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Arabica coffees make up about 60% of current world coffee production and are generally sold at considerably better prices than Robustas on account of superior beverage quality. However, costs of production are much higher, mainly due to more stringent demands for soil and climatic conditions, crop management, primary processing and control of several pests and diseases including the potentially very destructive Arabica-specific coffee leaf rust (CLR) and berry disease (CBD). Breeding for disease resistance in combination with vigour, productivity and quality started in the early 1920s in India, but especially in the second half of the 20th century comprehensive breeding programmes have been implemented also by research centres in several other coffee producing countries, particularly in Brazil, Colombia, Costa Rica, Kenya, Tanzania, Ethiopia and Angola/Portugal. Many of the resulting CLR- and CBD+CLR-resistant cultivars (true- breeding lines and F1 hybrids) meet the required standards of profitable and environmentally sustainable crop production. Nevertheless, in many countries the speed of replanting the traditional, disease-susceptible, varieties with these modern Arabica cultivars has been slow. Reasons for the disappointing impact of innovative variety development on Arabica coffee production include: inadequate coffee extension services, limited access to credit facilities for financing costs of replanting and inputs, inefficient systems of multiplication and distribution of the new cultivars to the growers, and last but not least the persistent scepticism among coffee traders about the cup quality of disease-resistant cultivars. Challenges of more recent date are the conservation of and access to additional gene tic resources of Coffea arabica, breakdown of host resistance to CLR in some countries and the increasingly negative impact of climate change on Arabica coffee production worldwide. The durability of CLR resistance can be improv ed by strategic management of the available SH genes, through marker-assisted gene pyramiding or multilines, and by a continued search for new R genes in the Coffea gene pool. A novel approach to achieving durable host resistance in obligate biotrophic pathogens like CLR could be selection for “loss of susceptibility” within the host-pathogen relationship. However, the host resistance to CBD has proved to be very durable so far. Chance s of detecting and successfully introgressing effective host resistances to important coffee pests, other than nematodes, from different Coffea species appear to be low, especially when genetic modification is not an option. Searching for heat- and drought-tolerant genotypes within the Coffea gene pool seems to be the preferred approach to countering the negative effects of climate change, but success under field conditions is as yet unconfirmed. On the other hand, there is ample room for improving crop water productivity in Arabica coffee, by selection and innovative crop management, without decreasing cup quality. Functional-genomic methods of analysis open perspectives of effectively selecting genotypes combining high yields with superior beverages, e.g. identifying metabolic pathways of the aroma/flavour precursors of intrinsic cup quality. This review discusses ways to improve the development and dissemination of new Arabica coffee cultivars, by seeds or clones, with or without growers' participation, by the public or private sector, with the objectives of contributing to sustainable, climate-change tolerant and diversified coffee production. Advanced coffee variety development could benefit tremendously from networks of collaborating research institutes to facilitate the sharing of resources (financial, genetic and genomic), technologies and scientific information.

Coffee wilt disease (CWD), which is caused by Fusarium xylaroides Steyaert, the conidial stage of Gibberella xylarioides Hem. & Saccas, is the most serious problem of Robusta coffee (Coffea canephora) production in Uganda, the Democratic Republic of Congo (DRC) and Tanzania. It is also affects Arabica coffee (Coffea arabica) production in Ethiopia. CWD spreads quickly and widely, thus it is a threat to coffee production in all continents. It can be controlled effectively by planting resistant varieties. In Uganda CWD was first observed on C. canephora in 1993, in areas bordering the DRC and by 2002 it had spread to many parts of the country, where it had destroyed 44.5% of the crop (Oduor, 2005). This reduced Uganda¿s coffee exports by nearly 50% and led to economic loss of US dollars 80-270 million annually between 1996 and 2007. Consequently, a search for CWD resistant C. canephora varieties was initiated at the Coffee Research Centre (COREC) in 1997. This involved screening C. canephora germplasm in naturally infected fields and in artificial inoculations carried out in the screen house for resistance. The C. canephora genotypes both in field and screen house studies, responded quantitatively to the disease, implying that CWD resistance in C. canephora is controlled by many genes. 1519 completely resistant genotypes were identified through large scale germplasm screening in artificial inoculations at COREC and these were planted in mother gardens and thereafter they were cloned and planted in field evaluation trials. 167 of the clones underwent preliminary evaluation and four (4) were selected for being resistant to leaf rust and red blister disease and having good cup and bean qualities. The four selected clones were planted in on-farm multi location evaluation trials, en route to being recommended for commercial cultivation. Similarly, four (4) CWD resistant clones were selected from among many genotypes screened in naturally infected fields at COREC and were also planted on-farm multi location trials, en route for recommendation for farmer cultivation.

