Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2006. / Bibliogr.: f. [99]-104. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 1998. / Bibliogr. Publié aussi en version électronique.

Le génome mitochondrial montre une grande variabilité de taille et de contenu génique chez les plantes vertes. Près d'une dizaine de génomes mitochondriaux de chlorophytes ont été complètement séquences, incluant le génome de la trebouxiophyte Prototheca wickerhamii. Cette algue est la seule trebouxiophyte qui a été examinée jusqu'à maintenant; puisqu'elle est non-photosynthétique, l'architecture de son génome mitochondrial pourrait ne pas être représentative de la classe Trebouxiophyceae. C'est pour ces raisons que nous avons entrepris le séquençage du génome mitochondrial de Leptosira terrestris, une autre trebouxiophyte. Ce génome, dont la séquence a été déterminée par la méthode shotgun, possède une taille de 111124 pb. Il contient 57 gènes, dont 27 codant pour des ARN de transfert. Dix-huit introns ont été trouvés, faisant de Leptosira l'algue qui possède le plus d'introns au niveau de son génome mitochondrial. Les données phylogénétiques recueillies placent Leptosira comme un intermédiaire chez les trebouxiophytes.

Cette thèse de doctorat est un projet franco-polonais en co-tutelle entre le Département du Fonctionnement des Ecosystèmes Marins (l'Université de Gdansk, Pologne) et le laboratoire DIMAR (l'Université de la Méditerranée, France). La variation physiologique et la structure génétique des populations d’une espèce lagunaire, le bivalve, Cerastoderma glaucum, ont été étudiées. C. glaucum est une espèce sessile avec une phase larvaire planctonique. Elle est présente surtout dans les bassins isolés ou semi-isolés sans marée, comme les lagunes, les estuaires, les baies et les lacs. Ces habitats sont extrêmes de par des changements de conditions environnementales à court terme plus importants que dans le milieu marin. Ils sont souvent isolés, le flux de gènes est limité et des adaptations locales sont attendues. C. glaucum a révélé une forte variabilité des paramètres morphométriques et physiologiques entre les 3 populations de la Mer Baltique, la Mer du Nord et la Méditerranée. Les coques de la Mer Baltique sont beaucoup plus petites que celles des autres populations et leur taux de respiration est le plus élevé, ce qui est probablement provoqué par le stress osmotique. Les populations de l’Europe du nord ont un pattern de la reproduction monocyclique, tandis que la population de la Méditerranée peut se reproduire tout au long de l’année. Les changements saisonniers dans la composition biochimique sont corrélés avec les changements de condition trophique et avec le cycle reproductif. / This PhD is a Polish-French project between the Department of Marine Ecosystems Functioning (University of Gdansk, Poland) and DIMAR laboratory (Université de la Méditerranée, France). Physiological variation and genetic structure of the populations of lagoon specialist, the bivalve, Cerastoderma glaucum, have been studied. C. glaucum is a sessile species with a planctonic larval stage. It inhabits mainly non-tidal areas, like lagoons or brackish lakes. Those habitats are extreme, because they are much more subject to short-term variations in environmental conditions than marine habitats. They are also often isolated and as a consequence the gene flow among populations is limited and local adaptations are expected. The lagoon cockle revealed a strong interpopulation variability of morphometric and physiological parameters among 3 populations studied: from the Baltic Sea, the North Sea, and the Mediterranean Sea. The cockles from the Baltic Sea were much smaller than those from other populations and they exhibited the highest respiration rate, probably due to osmotic stress. The populations from the northern Europe had a monocyclic reproductive pattern, whereas the Mediterranean population seemed to reproduce throughout the year. Seasonal changes in biochemical components contents appeared to be correlated with changes in trophic conditions and the reproductive cycle. High respiration rates in populations from the northern Europe in spring and autumn could have resulted from gamete development (in spring) and phytoplankton blooms (in spring and autumn).

