Génomique et diversité du débourrement chez les Chênes

Abstract

La productivité et la distribution des espèces longévives telles que les arbres forestiers, sont intimement liées à la phénologie, et en particulier à la date de débourrement. Sous l’effet du réchauffement climatique, le processus de débourrement pourrait être fortement affecté, et la question de l’adaptation des essences forestières à ces changements se pose clairement. Leur capacité d’adaptation dépend, pour une part, de la diversité génétique présente dans les populations naturelles. Cette thèse a pour objectif de déterminer les régions génomiques contrôlant le débourrement chez les chênes afin de mettre au point des outils d’évaluation de la diversité adaptative de ce caractère. Sur le plan des méthodes, nous avons procédé en trois étapes, associant des approches génétiques et moléculaires. Nous avons tout d’abord suivi une approche transcriptomique pour identifier des gènes candidats (GC) pertinents au regard de leur profil d’expression au cours du débourrement chez le chêne sessile (Quercus petraea). Cette étape a été menée à l’aide de banques SSH, d’expériences de macroarrays et de RT-PCR quantitative. Dans un deuxième temps, ce lot de gènes candidats et certains GC identifiés dans la littérature, ont été cartographiés chez Quercus robur (chêne pédonculé) et Castanea sativa (châtaignier européen), et leur position comparée à celle des QTL impliqués dans le débourrement et conservés chez les deux espèces. Une étude de diversité au niveau nucléotidique a été menée sur sept de ces GC, dont deux ont fait l’objet d’une étude d’association entre les variants nucléotidiques et la date de débourrement. L’étude a permis la mise en évidence des processus fonctionnels régulés au cours du débourrement, ainsi que l’identification d’un certain nombre de transcrits sans équivalent dans les bases de données. Le caractère de débourrement apparaît remarquablement conservé entre le chêne et le châtaignier et les EST se sont révélés un formidable outil pour les études de cartographie comparée. Le niveau de diversité moyen est élevé au sein des locus analysés, dont certains présentent une structure compatible (niveaux de différenciation, écart à la neutralité) avec l’action de pressions de sélection liées au débourrement. Cependant, aucune association significative n’a été détectée entre variants nucléotidiques et note de débourrement. Ce travail a permis d’aboutir à un certain nombre de résultats intéressants et encourageants concernant le déterminisme génétique du caractère de débourrement et ouvrent des perspectives pour l’étude de la diversité adaptative dans les populations naturelles.