Adaptive strategies to contrasted environments in saccharomyces cerevisiae

par Aymé Spor

Thèse de doctorat en Sciences biologiques

Sous la direction de Delphine Sicard et de Dominique de Vienne.

Soutenue en 2009

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

  • Titre traduit

    Stratégies adaptatives à des environnements contrastés chez saccharomyces cerevisiae


  • Résumé

    Malgré une utilisation séculaire de Saccharomyces cerevisiae comme modèle en biologie moléculaire et génétique, l’étude de son écologie et son évolution n’en est qu’à ses débuts. Un phénotypage fin des populations naturelles et domestiquées manque encore. L’objectif de cette thèse est d’explorer la variabilité phénotypique et l’évolution des populations de S. Cerevisiae provenant d’habitats divers en se concentrant sur les traits d’histoire de vie et l’utilisation des ressources. Utilisant une approche de biologie des populations, nous avons montré que les souches naturelles et domestiquées présentaient de la variation phénotypique pour les traits d’histoire de vie et les caractères métaboliques. Les corrélations génétiques entre traits définissent deux stratégies d’histoire de vie extrêmes : En fermentation, les “Cigales” se reproduisent lentement, sont de grande taille cellulaire mais atteignent une faible capacité biotique ; les “Fourmis” démontrant les caractéristiques opposées. Les “Cigales” consomment les ressources à des vitesses comparables aux “Fourmis” mais elles produisent moins d’éthanol. Elles semblent stocker les ressources plutôt que de secréter des métabolites secondaires. Développant une approche d’évolution expérimentale, nous avons étudié l’évolution de 6 souches présentant des caractéristiques variées dans 4 régimes de sélection différant par la quantité de ressources et la durée des saisons. Nous avons montré que la sélection tend à homogénéiser des populations initialement distinctes vers un optimum local dans chaque traitement. Les stratégies extrêmes “Fourmis” et “Cigales” semblent être des stratégies adaptatives à des environnements contrastés.


  • Résumé

    Despite numerous studies on Saccharomyces cerevisiae genetics and molecular biology, its population genomics only starts to be elucidated and an extensive phenotypic characterization of domesticated and natural populations is still missing. The purpose of this thesis has been to explore the phenotypic variation and evolution of S. Cerevisiae populations coming from various habitats with a specific concern on fitness components and resource utilization. Using a population genetics approach, we showed that industrial strains and strains coming from various ecological niches display genetic and plastic variations for metabolic and life-history traits. Genetic correlations between traits define two extreme metabolic and life-history strategies. In fermentation, the “Grasshoppers” reproduce slowly, have large cell size and low carrying capacity, while the “Ants” display the opposite characteristics. “Grasshoppers” have higher or equal glucose consumption rate than “Ants” while they produce lower quantities of ethanol suggesting that they stock resources inside the cell rather than secrete secondary products. Using an experimental evolution approach, we studied the evolution of six strains having contrasted life-history strategies in four different laboratory environments differing by the amount of resource and “winter lengths”. Our results reveal that selection tends to homogenize distinct populations toward a local optimum in each treatment. Depending on the startpoint of strains on the fitness landscape, the evolution favours either specialism or generalism. Extreme “Ants” and “Grasshoppers” life-history strategies appear to be adaptive strategies to contrasted environments.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (281 p.)
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2009)155
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