Phylogéographie et évolution moléculaire comparée d'arbres forestiers à l'aide des marqueurs chloroplastiques - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2002

Phylogéographie et évolution moléculaire comparée d'arbres forestiers à l'aide des marqueurs chloroplastiques

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Delphine Grivet

Abstract

Biodiversity can be measured at several levels. In ecology, biodiversity is often described at the species level whereas geneticists work at the levels of populations or individuals. It would be of great interest to obtain measures that combine both levels in order to select the most appropriate conservation strategy. Nevertheless few studies have integrated the analysis of the genetic diversity at the multispecies level. The objective of this thesis was to contribute to a European synthesis dealing with genetic variation of temperate deciduous trees to be analysed simultaneously with chloroplast markers. Three approaches have been followed. (i) The phylogeography of three species (the ivy, the horbeam and the oak) was studied. Several methods were used and compared to analyse the geographic structure of diversity. In addition, one chloroplast fragment (trnK intron) was sequenced in order to obtain intraspecific phylogenies. Location of refugia and of colonisation routes and the capacity to maintain diversity differ among species. (ii) A set of consensus primer pairs was designed in order to cover all of the large single copy of the chloroplast genome. This set was studied over the 20 species of the European project. This allowed us to initiate a study on the size variation of the chloroplast genome based on the comparative method. We first confirrned that the size variation of the amplified fragments was due to the percentage of non-coding sequences in the amplified fragment. We showed that the origin of the cpDNA size evolution is not only the result of phylogenetic constraints but also of intrinsic evolutionary properties of the cbloroplast genome. (iii) We compared the nucleotide diversity of the trnK sequence (containing the matK exon) across several tree species. We found at both intra- and interspecific level a majority of synonymous substitutions in the matK exon, but non synonymous mutations seem overrepresented at the intraspecific level. Finally it appears that the intraspecific nucleotide diversity is not correlated wîth the sequence evolutionary rate.
Peu d'études ont jusqu'à présent intégré des analyses de diversité génétique multi-espèces. L'objectif de cette thèse est de contribuer à la réalisation d'une synthèse européenne de la variabilité génétique d'espèces forestières tempérées de feuillus, étudiées simultanément à l'aide de marqueurs chloroplastiques. Trois études principales ont été menées. (i) La première étude a consisté à reconstituer la phylogéographie de trois espèces : le lierre, le charme et le chêne. Différentes méthodes ont été utilisées et comparées pour analyser la structuration géographique de leur diversité, et le séquençage d'un fragment chloroplastique (l'intron de trnK) a permis la réalisation de phylogénies intraspécifiques. Les refuges et les voies de recolonisation empruntées ainsi que la capacité à maintenir leur diversité génétique initiale diffèrent selon les espèces. (ii) La deuxième étude a consisté à mettre au point des amorces consensus chevauchantes afin de couvrir la grande région simple copie du génome chloroplastique. Ce jeu d'amorces, étudié sur les différentes espèces du projet, a permis d'initier une étude sur la variation de la taille du génome chloroplastique au sein des Angiospermes à l'aide de la méthode comparative. Il apparaît que la taille des génomes est liée à celle des espaçeurs intergéniques, et reflètent tant des contraintes phylogénétiques que des propriétés intrinsèques d'évolution de ces génomes. (iii) La troisième étude a porté sur la comparaison de la diversité nucléotidique de toutes les espèces forestières du projet européen, à l'aide de l'intron trnK comprenant le gène matK. Il apparaît que les substitutions synonymes sont majoritaires dans l'exon aussi bien au niveau interspécifique qu'au niveau intraspécifique, mais les non synonymes semblent légèrement sur-représentées au niveau intraspécifique. Enfin, le niveau de diversité intraspécifique ne semble pas être corrélé avec les niveaux d'évolution au niveau interspécifique dans notre échantillon.
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tel-01746602 , version 1 (29-03-2018)

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Cite

Delphine Grivet. Phylogéographie et évolution moléculaire comparée d'arbres forestiers à l'aide des marqueurs chloroplastiques. Sciences agricoles. Université Henri Poincaré - Nancy 1, 2002. Français. ⟨NNT : 2002NAN10002⟩. ⟨tel-01746602⟩
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