Towards an atlas of green microalgae (Chlorophyta) in the ocean

par Margot Tragin

Thèse de doctorat en Evolution et écologie

Sous la direction de Daniel Vaulot.

Soutenue le 15-12-2017

à Paris 6 , dans le cadre de École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme. Évolution et écologie (Paris) , en partenariat avec Adaptation et diversité en milieu marin / ADMM (laboratoire) .

Le président du jury était Christophe Destombe.

Le jury était composé de Stein Frederiksen.

Les rapporteurs étaient Wenche Eikrem, Frederik Leliaert.

  • Titre traduit

    Vers un atlas des micro algues vertes (Chlorophyta) dans l'océan


  • Résumé

    La lignée verte (i.e. les plantes) est représentée dans l'océan par les algues appartenant aux Chlorophyta. Celles-ci contribuent en moyenne à 25% des séquences photosynthétiques (Dinoflagellés exclus) retrouvées dans les inventaires moléculaires pan-océanique. Bien que les Chlorophyta jouent un rôle important dans l'écologie de l'océan et nous permettent de comprendre l'histoire évolutive des plantes terrestres, leur diversité et leur distribution dans les eaux marines du globe est peu documentée. Après avoir optimisé une base de données de séquences de références ARNr 18S, j'ai procédé à l'analyse de données de métabarcodes produits par Ocean Sampling Day (OSD), qui a fourni des données utilisant 2 régions hypervariables du gène du 18S appelées V4 et le V9. La comparaison des images de diversité produites par le V4 et le V9 a illustré l'influence de la base de référence sur la diversité. Ensuite, l'analyse de l'ensemble des V4 a permis d'étudier la distribution des Chlorophyta dans l'océan mondial. De plus, la vérification de l'assignation automatique des OTUs par reconstruction phylogénétique grâce à la base de référence produite en début de thèse, a permis de confirmer l'existence de nouvelles lignées de prasinophytes et de confirmer que la classe des Mamiellophyceae dominait les eaux côtières, alors que les clades VII et IX des prasinophytes dominaient les eaux océaniques oligotrophiques. Ces analyses ont aussi permis de montrer l'écart entre la diversité environnementale et celle dans la base de référence, en particulier pour les genres Ostreococcus et Micromonas (Mamiellophyceae).


  • Résumé

    The green lineage that dominates on land is represented by Chlorophyta which account in average for 25% of photosynthetic sequences (Dinoflagellates excluded) in global marine molecular inventories. Although Chlorophyta are major keys for ecological understanding of the ocean, as well as the evolutionary story understanding of land plants, their diversity and distribution in marine waters has been understudied. This thesis aims at investigating the environmental diversity of marine Chlorophyta and describing their distributions based on available large scale metabarcoding datasets. First, a reference database of publicly available 18S rRNA sequences of Chlorophyta was assembled and critically curated. Next, the Ocean Sampling Day (OSD) 18S metabarcode datasets were analysed. Chlorophyta diversity was compared for a limited sample set based on two regions of the 18S rRNA: the V4 and V9 regions. Then, Chlorophyta distribution was studied using the full OSD V4 dataset. Careful taxonomic investigations using both automatic and hand checked assignation of OTUs using alignments and phylogenies allowed to confirm the existence of new environmental prasinophytes clades and to confirme, that the Mamiellophyceae were the major group in coastal waters, while prasinophytes Clade VII and IX were dominating the oceanic oligotrophic stations. Comparing V4 and V9 regions illustrated the influence of the reference database on diversity. Moreover, the taxonomic investigation highlighted the diversity gaps between reference databases and environmental datasets. This work emphasizes the neglected importance of Chlorophyta in marine waters and provides some suggestions for future research.


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