, pour tous les individus, localisées sur le limbe foliaire. Les observations
ont mis en évidence que les individus sauvages D. trifida ont un plus grand nombre de nectaires
par unité de surface que les individus cultivés de la même espèce. Cette différence n'est pas
significative (Test du Khi-deux, p-value = 0,360; N = 27) (Figure 7).
Nous observons également un effet de la mise en culture (Figure 8). En effet, après avoir mis
en culture en serre, les plants d’ignames d’origine sauvage et cultivé dans des conditions de
culture identique pendant un an, nous observons une réduction du nombre de nectaires foliaires
dans de même proportion pour les espèces sauvages et cultivées.
18

DISCUSSION
L'igname est une plante qui a été influencé par le mode de vie itinérant des communautés
consommatrices. En effet, les Amérindiens étaient autrefois des nomades et ont développé un
savoir et un savoir-faire uniques dans l’exploitation de leur principale ressource alimentaire
végétale, l’igname. Ils laissaient soigneusement en place la tête des tubercules d’ignames
sauvages rencontrés en forêt lors de leur itinérance, et ne prélevaient qu’une partie du tubercule
pour leur consommation sur place. Cette stratégie, où les ignames sauvages sont gérées dans leur
milieu naturel de manière à maintenir et à améliorer la production du tubercule, est appelée
paraculture (Dounias 1993). Une fois, sédentarisé, une autre forme de domestication primitive a
été mise en place, qui consiste à prélever des tubercules dans la forêt et à les replanter aux abords
des habitations, ou à exploiter les ignames apparues spontanément dans les jachères et aux
alentours des habitations. Cette pratique est désignée comme de la protoculture (Chevalier 1936).
L'igname D. cayenensis est produit à hauteur de 38,4%, D. alata représente 34,5% et
l'igname D. trifida 25% de la production totale de plantes recensées dans l’abatti. Les
communautés immigrées ont très bien intégrées l'espèce D.trifida dans leur culture peut-être par
choix guttural ou par facilité.
L'espèce D. cayenensis est cultivée principalement par la communauté Haïtienne. En effet, cette
espèce est traditionnellement cultivée en Haïti où elle est particulièrement appréciée pour ses
fibres procurant un sentiment de satiété (com.pers. P. Vernier).
La caractérisation des différentes pratiques culturales usitées en Guyane à montrer des
différences entre les communautés au niveau des nombreux paramètres pris en compte (type
d'engrais, utilisation tuteur et technique, technique de recouvrement du tubercule). Afin de voir
l'impact de ces pratiques, il faudrait, en premier lieu élargir l'enquête à une dizaine d'agriculteurs
par communauté et dans un second temps comparer chaque paramètre un à un.
Les pratiques employées ainsi que l'environnement jouent un rôle modulateur sur le métabolisme
primaire et secondaire. En effet, l'apport en nutriment du sol influence particulièrement ces deux
métabolismes puisqu'ils ont les mêmes précurseurs des chaînes métaboliques.
19