Coffee wilt disease (CWD) caused by Fusarium xylarioides appeared in 1993 in Uganda and has become a serious problem of coffee production. From the 1940's to 1960's the disease caused considerable destruction to C. canephora in Central and West Africa. This disease was effectively controlled by uprooting and planting resistant varieties. For developing wilt resistant varieties in Uganda, wild Coffea canephora trees from Kibale and Itwara primary forests were studied together with cultivated genotypes of nganda and erecta phenotypes and other cultivated genotypes from Kalangala Islands in Lake Victoria. The genotypes were analyzed for genetic diversity using 24 SSR markers covering many parts of C. canephora genome. These studies found significant genetic differences between Kibale, Itwara, Kalangala and a group constituted of nganda and erecta genotypes. A comparison of Ugandan genotypes with known C. canephora diversity groups using 18 of the SSR markers revealed that Ugandan genotypes constitute a new diversity group in the species. Therefore it was interesting to test this Ugandan material for resistance to coffee wilt disease. Resistances tests were performed using a field isolates of Fusarium xylarioides on open pollinated progenies of some of Kibale, Itwara, Kalangala and Nganda and erecta individuals studied for genetic diversity. Results of these tests revealed presence of resistance among genotypes from all sources and significant genetic differences between sources. High variability between progenies within each source was also detected. In this paper importance of this diversity in developing improved coffee varieties is discussed.

Changement de mission de la RAD : jusque dans les années 1990, la recherche a mis l'accent sur l'augmentation massive des productions pour les principales espèces cultivées (contribuant ainsi à un appauvrissement de la biodiversité agricole) ; la mission de la recherche pour le développement a pris depuis une orientation multidimensionnelle en s'engageant à contribuer à une réduction de la pauvreté, de la faim, de la malnutrition par une amélioration durable de la productivité des ressources agricoles, forestières et marines. Changement de contexte : Le traité international sur les ressources génétiques d'une part, l'émergence de nouveaux acteurs dont les organisations régionales et sous régionales de recherche, le lancement de grands programmes mondiaux avec un partenariat large et diversifié comme par exemple les " challenge programmes ", sont autant de facteurs qui viennent aujourd'hui modifier le contexte dans lequel évoluent les recherches sur la diversité agricole. Une nouvelle efficacité : les nouvelles technologies et particulièrement les applications de la génomique fonctionnelle ouvrent de réelles perspectives pour l'utilisation d'une plus grande diversité dans l'amélioration des plantes cultivées et pour la diversification des cultures chez les petits agriculteurs du Sud. La complexification des enjeux de la recherche impose toutefois de plus en plus d'intégrer les disciplines des sciences de la nature - la " biologie intégrative " constituant un premier niveau de mise en synergie - et au-delà d'intégrer celles-ci avec les sciences sociales et économiques. Des choix stratégiques : Aucun opérateur ne peut agir seul ni être présent partout. Si le système international décide d'ouvrir ses recherches à de nouvelles plantes cultivées, répondant aux besoins et demandes pressantes des agriculteurs pauvres du Sud, il ne pourra le faire que dans le cadre d'un partenariat élargi dans lequel la France devrait avoir un rôle important à jouer. Notre principal avantage comparatif, en complémentarité de ce que font les autres acteurs, se situera sans doute en amont des recherches appliquées réalisées par ceux qui oeuvrent sur le terrain, au Sud. Les efforts pourraient donc se concentrer sur des recherches génériques, appuyées par quelques " études de confirmation " (proof of concept) sur des sujets emblématiques. Conclusions - les modes opératoires : si produire plus, dans des environnements favorables, pouvait résulter d'une recherche relativement simple, améliorer les conditions de vie des petits agriculteurs des zones marginales exige une réelle pluridisciplinarité et une ouverture des partenariats encore largement à concrétiser dans les organismes français de recherche.

