Stoeckel, Solenn (2006) Impact de la propagation asexuée et du système d’auto-incompatibilité gamétophytique sur la structuration et l’évolution de la diversité génétique d’une essence forestière entomophile et disséminée, Prunus avium L. PhD thesis Sciences Forestières, Laboratoire Ecologie, Systmatique et Evolution, ENGREF 06ENGR0008 p.251.

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Abstract

Les systèmes de reproduction jouent un rôle fondamental dans la structuration spatio-temporelle de la diversité génétique des espèces. Cette thèse, portant sur l’étude de trois populations de merisiers, a pour but de mieux comprendre les implications évolutives d’un système de reproduction mixte chez les plantes combinant à la fois une propagation asexuée et une reproduction sexuée contrôlée par un système d’auto-incompatibilité gamétophytique (GSI).Nous avons étudié les influences de la propagation asexuée et du GSI sur (1) la structuration diversité génétique intra et inter populations et sur (2) l’efficacité de sa transmission d’une génération à l’autre.Confrontant des modèles et concepts théoriques aux réalités biologiques, nos résultats démontrent à la fois un effet de l’asexualité et du GSI sur l’évolution de la diversité génétique de notre espèce. Ces effets sont plus complexes voire contraires à ce que prédisent les modèles ou les concepts actuellement admis.

Table of content

Introduction 13

Diversité des systèmes de reproduction chez les plantes 13

La propagation asexuée 14

Le système d’auto incompatibilité gamétophytique 15

Occurrence des espèces combinant propagation asexuée et SI 16

Propagation partiellement asexuée combinée à un GSI : un « paradoxe » évolutif ? 17

Questionnement scientifique de la thèse 18

Caractéristiques de l’espèce étudiée : Prunus avium L 19

Intérêt de l’étude du système de reproduction pour la mise en place d’une stratégie de conservation des ressources génétiques sur Prunus avium L 21

Contexte international et national pour la conservation des ressources génétiques des espèces forestières 21

Pourquoi conserver les ressources génétiques du merisier ? 21

Stratégie de mise en place du réseau de conservation chez le merisier : in situ et/ou ex situ 22

Chapitre I : Génétique des populations d’une espèce pourvue d’un système de reproduction exotique : test des prédictions théoriques par voie expérimentale 24

Introduction 24

I) Prédictions théoriques de l’impact de la clonalité et du GSI sur les valeurs des F-statistiques 25

A) Prédictions concernant l’indice de fixation intra-population: FIS 25

B) Prédiction concernant l’indice de fixation inter-populations: FST 27

II) Observations expérimentales de la diversité et de sa structuration intra- et interpopulationnelle dans des populations de merisier 29

A Populations étudiées 29

B) Analyse moléculaire des populations 30

C) Méthodes d’analyses 31

D) Résultats 32

III) Interprétation et discussion des résultats obtenus par voie expérimentale 35

A) Comment expliquer les FIS négatifs rencontrés dans les populations forestières de merisier ? 35

B) Une structuration inter-populations moyenne entre populations de merisier 38

C) Impact de la reproduction partiellement asexuée sur la structuration génétique interpopulations 38

D) Structuration génétique d’un locus sous sélection fréquence-dépendante négative 39

E) Perspectives 40

VI) Distribution des fréquences alléliques pour un locus sous fréquence-dépendance dans

une population structurée 43

A) Hypothèses 43

B) Méthodes 45

C) Résultats et discussion 46

Chapitre II : Impact du système de reproduction et des facteurs écologiques sur le succès reproducteur individuel chez prunus avium L 50

Introduction 50

I) Prédiction théorique de l’impact de la propagation asexuée et du GSI sur les composantes femelles et mâles des succès reproducteurs individuels 51

A) Effets attendus de la propagation asexuée sur les succès reproducteurs individuels lors des phases de reproduction sexuée avec GSI 51

B) Effets attendus du GSI sur la fructification 53

II) Dispositif expérimental et échantillonnage, le temps des merises 53

A) Caractéristiques phénotypiques et génétiques des arbres de la population de St-Gobain 54

B) Estimation de la composante femelle du succès reproducteur individuel 54

C) Estimation de la composante mâle du succès reproducteur individuel 55

III) Floraison, fructification et flux de pollen en population 57

A) Succès de fructification 57

B) Succès de paternité 59

IV) Discussion et perspectives 61

A) Effet des stratégies de reproduction sur la fructification 61

B) Effet des stratégies de reproduction sur la fructification 63

V) Le succès ? Il est fonction des modes 67

Chapitre III : Discussion générale Intérêt de nos résultats dans le cadre de la conservation et de la gestion des ressources génétiques de Prunus avium L 70

I) Diversité et structuration inter-populations chez une espèce à SI et drageonnage 70

II) Faire le clone : une stratégie risquée pour le merisier ? 73

III) Mettons nous allo-game ? 74

IV) De l’importance de conserver l’espèce, mais aussi les vecteurs biologiques de sa reproduction 75

Bibliographie 78

Annexes 89

Statistiques de consultation

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