Morphologie et plasticité phénotypique
D’une manière générale, quelles que soient les variétés considérées, nous constatons, au
sein des cultivars, une diversité morphologique plus ou moins importante concernant le plus
souvent la forme du tubercule, la coloration de la chair et/ou la forme des feuilles, dont nous ne
savons, à priori, si elle est attribuable à la plasticité phénotypique naturelle des ignames ou au
regroupement de plusieurs clones dans un même cultivar appelé « groupe variétal » (Dansi et al.
1998; Hamon et Lebot 1998). Des analyses génétiques semblent être nécessaire pour comprendre
cette grande variabilité entre les espèces et les cultivars.
Par contre, en ce qui concerne l'espèce D. trifida, les différences morphologiques sont stables
entre la forme cultivée et sauvage qui sont la taille du tubercule, et des feuilles notamment.
L'impact de la mise en culture sur l'espèce sauvage est fort. Ceci souligne bien l'intérêt du
modèle D. trifida qui va nous permettre d'affiner l'étude et d'amener des éléments de réponse sur
la réponse des ignames à la mise en culture.
Biomolécules et valorisation
Les biomolécules mises en avant lors de notre étude, ont un intérêt économique
important. Nous avons cherché à caractériser l'espèce la plus riche en mucilage et en composés
phénoliques intéressant divers domaines comme la cosmétique, l’agroalimentaire ou encore la
phytothérapie, en vue d'une production commerciale.
Le mucilage des ignames peut servir dans de nombreux domaines tel que l'industrie
alimentaire comme agent stabilisant ou clarifiant (enlève les microorganismes pendant la
fermentation du vin, de la bière), comme gélifiant (épaississant de yaourt) ainsi qu'en
cosmétologie en tant que hydratant grâce aux polysaccharides hydrosolubles qui ont des
propriétés gélifiantes naturelles (ITERG, 2005) et également en phytothérapie comme a
démontré Mazza (2000), le mucilage du lin pourrait avoir une valeur nutritionnelle en tant que
fibre alimentaire, qui semble jouer un rôle dans la réduction des risques de diabète et de maladies
coronariennes, la prévention du cancer du côlon et du rectum, et la réduction de l’incidence de
l’obésité.
Les composés phénoliques de type flavonoïdes ont d'abord été étudiés pour leurs effets
protecteurs contre les pathogènes, bactéries ou virus qui infectent la plante, ou le rayonnement
UV (Marcheix, 2005). Au sein de cette classe existent les flavonols type quercétine qui jouent un
rôle pour la santé humaine puisqu'ils sont des antioxydants capables de piéger les radicaux libres
générés en permanence par notre organisme ou formés en réponse à des agressions de notre
environnement qui favorisent le vieillissement cellulaire.
20

Les anthocyanes sont des pigments rouges ou bleus très présents dans les fleurs et impliqués
dans les mutualismes de pollinisation car sont de bon facteurs d’attraction des pollinisateurs. Ces
pigments sont également retrouvés dans les feuilles de certaines plantes tropicales notamment et
leur procurent une belle coloration bleue ou parfois violette. C’est ce que l’on retrouve dans les
feuilles de D. alata variété « yam la main », qui montrent une belle couleur rose violette sur le
pétiole et la tige notamment ainsi qu’au niveau du tubercule. Nos résultats quant à la recherche
de composés phénoliques montrent bien la similitude existant entre la composition en F2 chez
l’igname violet D. trifida et l’espèce D. alata « yam la main ». L’espèce D. alata blanche n’a pas
de F2. Ce composé semble être à l’origine de la couleur violette retrouvée chez ces deux espèces.
Il aurait été intéressant de doser ces mêmes flavonoïdes dans les tubercules, et corréler les
résultats à l’intensité de la couleur violette de cet organe.
Enfin, on retrouve les tanins composés bien connus pour leur astringence et leur pouvoir
toxique qui jouent un rôle non négligeable dans la protection anti-herbivore des plantes, comme
nous le détaillons plus loin.
Pour l’ensemble de ces composés nous avons recherché quelle espèce était la plus riche
en biomolécules à forte valeur ajoutée dans une optique de sélection en vue de production
commerciale, et un effet plante a pu être mis en évidence.
La production de mucilage est la plus importante pour l'espèce D. trifida sauvage et la moins
importante pour l'espèce D. rotundata. Les composés phénoliques de type tanins sont produits
majoritairement par D.trifida cultivée.
Mise en culture et production de Biomolécules
Par ailleurs, nous avons recherché l’impact des conditions de cultures sur la production de ces
composés, connue pour être sensibles aux variations environnementales (Sagers et Coley, 1995).
Dans le cadre de ce stage, nous avons recherché s'il y a un effet ou non de la mise en culture en
comparant D. trifida sous ses deux formes : sauvage et cultivée. L’objectif global étant, dans un
contexte plus vaste, de tester l'effet de chacun de ces paramètres environnementaux sur la
production de biomolécules, afin d’optimiser les cultures et de pouvoir ainsi réduire la taille de la
parcelle.
La recherche de biomolécules que nous avons effectuée met incontestablement en avant l'impact
de la mise en culture sur D. trifida. Les paramètres environnementaux jouent un rôle important
dans le complexe « trifida sauvage versus cultivé » et différencient les deux formes de D. trifida,
par leur morphologie nous l’avons vu, ainsi que par leur production en biomolécules. En effet,
les recherches de composés phénoliques, et de mucilage mettent bien en avant la séparation entre
sauvage et cultivé.
21

