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Impact de la plasticité phénotypique et de la sélection sur l'évolution morphologique et génétique des populations : le cas d'une graminée pérenne,<em> Lolium perenne</em> L., sous défoliation

Authors
  • Grenier, Stéphane
Publication Date
Dec 12, 2011
Source
HAL-Descartes
Keywords
Language
French
License
Unknown
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Abstract

L’adaptation des populations aux pressions environnementales peut se traduire par des changements morphologiques qui peuvent résulter de deux mécanismes non exclusifs, la sélection génétique et la plasticité phénotypique, dont l’effet sur la diversité génétique peut être antagoniste. Alors que la sélection peut entraîner une chute de la diversité génétique, la plasticité phénotypique peut, limiter cette perte. Parmi les populations soumises à de fortes pressions environnementales, les espèces prairiales semées, constituent des modèles de choix. Par exemple, le ray-grass anglais présente une diversité génétique importante et est soumis à de fortes pressions de défoliations variables au cours du temps. L’objectif de cette thèse était d’identifier les mécanismes impliqués dans l’adaptation d’une population de ray-grass anglais soumis à la défoliation et de mettre en évidence l’effet de ces mécanismes sur l’évolution morphologique et génétique de cette population au cours d’une génération. Nous avons étudié, sous deux rythmes de défoliation, une population, de 240 génotypes, issue d’un croisement entre un individu de variété gazon et un individu de variété fourrage. Cette population a été phénotypée au cours du temps pour les caractères répondant à la défoliation et leur plasticité a été estimée. De plus la valeur sélective des individus a été estimée par la production grainière. La sélection a été mesurée par le couplage des mesures phénotypiques et la recherche de signature génomique de la sélection. Une identification de QTL des caractères et de leur plasticité a été conduite et leurs positions comparée aux loci soumis à sélection. Nous avons pu mettre en évidence le rôle majeur de la plasticité phénotypique dans l’évolution de la morphologie au sein d’une génération soumise à une pression de défoliation. Cette plasticité a entrainé une homogénéisation morphologique de la population, limitant ainsi l’expression de la variabilité génotypique et maintenant une certaine diversité génétique cryptique. Mais cette plasticité de caractères morphologiques était variable entre individus et relativement dépendante des valeurs initiales de ces caractères. Nous avons pu mettre en évidence une base génétique de ces caractères et de leur plasticité. Les QTL identifiés expliquaient jusqu’à 37 % de la variance pour un QTL majeur et environ 5% de la variabilité de la plasticité. Nous avons détecté des signatures génomiques de la sélection sur ces régions QTL, l’action de la sélection était visible et variable sur la diversité moléculaire, mais son intensité ne semblait pas assez forte pour être visible morphologiquement d’une génération à l’autre. La plasticité phénotypique des caractères étudiés ne paraissait pas impacter la valeur sélective des individus et en ce sens, peu interagir avec le processus de sélection. Nos résultats concernant le caractère adaptatif de la plasticité et l’effet morphologique de la sélection, restent à confirmer en regard de la pérennité de l’espèce et de l’intensité de la pression de sélection exercée. Les résultats de cette thèse permettent d’entrevoir des perspectives en termes d’amélioration génétique du ray-grass anglais pour les prairies exploitées sous différents modes de défoliation.

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