Thèse soutenue

Le plancton épipélagique marin du point de vue de la génomique des populations : une étude moléculaire à travers les données métagénomiques et métatranscriptomiques issues des expéditions de Tara Oceans
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Auteur / Autrice : Romuald Laso-Jadart
Direction : Patrick WinckerJean-Louis JametMohammed-Amin Madoui
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
Date : Soutenance le 10/12/2020
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Structure et Dynamique des Systèmes Vivants
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Génomique métabolique (Evry, Essonne ; 2000-....) - Structure et évolution des génomes / SEG
référent : Université d'Évry-Val-d'Essonne (1991-....)
Jury : Président / Présidente : Maud Tenaillon
Examinateurs / Examinatrices : Frédérique Viard, Sophie Arnaud-Haond, Vincent Ségura, Carole Kerdelhué
Rapporteurs / Rapporteuses : Frédérique Viard, Sophie Arnaud-Haond

Mots clés

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Mots clés libres

Résumé

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Le plancton marin forme un écosystème regroupant des espèces de micro-organismes d'une grande diversité, des bactéries au méduses, qui se déplacent au gré des courants. Ces organismes ont un rôle essentiel dans divers cycle biogéochimiques terrestres (carbone, nitrate, oxygène...) et dans la chaîne trophique des océans dont nous dépendons. Les changements climatiques d'origine humaine sont susceptibles de créer de grands bouleversements dans les océans, comme l'acidification et le réchauffement des eaux. Il est donc primordial de mieux comprendre les populations de plancton dans leur ensemble. Récemment, les progrès des outils moléculaires et des technologies de séquençage à haut-débit ont permis d'étudier en profondeur sa diversité, la biogéographie des espèces et leur connectivité.La génomique des population est un vaste domaine qui s'intéresse aux relations génétiques entre les populations, l'évolution des espèces et leurs causes. Cette discipline peut offrir de nouvelles perspectives pour comprendre l'évolution des espèces planctoniques en relation avec leur environnement. Malgré tout, le manque de référence (génomes et transcriptomes) dans les banques de données constitue un obstacle difficilement dépassable. C'est ainsi que le projet Tara Oceans, qui a permis de recueillir des données méta-omiques de centaines d'échantillons dans toutes les mers du globe, permet d'adopter une nouvelle approche et globale.Durant ma thèse, mon but a donc été d'exploiter les données de Tara Oceans pour améliorer notre compréhension des structures génétiques du plancton, et comprendre l'impact des facteurs environnementaux. Pour cela, la première étape a été de créer un nouvel outil permettant d'identifier, sans référence, des metavariants species (MVS) via les lectures métagénomiques. Les MVS sont pensés comme la représentation du polymorphisme des espèces. Dans le but d'avoir une vue globale de la différentiation du plancton, j'ai appliqué cette méthode à des échantillons de Tara issues des océans Atlantique, Austral et de la Méditerranée. En étudiant des MVS assignés à des bactéries, des protistes ou du zooplancton, j'ai pu montrer que les structures des populations planctoniques étaient expliquées majoritairement par les courants marins, la température et la salinité et présentaient un caractére de mosaïque. Enfin, en me concentrant sur des populations polaires du copépode Oithona similis, et en intégrant les données métagénomiques et métatranscriptomiques de Tara, j'ai pu identifier des locis sous sélection dont l'expression relative était particulièrement différente de leur abondance génomique, ouvrant de nouvelles perspectives pour l'étude de l'acclimatation et de l'adaptation du plancton à son environnement.