The success of a new variety of Arabica coffee (Coffea arabica L.) depends to an important extent on its liquor and bean qualities. Selection for these traits is however constrained by the prevalence of large genotype-by-environment (GxE) interactions in conjunction with the low genetic variability characteristic of this species. The aim of this study was to assess the extent to which key bean and liquor traits are affected by the environments and could be combined in order to improve the efficiency of selection for coffee quality in a narrow genetic basis set of hybrids obtained from a set of related lines and collectively representing the Ruiru 11 cultivar. Twenty-one full-sib families representative of this hybrid cultivar grown in Kenya in five sites exhibiting strong edaphic and climatic differences were used for the study. Rainfall amounts during various phases of berry development were used to explain the differences observed in the discriminating abilities of the locations for bean and liquor traits. The results showed that these families were best differentiated for bean sizes in the site where moisture supply was optimal throughout berry expansion and tilling stages, whereas discrimination on the basis of liquor traits were best observed in the site where moderate moisture stress occurred during bean filling stage. The overall precision in prediction of family values was low for liquor qualities; but a much more efficient selection for large bold beans, optimally based on the AA grade was shown to be possible. Selection indices for family selection were computed to realize a trade-off between genetic gains in bean size and liquor flavour.

Genetic diversity was studied using RAPD markers among 119 coffee (Coffea arabica L.) individuals representing 88 accessions derived from spontaneous and subspontaneous trees in Ethiopia, the primary centre of species diversity, six cultivars grown locally in Ethiopia, and two accessions derived from the genetic populations Typica and Bourbon, spread in the 18th century, which gave rise to the most currently grown cultivars. Twenty-nine polymorphic fragments were used to calculate a similarity index and construct dendrograms. The Ethiopian material was separated from the Typica- and Bourbon-derived accessions and classified in four groups: one with most of the collected material from southwestern Ethiopia and three from southern and southeastern Ethiopia. Almost all detected diversity was found in the southwestern group while the southern and southeastern groups presented only 59% of identified markers. The genetic distances were low between the southwestern group and the southern and southeastern groups, and between the southwestern group and the Typica- and Bourbon-derived accessions. The cultivated coffee derived from the genetic populations Typica and Bourbon appeared little differentiated from wild coffee growing in the southwest. The results supported the hypothesis that southwestern Ethiopian coffee trees could have been introduced recently in the south and southeast. A separate analysis of the 80 accessions classified in the southwestern group allowed identifying particular spontaneous- and subspontaneous-derived accessions and redundancies in the collected material from southwestern Ethiopia. RAPD markers did not detect any within-collection polymorphismexcept for two trees that were identified as off-types in the CATIE field genebank.

Plant breeding has progressed considerably in the last ten years, with conventional strategies enhanced through the development of new biotechnological tools to probe genetic resources and develop improved varieties. Further aspects have now to be addressed by plant breeding programmes-biodiversity management and sustainable agriculture. Recent advances in tropical plant breeding, mainly achieved by French research teams of CIRAD, INRA and IRD, in collaboration with their counterparts in tropical countries, are reviewed in this book, the updated English edition of "L'amélioration des plantes tropicales" published in French in 1997. Each of the twenty-four chapters concerns a specific crop and has been written by scientists working in the fields of plant breeding and genetic improvement of that particular species. For each plant or group of plants, the authors analyze trait diversity in cultivated forms and links with related wild species. In addition, they review breeding techniques and biotechnological innovations utilized by breeders, assess genetic progress based on examples from varietal improvement programmes, and discuss distribution of improved varieties.