L'espèce D. trifida sauvage produit peu de tanins mais une quantité importante de mucilage alors
que D. trifida cultivée fabrique une quantité très importante de tanins et peu de mucilage. Par
contre, l'effet terroir entre les différents abattis, n'est que très peu visible car le nombre
d'échantillons est trop faible.
Protection anti-herbivore biotique versus chimique
D’un point de vue écologique, de nombreuses espèces de fourmis sont attirées par la
sécrétion de nectar foliaire et assurent la protection des zones juvéniles (méristèmes) contre les
herbivores (Pascal, 1993; McKey, 1998; Di Giusto, 2001). Cette relation à bénéfice réciproque
est un mutualisme de protection de type opportuniste car n’importe quelle espèce de fourmi peut
venir patrouiller et consommer le nectar. La mise en culture de cette plante s’accompagne d'une
très forte réduction du nombre de glandes nectarifères. La relation élaborée avec les fourmis
consommatrices de nectar en est alors sévèrement affectée.
Les individus sauvages présentent donc un nombre plus élevé de glandes que les cultivés.
Les plantes s'étant développées en serre montrent également cette différence avec une diminution
globale du nombre de glandes aussi bien chez les plants sauvages que cultivés.
La protection biotique (assurée par les fourmis) est gérée par le métabolisme primaire car est
soumise à la production de nectar sucré et la protection chimique (production de tanins dans les
feuilles) par le métabolisme secondaire. Ces deux types de métabolismes utilisent les mêmes
précurseurs et semblent donc interdépendants, entraînant parfois une interdépendance des deux
types de protection anti-herbivore.
La protection biotique et la protection chimique sont complémentaires. En effet, l'espèce D.
trifida sauvage possède peu de tanins mais de nombreuses glandes nectarifères alors que l'espèce
cultivée montre l'inverse.
Ces deux métabolismes sont sensibles aux ressources du milieu (Berenbaum, 1995). En effet,
Coley et collaborateurs (1985), ont défini "la théorie de la protection optimale" qui dit que
lorsque la plante investit ces ressources dans sa croissance ou sa reproduction, il y aura alors une
baisse de production de nectar mais aussi de métabolites secondaire. Le fonctionnement de la
plante entière conditionne le métabolisme et par voie de fait le degré d’investissement dans la
protection anti-herbivores. Nous comprenons donc bien que les ressources du milieu vont jouer
un rôle capital sur cette protection de façon indirecte. L’impact du milieu et notamment de la
mise en culture que nous soulignons dans nos travaux, s’explique très certainement par la gestion
métabolique de la plante et son investissement dans sa protection.
22

CONCLUSION
Une bioprospection a révélé une diversité des ignames présentes dans les abattis ainsi
qu'une diversité des pratiques culturales parmi les différentes communautés guyanaises. Afin de
conclure sur les effets des paramètres culturaux il est nécessaire d’effectuer un recensement plus
important.
Les études menées ont mis en évidence une différence entre l'espèce D.trifida sauvage et
cultivée aux niveaux de la production de molécules issu des métabolismes primaire et
secondaire. Effectivement, les ignames américaines cultivées ont tendance à investir plus
d'énergie dans la production de composés phénoliques type tanins et flavonols, contrairement
aux individus sauvages qui investissent plutôt dans des systèmes de défense anti-herbivores
biotique par production de nectar sucré.
La recherche de biomolécules a mis en évidence, un effet terroir ainsi qu'un impact de la
mise en culture. Pour tester cette tendance, il faudrait analyser plus précisément par HPLC les
différentes molécules.
L'igname offre un potentiel chimique encore très peu étudié. En effet, en plus des
nombreux composés phénoliques, l'igname possède des saponines qui une fois hydrolysé libèrent
des triterpènes et des stéroïdes de type diosgénine (précurseur de la progestérone).
Dans le cadre d'une future étude, il serait intéressant d'analyser cette classe de molécule.
23