Les plantes vertes se divisent en deux embranchements majeurs : Streptophyta et Chlorophyta. Les Chlorophyta comportent quatre classes d'algues vertes : Prasinophyceae, Ulvophyceae, Trebouxiophyceae et Chlorophyceae. Le séquençage de génomes complets d'organites est effectué dans notre laboratoire sous deux lignes directrices principales : (1) l'évolution des génomes d'organites par rapport à leur ancêtre commun respectif et (2) l'identification des liens évolutifs réunissant les différentes classes par l'analyse des protéines codées par ces génomes. Le séquençage et les analyses comparatives du génome chloroplastique de l'algue chlorophycéenne Stigeoclonium helveticum ont révélé un génome riche en caractéristiques dérivées et extrêmement réarrangé par rapport à ses homologues chez les Chlorophyceae; son génome mitochondrial présente quant à lui des caractères évolutifs intermédiaires dans l'évolution des Chlorophytes. L'apport de Stigeoclonium a également permis de souligner les traits distinctifs des génomes d'organites des Chlorophyceae ainsi que la position basale des Chaetophorales au sein de cette classe.

Les Streptophyta et Chlorophyta forment le règne des plantes vertes. Les Chlorophyta se divisent en quatre classes: Prasinophyceae, Trebouxiophyceae, Ulvophyceae et Chlorophyceae. Le séquençage des génomes entiers d' organelles et l'étude de ces génomes permettent d'observer les tendances évolutives par rapport à leurs ancêtres et d' identifier les liens qui unissent les différents taxons. L' algue chlorophycéenne Chlamydomonas moewusii, membre de l'ordre des Chlamydomonadales, a un génome chloroplastique très grand et très réarrangé présentant de nombreuses séquences répétées. Quant à son génome mitochondrial, il est petit, compact et contient peu de gènes. Dans les deux cas, ces deux génomes contiennent peu de traits communs avec les génomes homologues apparentés, si ce n' est la divergence qu' ils ont par rapport avec leur ancêtre commun. La présente étude sur C. moewusii a permis de compléter et de vérifier les études précédentes, ainsi que d'apporter plus d'information sur les insertions, uniques au génome chloroplastique