F1 and backcross hybrids were obtained between two diploid coffee species (2n = 22) differing by their nuclear DNA contents (C. pseudozanguebariae (PSE) 2C = 1.13 pg and C. liberica var. dewevrei (DEW) 2C = 1.42 pg). Genomic in situ hybridisation (GISH) and flow cytometry were used on 6 F1 hybrids and 7 backcross hybrids in order to determine their parental chromosomic contribution and their nuclear DNA content (qDNA), respectively. GISH and flow cytometry results in the two species and their interspecific hybrids: 1. GISH efficiently identified chromosomes from both species. 2. In PSE and DEW, two 18S-5.8S-25S rDNA sites were localised on terminal segments of two chromosomes. 3. F1 hybrids had DNA content intermediate between the parental species and contained 11 chromosomes from each species as expected. 4. There was a linear relationship between the number of PSE chromosomes and the nuclear DNA content. Conclusiosn: Flow cytometry allows to sort hybrids with nuclear DNA content and DEW chromosome number close to the cultivated species. In introgression programmes, the aim is to produce plants with the interesting wild trait, but conserving the back-ground of the cultivated species. This is usually done by backcrossing the hybrids having the favourable trait on the cultivated species and this process have to be carried out on about ten generations. This is time-consuming, especially for coffee trees which yield after four years. The use of molecular markers and flow cytometry for early selection could accelerate this pro-cess.

The agronomy session included a summarized report, 27 paper presentations and around twenty posters. The main advances made in research were grouped under 5 different headings: plant biotechnologies, selection and genetic improvement, agricultural practices, post-harvest technology, diseases and parasites

F1 hybrids were obtained between two coffee species with the same chromosome number (2n = 22) but with different nuclear DNA contents (C. pseudozanguebariae (PSE) 2C = 1.13 pg and C. liberica dewevrei (DEW) 2C = 1.42 pg). Hybrids of second generation were obtained by open-pollination of the F1 hybrids. Genomic in situ hybridisation (GISH) and flow cytometry were used on 6 F1 hybrids and 7 hybrids of second generation in order to determine their parental chromosomic contribution and their nuclear DNA content (qDNA), respectively. GISH efficiently identified chromosomes from both species. F1 hybrids had qDNA intermediate between the parental species and contained 11 chromosomes from each species as expected. There was a linear relationship between the number of PSE chromosomes and the nuclear DNA content. This result allows flow cytometry to give a rough estimate of the parental chromosomic contribution in coffee interspecific hybrids. (Texte intégral)

L'amélioration des plantes a connu au cours des dix dernières années une évolution rapide. D'une part, elle bénéficie désormais des outils biotechnologiques d'exploitation des ressources génétiques et de création de variétés, qui viennent enrichir les méthodes classiques de sélection. D'autre part, elle doit répondre à de nouvelles attentes : gérer la biodiversité et concourir à une agriculture durable. Cet ouvrage présente les derniers progrès réalisés en amélioration des plantes tropicales. Il se fonde principalement sur les travaux que les équipes françaises du CIRAD et de l'ORSTOM conduisent en collaboration avec leurs homologues des pays tropicaux. Il comprend vingt-quatre chapitres, chacun étant consacré à une culture et rédigé par des spécialistes de la génétique et de la sélection de l'espèce. Pour chaque plante ou groupe de plantes, les auteurs analysent la diversité des formes cultivées et leurs relations avec les espèces sauvages apparentées. Ils décrivent les méthodes d'amélioration et les apports des biotechnologies dans la pratique du sélectionneur. Ils examinent les progrès génétiques réalisés en partant d'exemples tirés des programmes de création variétale. Enfin ils traitent de la diffusion des variétés améliorées. Cet ouvrage de référence s'adresse au chercheur, à l'enseignant, à l'étudiant comme au professionnel de la sélection. (Résumé d'auteur)

Les relations phylogénétiques de 25 espèces de caféiers dont l'espèce tétraploïde #C. arabica$ ont été abordées au niveau de leur ADN génomique nucléaire et chloroplastique par l'utilisation de la variation de la longueur de fragments de restriction (RFLP) et la comparaison de leurs séquences. L'origine allotétraploïde de #C. arabica$ est supportée par l'importance du polymorphisme RFLP. L'étude du génome chloroplastique indique #C. eugenioides$ ou une espèce proche de #C. eugenioides$ comme parent femelle de #C. arabica$. L'étude de l'unité nucléaire codant pour l'ARN ribosomique conduit à une espèce du groupe canephoroides (#C. canephora$, #C. congensis$, #C. brevipes$) comme parent mâle. L'origine de #C. arabica$ apparaît comme un évènement récent de la fin quaternaire et les conditions de sa formation sont en discussion. De plus, 22 souches de #C. arabica$ représentant les 2 grands groupes de cultivars - Typica et Bourbon - et des caféiers subspontanés collectés en Ethiopie ont été comparés par l'analyse du polymorphisme obtenu après amplification de fragments aléatoires d'ADN (RAPD). Elle met clairement en évidence une différenciation Est-Ouest dans le centre primaire de diversification en Ethiopie. (Résumé d'auteur)

Les effets d'un vieillissement accéléré (VA) sont étudiés avec des semences d'orge (#Hordeum vulgare$ L.) et comparés à ceux d'un vieillissement naturel au cours d'un stockage à 4°C depuis une trentaine d'années. Le vieillissement accéléré (42°C et 100% d'humidité relative) se manifeste, après 4 jours de traitement, par une diminution de la vitesse et du taux de germination, un ralentissement de la croissance des plantules et l'apparition de plantules anormales. Les semences de sept variétés, conservées depuis trente ans à 4°C et 30% d'humidité relative, ont gardé une très bonne aptitude à la germination (supérieure à 95%). Seule, la variété Atlas à grain nu a perdu 30% de faculté germinative et réagit le plus au VA. Le vieillissement accéléré n'entraîne aucune modification biochimique qualitative et quantitative des isozymes de peroxydases. En revanche, les zymogrammes de peroxydase des semences conservées depuis trente ans sont différents de ceux des semences récentes. Pour certaines variétés, un électromorphe s'exprime avec une intensité plus faible et disparaît pour les autres variétés. L'utilité des tests de VA comme prédicteurs de la capacité à la conservation est discutée. (Résumé d'auteur)

Des clones cDNA de Manioc (#Manihot esculenta$ Crantz) ont été utilisés pour détecter le polymorphisme de longueur des fragments de resriction (RFLP) dans une collection de germplasm de manioc conservée en culture #in vitro$ au centre ORSTOM de Montpellier. La collection se compose principalement de cultivars africains de #M. esculenta$, ainsi que de quelques #M.glaziovii$ Mueller Von Argau and #M. caerulescens$ Pohl, et de quelques hybrides interspécifiques de #M. esculenta$ x #M. glaziovii$. Les sondes cDNA mettent à jour des niveaux de polymorphisme significatifs à la fois à l'intérieur et entre les espèces ; ce qui est suffisant pour créer des dendogrammes indiquant la diversité génétique à l'intérieur de la collection. (Résumé d'auteur)

