Abstract Centella asiatica (F. APIACEAE) is an important medicinal

Abstract
Centella asiatica (F. APIACEAE) is an important medicinal herb used in both
traditional pharmacopoeia and modern medicine. It is commercially used as wound-healing
and tissue-reconstituting agent. Madagascar plays a major role in C. asiatica trade. It is the
first producer worldwide, and because of higher principal compounds content in the leaves,
Malagasy origin is appreciated by industry. In Madagascar, C. asiatica can be found almost
throughout the island but the collection destined for exportation is principally focused in the
region of Alaotra-Mangoro. So, we voiced hypothesis that genetic diversity of C. asiatica
exist in Madagascar and Alaotra-Mangoro accessions could be particular. Consequently, we
report in this work the biological and diversity studies of malagasy C. asiatica. The biological
study was based on floral morphology, reproduction mode, chromosome number and ploidy
level of the species. The diversity study concerned foliar morphology, chloroplast DNA and
nuclear DNA. The variation of foliar morphology was highlighted by size measurement.
Genetic diversity was evaluated with Restriction Fragment Length Polymorphism –
Polymerase Chain Reaction for chloroplast DNA and through Simple Sequence Repeat
analysis for nuclear DNA. As results, some populations of C. asiatica are diploids and the
other tetraploids. Diploid populations display 2n=2x=18 chromosomes, have round leaves and
present vegetative propagation by stolons or/and self-reproduction. Tetraploid populations
display 2n=4x=36 chromosomes, have kidneyshaped leaves and opt for allogamy. Diploid
populations grow frequently in the western part of Madagascar and tetraploid populations are
generally located in the eastern part. Tetraploid populations are divided into two separated
group, accessions of Alaotra-Mangoro and Analamanga form the first group and the others
populations constitute the second group. The Alaotra-Mangoro accessions are tetraploids with
specific genotypes. We supposed that their genetic peculiarity could be correlated with higher
principal compounds content and that is why the collect is principally based in this region.
This thesis gives details on C. asiatica biology and estimates its diversity in Madagascar.
Propositions concerning species conservation and management are deduced from this study.
Through this work, development and characterization of twenty microsatellite markers for C.
asiatica was realized from the first microsatellite-enriched library of this species. These
microsatellite markers were already submitted to The European Molecular Biology
Laboratory database.
Keywords: Centella asiatica, Madagascar, Alaotra-Mangoro, ploidy, chloroplast DNA,
microsatellites.
Résumé
Centella asiatica (F. APIACEAE) est classée parmi les plantes à valeurs médicinales.
Elle est dotée de vertus cicatrisantes et regénérantes de tissus reconnues par la pharmacopée
traditionnelle à travers nombreux pays et par la médecine moderne dans le monde. C. asiatica
fait l’objet d’un commerce international et les accessions de Madagascar sont les plus
sollicitées sur ce marché à cause de leur richesse en principes actifs. Cette espèce est présente
dans presque toutes les régions de Madagascar, cependant la concentration des collectes dans
la région d’Alaotra-Mangoro laisse supposer l’existence d’une variété spécifique. A cet effet,
des recherches sur la biologie et sur la diversité de l’espèce ont été menées. Une étude de la
morphologie florale, du mode de reproduction, du nombre de chromosomes et du niveau de
ploïdie de l’espèce ont été réalisées. Une étude de la diversité portant sur les variations de la
morphologie et sur le polymorphisme génétique de l’espèce a été effectuée. Il s’agit de
l’analyse des dimensions des feuilles et les analyses de l’ADN chloroplastique et de l’ADN
nucléaire, par les techniques Restriction Fragment Length Polymorphism – Polymerase Chain
Reaction et Simple Sequence Repeat . Ces recherches ont conduit à l’identification de deux
types de populations de C. asiatica : des populations diploïdes et des populations tétraploïdes.
Les populations diploïdes, avec 2n=2x=18 chromosomes, ont des feuilles orbiculaires et
favorisent la multiplication végétative et/ou l’autofécondation. Les populations tétraploïdes,
avec 2n=4x=36 chromosomes, possèdent des feuilles réniformes et optent préférentiellement
pour l’allogamie. La répartition géographique de ces deux populations est bien définie, les
diploïdes sont fréquemment rencontrées à l’Ouest de Madagascar tandis que les tétraploïdes
se répandent généralement dans toute la région orientale. Les populations tétraploïdes sont
réparties en deux groupes, un premier groupe constitué par les populations d’AlaotraMangoro et d’Analamanga et un deuxième groupe qui rassemble le reste des populations. Les
accessions d’Alaotra-Mangoro ont des génotypes assez particuliers qui semblent corrélés avec
une teneur élevée en principes actifs. Cette spécificité génétique expliquerait pourquoi la
collecte est principalement axée dans cette zone. Les données sur la biologie de C. asiatica,
obtenues dans la présente thèse, permet d’apprécier sa diversité à Madagascar. De ces
résultats découlent des propositions de modes de conservation et de gestion de l’espèce. Grâce
à ce travail, la première banque enrichie en locus microsatellites de C. asiatica a pu être
établie. Vingt marqueurs microsatellites spécifiques à l’espèce ont pu être synthétisés et sont
actuellement disponibles dans la base de données internationale de « The European Molecular
Biology Laboratory ».
Mots clés : Centella asiatica, Madagascar, Alaotra-Mangoro, ploïdie, ADN chloroplastique,
microsatellites.