Les mitochondries, organites essentiels à la production d'énergie, possèdent leur propre matériel génétique : l'ADN mitochondrial (ADNmt). Chaque produit des gènes de I'ADNmt interagit avec des protéines codées par l'ADN nucléaire pour assurer la respiration mitochondriale. Dans le règne animal, I'ADNmt est transmis exclusivement de façon maternelle. La transmission maternelle permettrait d'éviter les conflits intergénomiques. Il existe un seul système mitochondrial qui transgresse singulièrement les lois de la transmission et de la génétique de I'ADNmt, il s'agit de la double transmission uniparentale [doubly uniparental inheritance (DUI)]. L'existence de la DUI a été démontrée chez sept familles de mollusques bivalves, dont les moules marines : Mytilidae; les palourdes marines : Veneridae, Solenidae et Donacidae et les moules d'eau douce : Unionidae, Margaritiferidae et Hyriidae. Les espèces possédant ce système atypique sont caractérisées par la présence de deux ADNmt distincts qui sont hérités de façon maternelle (ADNmt F) et paternelle (ADNmt M). Typiquement, les femelles sont homoplasmiques et contiennent uniquement I'ADNmt F tandis que les mâles sont hétéroplasmiques. Chez ces derniers, I'ADNmt F domine dans les tissus somatiques alors que la gonade contient presque exclusivement I'ADNmt M. Les divergences observées entre les ADNmt F et M chez les moules peuvent atteindre ~50% en acides aminés. Ce haut niveau de divergence observée entre les génomes M et F, coexistant à l'intérieur d'un même individu soulève de nombreuses questions d'ordre évolutives. La double transmission uniparentale représente, certes, un système atypique, mais les descriptions, les comparaisons et les analyses qu'elle permet contribuent à développer une image plus exacte de l'évolution non seulement au niveau de l'évolution de la DUI, mais aussi au niveau de l'évolution du génome mitochondrial dans son ensemble. L'objectif de la présente thèse est d'utiliser une approche comparative de données moléculaires pour mettre en évidence l'évolution des génomes mitochondriaux mâle et femelle du système de la double transmission uniparentale chez les moules unionoïdes. Chez ce groupe, la double transmission uniparentale semble évolutivement plus stable (aucun évènement de recombinaison ou de masculinisation n'a été recensé) et la divergence entre les ADNmt M et F est significativement plus élevée que chez les taxons marins. Le chapitre II est une revue de littérature sur le système de la double transmission uniparentale. Les observations qui ont menées à la découverte de la DUI y sont présentées de même que le modèle et les mécanismes de la DUI. Cette revue propose la DUI comme un système modèle qui pourrait permettre d'acquérir de nouvelles connaissances sur les interactions et la coadaptation des génomes nucléaires et mitochondriaux. L'objectif du chapitre III était de séquencer, d'annoter et de publier pour la toute première fois des génomes mâles complets d'Unionoïdés. Six nouveaux génomes mitochondriaux complets d'espèces d'Unionoïdés, soit le génome F et M de Venustaconcha ellipsiformis (Unionoida: Unionidae: Ambleminae: Lampsilini), Pyganodon grandis (Unionoida: Unionidae: Unioninae: Anodontini) et Quadrula quadrula (Unionoida: Unionidae: Ambleminae: Quadrulini) ont été séquencés avec succès et les caractéristiques génomiques propres à chaque lignée mâle ont été présentées et ont fourni un contexte pour les comparaisons des génomes mitochondriaux chez les lignées de bivalves possédant et ne possédant pas la DUI. La position basale des Unionoïdés à l'intérieur des autolamellibranches ainsi que la probable origine unique de la DUI suggère que la DUI serait apparue chez un ancêtre des autolamellibranches et aurait été subséquemment perdue chez plusieurs descendants. Les caractéristiques de la DUI observées chez les Unionoïdés s'approcheraient donc davantage de l'état ancestral de la DUI. Le chapitre IV est une étude phylogéographique du genre Pyganodon (Unionidae, Bivalvia) dans le nord-est de l'Amérique du Nord. Le genre Pyganodon a été choisi entre autres en raison de sa richesse taxonomique et de sa vaste répartition géographique dans le nord-est de l'Amérique du Nord. Cette analyse phylogéographique est basée sur l'étude du polymorphisme de gènes des ADNmt M et F ce qui a permis de comparer et confronter les signaux phylogénétiques rendus par les génomes M et F à l'intérieur de ce groupe. L'exploration de la distribution de la variation génétique entre et à l'intérieur des populations et des espèces de Pyganodon a permis de mettre en évidence la complexité du système, mais aussi de distinguer les processus démographiques des processus sélectifs. Ce chapitre renforce l'hypothèse de l'action de la sélection adaptative sur le génome mitochondrial mâle. Très tôt après la découverte du système du la DUI, un possible rôle de la sélection positive comme pression sélective majeure a été soupçonnée. Malgré l'accumulation de certains indices, un tel processus n'avait jamais été démontré. Dans le chapitre V de la présente thèse, en utilisant les données recueillies et cumulées dans le chapitre III soit l'ensemble des gènes mitochondriaux codants (sauf I'ATP8) de 29 espèces de mollusque bivalves de différentes familles, un test de sélection positive en maximum de vraisemblance a été effectué. Les résultats de ce test suggèrent que de nombreux sites d'acides aminés sont positivement sélectionnés sur le génome mâle des Unionoïdés. Quelques sites seraient également positivement sélectionnés dans I'ADNmt F des Unionoïdés et témoignent probablement de la coévolution cytonucléaire. Le test n'a pas mis en évidence de sélection positive dans les ADNmt M ni F de Mytilidés et confirment que les forces évolutives n'agissent pas de manière identique dans les différents groupes de bivalves possédant la DUI. Les résultats du test révèlent que des sites d'acides aminés seraient également positivement sélectionnés dans le troisième groupe de bivalves testé soit les Vénéridés. Toutefois, la concentration de ces sites sur certains gènes spécifiques de I'ADNmt F pourrait témoigner de l'action de la sélection positive suite à une réorganisation structurale du génome. Compte tenu du profond impact que peut avoir l'ensemble des résultats de ce chapitre sur notre compréhension actuelle des forces sélectives agissant sur le génome mitochondrial, la prudence est toutefois de mise dans leurs interprétations. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : ADN mitochondrial, génomique comparative, phylogéographie, sélection positive, double transmission uniparentale, bivalves

Thèse de doctorat : Parasitologie : Paris 12 : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre. Pagination : 335 p. