Adaptations of Arabidopsis halleri to habitats rich in heavy metals in southern Poland

par Alicja A. Kostecka

Thèse de doctorat en Biologie et génétique des populations

Sous la direction de Krystyna Grodzińska et de Pierre Saumitou-Laprade.

Soutenue le 25-02-2009

à Lille 1 en cotutelle avec l'Académie polonaise des sciences .

  • Titre traduit

    Adaptation de l'espèce Arabidopsis halleri aux habitats enrichis en métaux lourds du sud de la Pologne


  • Résumé

    Cette étude a tenté de fournir une meilleure description et compréhension de l'origine et de l'évolution de la tolérance et de la capacité d'accumulation vis-à-vis du zinc dans les populations de l'espèce pseudométallophyte Arabidopsis halleri. La recherche a été réalisée à partir de 15 populations métallicoles (M) et non-métallicoles (NM) du sud de la Pologne. Les analyses physico-chimiques des sols et des plantes ont été effectuées afin de caractériser les habitats et les comportements des individus. Les analyses génétiques ont visé à décrire la structure génétique des populations d'A. halleri et à reconstruire leur histoire par une analyse phylogéographique. Les tests de tolérance et d'accumulation réalisés en conditions contrôlées sur les mêmes individus ont recherché les relations entre ces deux traits. Nous avons observé une variance des propriétés du sol et du comportement des populations plus forte dans les sites M; les 2 types des sites diffèrent de manière significative pour les concentrations en métaux lourds ainsi que pour d'autres paramètres physico-chimiques. L'analyse de la structuration génétique neutre menée à partir de 10 marqueurs nucléaires microsatellites a révélé un regroupement des populations en fonction de leur origine géographique. En outre, pour la première fois, nous avons montré qu'il existe des populations NM fondées à partir de populations M. L'analyse de la structuration génétique sélectionnée menée en conditions contrôlées montre que les populations NM sont moins tolérantes et accumulent significativement plus de Zn que les populations M. En revanche aucune relation entre ces traits n'a pu être détectée au niveau des individus eux mêmes.


  • Résumé

    This study attempted to provide a better description and understanding of the origin and the evolution of Zn tolerance and accumulation ability in Arabidopsis halleri populations from southern Poland. The research was carried out on 15 populations from both metalliferous (M) and non-metalliferous (NM) sites. Physic-chemical analyses of field soil and plant samples were performed in order to characterize A. halleri habitats and plants' behavior. Genetic analyses aimed to resolve genetic structure and to reconstruct phylogeography of A. halleri populations from investigated area. Tolerance and accumulation tests in controlled conditions aimed to check if relationships between tolerance and accumulation of heavy metals abilities exist in studied species. Variation of soil properties and population behavior within M sites was higher than within NM and both types of sites differed significantly in terms of heavy metal concentration as well as other physic-chemical parameters. The neutral genetic structure assessed with 10 nuclear microsatellite markers showed that populations were clustered according to their geographic location. Moreover, for the first time it was shown that NM populations might be founded from M populations. The selected genetic structure assessed in controlled conditions showed that NM populations are less tolerant and accumulated Zn to significantly higher concentration as compared to M populations. Nevertheless no relationship between traits was detected at the level of the plant individuals.


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Informations

  • Détails : 1 vol.(149 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 127-144. 236 réf.

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  • Bibliothèque : Université des sciences et technologies de Lille (Villeneuve d'Ascq, Nord). Service commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50376-2009-25
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