ANNEXES
Caractérisation de la diversité des Dioscorea en Guyane:
Espèce sauvage
Espèces cultivées
Tableau de l'enquête
Espèce NuméroCommunautés Lieu Tubercule
D. trifida S1 / St Georges Blanc
D. trifida S2 / St Georges Violet
D. trifida S3 / St Georges Blanc
D. trifida N1 / Nouragues Blanc
D. trifida N2 / Nouragues Blanc
D. trifida N3 / Nouragues Blanc
D. trifida K1 / Kaw Blanc/Violet
D. trifida K2 / Kaw Blanc
D. trifida K3 / Kaw Blanc
D. trifida PSG3 Palikur St Georges Violet
D.trifida PSG4 Palikur St Georges Pas de tubercule
D. trifida CS1 Créole Sinnamary Violet
D. trifida CC4 Créole Carapa Violet
D. trifida SR2 Saramaka Régina Blanc
D. trifida SR3 Saramaka Régina Violet
D. trifida SR4 Saramaka Régina Violet
D. trifida SSL1 Saramaka St Laurent Blanc/Violet
D. trifida DJ7 Djuka Javouhey Violet
D. trifida DJ8 Djuka Javouhey Blanc
D. trifida DJ9 Djuka Javouhey Blanc/Violet
D. trifida DJ2 Djuka Javouhey Blanc/Violet
D. trifida DJ4 Djuka Javouhey Violet
D.trifida DJ3 Djuka Javouhey Blanc
D. trifida HJ1 Haitien Javouhey Violet
D.trifida HmS Hmong Sinnamary Blanc
D. cayennensis PSG5 Palikur St Georges Jaune intense
D. cayennensis CS4 Créole Sinnamary Jaune pale
D. cayennensis SR6 Saramaka Régina Jaune intense
D. cayennensis HK Haitien Kourou Jaune intense
D. cayennensis HM7 Haitien Rte de Mana Jaune intense
D. rotundata PSG1 Palikur St Georges Jaune
D. rotundata PSG2 Palikur St Georges Pas de tubercule
D. rotundata SR7 Saramaka Régina Jaune
D. rotundata DJ1 Djuka Rte de Javouhey Jaune clair
D. rotundata DJ5 Djuka Javouhey Jaune clair
D. rotundata HM1 Haitien Mana Jaune
D. alata CC3 Créole Carapa Blanc
D. alata SR5 Saramaka Régina Blanc/Jaune très clair
D. alata SSL2 Saramaka St Laurent Blanc
D. alata DSL1 Djuka St Laurent Blanc/Jaune très clair
D. alata HM4 Haitien Rte de Mana Blanc intense
D.alata violet HmJ1 Hmong Javouhey Jaune,contour violet
D.alata violet HmJ2 Hmong Javouhey Blanc/Violet
D.alata violet HM3 Haitien Rte de Mana Jaune orangé,contour orange
D.alata violet SR1 Saramaka Régina Orange intense,contour violet

Herbier de Cayenne: Ignames sauvages de Guyane française
Dioscorea trifida Dioscorea amazonum
Dioscorea polygonoides Dioscorea pilosiuscula

Description du lieu de récolte et des abattis
Photo 3: Abatti Palikur - St-Georges Photo 2: Abatti Saramaka - Régina
Photo 3: Abatti Hmong (en pente) – Cacao Photo 4: Abatti Créole – La Carapa
Photo 5: Abatti Djuka – Javouhey Photo 6: Abatti Haitien – Javouhey

Recherche de biomolécules
Photo des différentes chromatographies
Révélation des tanins au réactif DMACA
Révélation des flavonols au réactif de Neu

Structure des composés phénoliques mis en évidence
- Flavonol type quercétine
- Tanin hydrolysable
type ellagique type gallique
- Tanin condensé

