Morphological diversity and hyoscyamine/scopolamine contents in twelve Algerian samples of Datura stramonium L. of different origin

Abstract

Morphological diversity was estimated on 15 phenotypic characters of Datura stramonium from twelve samples of different origin; the Algerian distribution of that species extends from Nedroma (extreme western Algeria : semi-arid bioclimatic stage) to El Kala (at the Algerian-Tunisian border: humid bioclimatic stage). Seeds from these twelve samples were collected and then grown in similar pedoclimatic conditions. Measurements were carried out 60 days after sowing. Results show that these twelve samples were significantly different for the measured traits (leaf area, length of the flowers, number of ramifications, number and biometrics of the capsules and height of the plants). Principal component analysis (PCA ) and Factorial discriminant analysis (FDA) were used to discriminate the origins of the samples from their studied characters. The canonical averages of the twelve samples were significantly different, especially in the biometric traits including mature plants, capsules and seeds. The alkaloid content (hyoscyamine and scopolamine) of the twelve samples seems to be influenced by the geographical and bioclimatic distribution. In addition, the most alkaloid productive samples were generally those that invest more in biomass production (leaf area, height and collar diameter of plants)La diversité morphologique a été estimée sur 15 caractères phénotypiques de douze provenances de Datura stramonium L. dont la répartition s'étend de Nedroma (extrême Ouest algérien: étage bioclimatique semi-aride) jusqu'à El Kala (à la frontière algéro-tunisienne: étage bioclimatique humide). Pour ce faire, les graines des 12 provenances ont été récoltées puis cultivées dans des conditions pédoclimatiques similaires. Le suivi a ensuite été fait depuis la germination de la graine jusqu'à la maturité des capsules. Les résultats obtenus montrent que les douze provenances sont significativement différentes pour les caractères mesurés (surface foliaire, longueur des fleurs, nombre de ramifications, nombre de capsules par plant, biométrie des capsules, hauteur et diamètre au collet des plantes). L'analyse en composantes principales (ACP) et l'analyse factorielle discriminante (AFD) ont été appliquées pour discriminer les provenances à partir des caractères étudiés. Les moyennes canoniques des douze provenances sont significativement différentes notamment pour les caractères biométriques des capsules, des graines et des plantes matures. La teneur en alcaloïdes (hyoscyamine et scopolamine) des 12 provenances semble être influencée par la répartition géographique et bioclimatique. Par ailleurs, les provenances les plus productrices en alcaloïdes sont généralement celles qui investissent le plus dans la production de biomasse (surface foliaire, hauteur et diamètre au collet des plantes)