Variations in the total nuclear DNA content in African Coffea species (Rubiaceae)

La quantité d'ADN totale par noyau a été estimée pour soixante-quinze génotypes de #Coffea appartenant à seize espèces diploïdes (2n=22) et #C. arabica (tétraploïde 2n=44) par cytofluorométrie en flux. L'agent fluorochrome utilisé est l'iodure de propidium (intercalent). La valeur 2C du génome des caféiers varie de 0,9 pg d'ADN par noyau à 1,9 pg. Trois espèces, originaires d'Afrique de l'Est (#C. sessiliflora, C. racemosa et #C. pseudozanguebariae) ont le plus petit génome (environ 1 pg par noyau). A l'opposé, trois espèces de forêt tropicale humide (#C. humilis, C. sp. Moloundou et #C. liberica) correspondent aux valeurs les plus élevées (1,6 pg). L'espèce tétraploïde #C. arabica$, originaire d'Ethiopie, a un génome de 2,5 pg. Au sein des espèces diploïdes, on note une importante variation des valeurs 2C pouvant atteindre 25 % pour une espèce. Les résultats sont comparés aux données analogues chez d'autres Angiospermes et une tentative d'interprétation des variations observées est présentée. (Résumé d'auteur

Nuclear DNA content in the subgenus Coffea (Rubiaceae) : inter and intra-specific variation in African species

La cytométrie en flux a été utilisée pour estimer la quantité d'ADN nucléaire chez 13 espèces de #Coffea (Rubiacea) originaires d'Afrique. Douze espèces diploïdes (#2n=22) et l'espèce tétraploïde #C. arabica (#2n=44) ont été analysées. Pour 77 génotypes, des populations de noyaux isolés ont été colorées par l'iodure de propidium (IP ; non spécifique des bases). Pour trente neuf génotypes, le 4',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI; AT spécifique) a été également utilisé. Les quantités 2C d'ADN nucléaire, estimées avec l'IP, oscillent entre 0,95 et 1,78 pg. Trois groupes correspondant à des quantités croissantes d'ADN ont été mis en évidence. Les trois espèces #C. sessiliflora, C. racemosa et #C. pseudozanguebariae se classent dans le groupe des plus petites valeurs (groupe 1 : 0,90 à 1,30 pg). Les trois espèces #C. eugenioides, C. stenophylla et #C. sp. F. se rangent uniquement dans le groupe des valeurs intermédiaires (groupe 2 : 1,31 à 1,60 pg). Les autres espèces se répartissent entre le groupe 2 et le groupe des plus hautes valeurs (groupe 3 : 1,61 à 1,80 pg). Les valeurs déterminées pour les espèces de #Coffea$, sont comparées aux niveaux intra- et inter-spécifique à celles d'autres angiospermes. Les différences observées sont discutées en fonction de l'origine éco-géographique des espèces, leurs caractéristiques phénologiques et la fertilité de leurs hybrides F1 interspécifiques. (Résumé d'auteur

Characterization, high-resolution mapping and differential expression of three homologous PAL genes in Coffea canephora Pierre (Rubiaceae)

Phenylalanine ammonia lyase (PAL) is the first entry enzyme of the phenylpropanoid pathway producing phenolics, widespread constituents of plant foods and beverages, including chlorogenic acids, polyphenols found at remarkably high levels in the coffee bean and long recognized as powerful antioxidants. To date, whereas PAL is generally encoded by a small gene family, only one gene has been characterized in Coffea canephora (CcPAL1), an economically important species of cultivated coffee. In this study, a molecular- and bioinformatic-based search for CcPAL1 paralogues resulted successfully in identifying two additional genes, CcPAL2 and CcPAL3, presenting similar genomic structures and encoding proteins with close sequences. Genetic mapping helped position each gene in three different coffee linkage groups, CcPAL2 in particular, located in a coffee genome linkage group (F) which is syntenic to a region of Tomato Chromosome 9 containing a PAL gene. These results, combined with a phylogenetic study, strongly suggest that CcPAL2 may be the ancestral gene of C. canephora. A quantitative gene expression analysis was also conducted in coffee tissues, showing that all genes are transcriptionally active, but they present distinct expression levels and patterns. We discovered that CcPAL2 transcripts appeared predominantly in flower, fruit pericarp and vegetative/lignifying tissues like roots and branches, whereas CcPAL1 and CcPAL3 were highly expressed in immature fruit. This is the first comprehensive study dedicated to PAL gene family characterization in coffee, allowing us to advance functional studies which are indispensable to learning to decipher what role this family plays in channeling the metabolism of coffee phenylpropanoids