Processus de spéciation et impact des systèmes de reproduction dans le genre Silene : spéciation rapide chez l’espèce gynodioïque Silene nutans et labilité des chromosomes sexuels dans la section Otites

Speciation process and impact of breeding system in the genus Silene : rapid speciation in the gynodioecious Silene nutans and sex chromosome lability in the Otites section

• Auteur / Autrice : Hélène Martin
• Direction : Pascal Touzet, Fabienne Van Rossum
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Evolutive et Ecologie
• Date : Soutenance le 09/12/2016
• Etablissement(s) : Lille 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Evolution, Ecologie et Paléontologie (Evo-Eco-Paléo)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chromosomes sexuels

Espèces (biologie) -- Isolement

Génétique des populations

Phylogéographie

Variabilité

Populations

Silene

Reproduction végétale

Plantes -- Spéciation

Mots clés libres

Allopatrie

Résumé

Le processus de spéciation reflète l’origine et la mise en place de barrières à la reproduction. Cela revient donc à répondre aux questions suivantes: comment les barrières à la reproduction se mettent en place, est-ce qu’elles permettent le maintien de l’intégrité génétique des populations et quelle est l’architecture génétique de l’isolement reproducteur (IR)? L’objectif de ma thèse est d’apporter des premières réponses à ces questions dans le genre Silene tout en prenant en compte l’impact potentiel des systèmes de reproduction sur le processus de spéciation. Une première partie de ma thèse se concentre sur l’espèce gynodioïque S. nutans chez qui j’ai identifié deux lignées génétiques qui se sont différenciées en allopatrie, lors des glaciations. Actuellement, en contact secondaire, leur IR est quasi-complet. Toutefois, l’hétérogénéité de la sélection le long du génome ayant façonné le patron de différenciation génétique empêche l’étude de l’architecture génétique de l’IR par un scan génomique. Dans une seconde partie, je me suis intéressée à l’effet de la dioécie sur la divergence des populations et les capacités d’adaptation des espèces. La découverte de différents systèmes de détermination du sexe entre deux espèces proches permet de proposer une architecture génétique de l’IR associée à la labilité des chromosomes sexuels. Mes travaux de thèse apportent des premières pistes pour mieux comprendre comment l’IR peut se mettre en place entre deux taxons. La prise en compte du système de reproduction des organismes et les conflits génétiques qui y sont associés (chromosomes sexuels, conflit nucléo-cytoplasmique) peuvent s’avérer importants dans l’étude de la spéciation.

Speciation reflects the origins and further development of reproductive barriers. The study of speciation thus requires answering three main questions: which processes lead to reproductive barriers; how effective these barriers are to maintain the genetic integrity of populations; and what are their genetic basis. The goal of my thesis is to attempt to answer these questions in the context of the Silene genus, and to evaluate the potential impact of breeding systems in the speciation process. In the first part, I focused on S. nutans, a gynodioecious species which exhibits two genetic lineages that differentiate in allopatry. Nowadays in secondary contact, the reproductive isolation between these lineages is almost complete. The heterogeneity of selection along the genome has shaped the heterogeneity of genetic differentiation. Therefore, I was not able to propose candidate regions of the genetic basis of the reproductive barriers. In a second part, I focused on the impact of dioecy on population divergence and species adaptation. The discovery of distinct sex determination in close species allowed me to propose to associate the genetic basis of the reproductive isolation to sex chromosome lability. My work furthers the understanding how reproductive barriers developed between two taxas and shows that taking into account the breeding system of taxa and associate genetic conflicts (sex chromosome, cyto-nuclear conflicts) can be important in the study of speciation.