Approche fonctionnelle
fonctionnelle.
Un dosage de carbone/azote (C/N) a été réalisé dans le cadre d'une approche
Le carbone et l'azote sont des éléments constitutifs importants des êtres vivants. En effet, le
carbone provenant du gaz carbonique (CO2) atmosphérique alimente la croissance des plantes
(photosynthèse). L'azote présent dans le sol est consommé par les plantes et dégradé sous
forme d'ions ammonium et de nitrates. Nous avons déterminé la teneur, en pourcentage, du
ratio C/N par mg de feuilles séchées pour chacun de nos échantillons.
Ce rapport était initialement recherché comme un critère de description des différentes
espèces et devait être corrélé aux données de photosynthèse que nous n’avons pas pu faire par
manque de matériel dans les serres. En effet, la croissance de certaines espèces est très lente.
Par manque de cohérence avec le reste des recherches effectuées, nous avons préféré
mettre cette partie en annexe.
Graphiques du dosage C/N
Différents paramètres de variabilité ont été étudiés: suivant les 6 variétés, les 3 secteurs
géographiques, l'utilisation d'engrais. L'utilisation d'engrais a été scindée en quatre catégories:
engrais chimique, engrais organique, engrais chimique et organique et aucun engrais. Mais
ces deux dernières, ne sont pas représentatives car seulement deux agriculteurs parmi les dix-
neuf interrogés utilisent ces pratiques.
Les graphiques ne montrent pas une différence significative parmi les différents paramètres
étudiés.
Pourcentage (%)
- Suivant les différentes variétés recensées:
25
20
15
10
5
0
D. trifida cultivé D. trifida
sauvage
Pourcentage de C/N par mg de feuilles séchées
D. alata variété
blanc
D. alata variété
violet
D. cayennensis D. rotundata

25
20
15
10
5
0
- Suivant les différents secteurs
25
20
15
10
Pourcentage du rapport C/N par mg de feuilles séchées
Secteur 1 Secteur 2 Secteur 3
- Suivant l'apport dans le sol
5
0
Pourcentage C/N
cendres engrais chimique cendre& engrais
chimique
aucun apport

Ouvrages de références
BIBLIOGRAPHIE
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Liens internet
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http://www.agr.gc.ca/misb/fb-ba/nutra/index_f.php?s1=crops-recolte&page=intro
- Zinzou, 1999, Centre suisse de recherche scientifique
http://www.csrs.ch/fichiers/Rapports/Rapport1999-2000.pdf
- Institut des corps gras - Centre Technique Industriel
ITERG - Tensioactifs biodégradables à partir d’acides gras et de polysaccharides d’algues :
http://www.iterg.com/article.php3?id_article=147
ITERG - Valorisations industrielles des sous-produits : mucilages de tournesol (tensioactifs
solubilisants) : http://www.iterg.com/article.php3?id_article=141
- http://www.refer.mg/cours/wcl/wbalg/pages/p9.htm
Information sur la théorie de protection optimale
Nat' Academies Press, Chemical Ecology: The Chemistry of Biotic Interaction (1995) :
http://darwin.nap.edu/books/0309052815/html/1.html
Image des structures chimiques
- http://culturesciences.chimie.ens.fr/dossiers-chimie-societe-article-FruitsPolyphenol.html
- http://taninos.tripod.com/aaa6.jpg

RESUME
L'objet de cette étude porte essentiellement sur la culture de l'igname Dioscorea trifida par les
différentes communautés qui peuplent le département français de la Guyane et son homologue
qui pousse à l'état sauvage. Un inventaire de la diversité des Dioscorea a été fait sur les abattis
ainsi qu'une description des pratiques culturales employées. L'impact de ces pratiques sur les
différentes variétés d'igname recensée a été étudié.
La recherche de biomolécules dans le tubercule (mucilage) ainsi que dans les feuilles
(composés phénoliques) a mis en évidence un effet terroir.
Une comparaison a été faite entre l'espèce D. trifida sauvage et cultivée au niveau de la
protection anti-herbivore. La plante met en place une protection de deux ordres: biotique
(mutualisme plante-fourmi) et chimique (tanins).
Mots clés: igname, Dioscorea trifida, Guyane, mise en culture, composés phénoliques,
mucilage, protection anti-herbivore.
The object of this study concerns essentially the culture of the yam Dioscorea trifida by the
several communities which populate the French Guyana and its counterpart who grows to the
wild state. An inventory of the variety of Dioscorea was made on fields as well as a
description of the culturales practices used. The impact of these practices on the various
varieties show of listed yam was studied.
The research for biomolecules in the tuber (mucilage) as well as in the leaves (phenolic
compound) put in evidence an effect soil.
A comparison was made between the specie D. trifida wild and cultivated for the anti-
herbivore protection . The plant sets up a protection of two orders: biotics (mutualism plant-
ant) and chemical (tannin).
Key-words: yam, Dioscorea trifida, French Guyana, setting in culture, phenolic compounds,
mucilage, protection anti-herbivore