Contribution à la cartographie génétique chez les Fagacées

par Jérôme Durand

Thèse de doctorat en Écologie évolutive, fonctionnelle et des communautés

Sous la direction de Christophe Plomion et de Catherine Bodenes.

Soutenue le 17-12-2009

à Bordeaux 1 , dans le cadre de École doctorale Sciences et Environnements (Pessac, Gironde) .

Le jury était composé de Patricia Faivre Rampant, Elisabeth Dirlewanger, Jean-Pierre Renaudin.

Les rapporteurs étaient Patrice This, Oliver Gailing.


  • Résumé

    La famille des Fagacées regroupe des espèces présentant un intérêt économique, écologique et social non négligeable. Par ailleurs, ces espèces, et plus particulièrement celles du genre Quercus que l’on retrouve dans des milieux extrêmement diversifiés, constituent de bons modèles d’étude de l’adaptation des arbres à leur environnement. Pour comprendre l’architecture génétique des caractères liés à l’adaptation chez le chêne, des cartes génétiques ont été établies essentiellement sur la base de marqueurs moléculaires dominants. Le travail qui a fait l’objet de cette thèse, a consisté à développer une carte génétique de seconde génération à partir des ressources génomiques disponibles chez cette espèce. Dans un premier temps, nous avons recherché des motifs microsatellites (SSR, simple sequence repeats) au sein des séquences exprimées (EST) assemblées sous la forme d’un unigène de 28 000 éléments non redondant. Un jeu de 748 marqueurs a été développé et 255 d’entre eux ont été localisés sur la carte génétique du chêne pédonculé (Q. robur L.) en utilisant une approche dite de « bin mapping ». Leur transférabilité a été testée chez le châtaignier européen (Castanea sativa Mill.) et le hêtre commun (Fagus sylvatica L.), deux espèces phylogénétiquement proche du chêne. Un taux de transférabilité de 28% a été observé pour le hêtre et de 56,6% pour le châtaigner. Une carte génétique a alors été établie pour le châtaigner en utilisant les marqueurs SSR localisés sur la carte du chêne. La comparaison des cartes de liaison du chêne et du châtaignier a mis en évidence une bonne conservation de la macro synténie et de la macro colinéarité entre les deux espèces, ce qui ouvre des perspectives intéressantes pour le transfert d’informations génétiques (QTL par exemple) d’une espèce à l’autre. Cette étude sera prochainement enrichie par la cartographie de marqueurs orthologues dérivés de polymorphismes ponctuels (SNP), ce qui permettra de comprendre l’évolution conjointe des trois espèces majeures de la famille des Fagacées.


  • Résumé

    The Fagaceae family comprises species of economic, ecological and social importance. In addition, these species and particularly those belonging to the Quercus genus that are present in very diverse ecological niches, constitute good models to study the adaptation of forest trees to their natural environment. To understand the genetic architecture of adaptive traits in oak, genetic linkage maps have been previously established based on dominant markers. In this thesis, we developed a second generation genetic map using the genomic resources that were available in this species. First, we bioinformatically screened an expressed sequence tags catalog assembled into a 28 000 unigene elements, for simple sequence repeats (SSRs). A set of 748 markers was developed and 255 were localized on the pedunculate oak (Q. robur L.) linkage map using a bin mapping approach. Their transferability was tested in the European chestnut (Castanea sativa Mill.) and common beech (Fagus sylvatica L.), two phylogenetically related species to oak. Transferability rates of 28% and 56.6% were observed for beech and chestnut, respectively. A genetic map was then established for chestnut on the basis of orthologous SSRs already mapped in oak. The comparison between both maps clearly showed that the macro-synteny and the macro-colinearity were conserved across genus, opening interesting perspectives in respect to the transfer of genetic information (eg. QTLs, quantitative trait loci) from one species to another. This study will be soon completed by the mapping of orthologous markers derived from single nucleotide polymorphisms (SNPs). This will made it possible to better understand the evolution of the genome of these three major species of the Fagaceae family.


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