P. coffeella$ est un des ravageurs les plus importants de la culture du café. Les pertes de production sont très élevées et sont surtout la conséquence de la chute prématurée des feuilles. Tous les cultivars connus de #C. arabica$ sont sensibles à ce ravageur. Différents niveaux de résistance ont déjà été signalés chez les espèces sauvage de #Coffea$. Dans cette étude, plusieurs espèces africaines ont été évaluées pour leur résistance. La durée et la viabilité de chacune des phases du développement des insectes élevés sur disques de feuilles de différents âges ont été observées, ainsi que la réaction de chaque espèce de #Coffea$ à l'infestation, à travers une échelle de 0 à 4 points. La durée du développement larvaire et la viabilité de ce stade constituent le paramètre biologique présentant les plus grandes différences selon les espèces de #Coffea$. Chez #C. arabica$ les larves ont une durée de développement de 8,6 jours et un pourcentage de viabilité de 91,7 chez #C. tetragona$ la durée de développement larvaire est de 21,3 jour. Chez #C. resinosa$ et #C. farafaganensis$, toutes les larves sont mortes au cours de cette phase. L'échelle d'évaluation des dégâts permet de classer les diverses espèces de caféiers évalués en cinq niveaux de sensibilité. Le premier niveau est représenté par #C. arabica$ avec une moyenne de 4 points, caractéristique d'un matériel très sensible ; le cinquième niveau (0) est représenté par les espèces #C. tetragona, C. jasminoides$ et #C. farafaganensis$ considérées comme les plus résistantes. Les autres espèces occupent des positions intermédiaires. Une certaine variabilité intraspécifique a été mise en évidence pour quelques espèces ; cette variabilité s'oppose à la grande homogénéité présenté par #C. arabica$. (Résumé d'auteur)

Pour la conservation des graines, le caféier est classifié comme récalcitrant puisque les semences de cette espèce ne restent viables que pendant les durées très limitées. Les ressources génétiques de cette espèce sont donc conservées sous forme de collections en champ. Des vitrothèques sont en cours de mise en place afin de permettre leur conservation à moyen terme. Pour la conservation à long terme, la cryoconservation (azote liquide, -196°c) est la seule méthode disponible actuellement. Avec les apex, les essais ont été réalisés en utilisant la méthode d'encapsulation/déshydratation. Des apex prélevés sur des vitroplants de #Coffea racemosa$ ont été encapsulés dans des billes d'alginate, prétraités en milieu liquide à forte concentration en saccharose pendant des durées variables, partiellement déshydratés puis immergés rapidement dans l'azote liquide. La survie d'apex cryoconservés a été obtenue pour différentes durées de prétraitement et de dessiccation. Ces essais préliminaires indiquent que la cryoconservation d'apex de caféiers est possible. Les conditions optimales de chaque étape du procédé sont actuellement recherchées. Elles seront ensuite expérimentées avec d'autres espèces de caféiers. (Résumé d'auteur)

L'analyse systématique des dérivés hydroxycinnamiques a été effectuée sur les graines de fruits matures de 56 populations de caféiers sauvages de la région malgache (#Mascarocoffea$) et de 14 échantillons représentant 9 espèces africaines (#Eucoffea$). Le profil chromatographique (CLHP) de la fraction phénolique totale est généralement complexe et les acides phénols sont dans la majorité des cas caractérisés sous forme d'esters méthyliques (obtenus par hydrolyse : H+/MeOH, TMAH) par comparaison de leurs temps de rétention, spectres UV et spectres de masse (GC-MS, LC-MS) avec des témoins commerciaux. Les acides féruliques et p-coumarique sont largement représentés dans les échantillons, l'acide caféique l'étant dans tous. Chez #Mascarocoffea$, les acides sinapique et 4-méthoxycinnamique sont en faibles concentrations relatives dans plusieurs peuplements alors que les acides o-coumarique, 3,4-diméthoxycinnamique et 3,4,5-triméthoxycinnamique sont, quand ils sont présents, les composés phénoliques majeurs du mélange. Les acides phénols sont de bons marqueurs de la diversité biochimique des caféiers. (Résumé d'auteur)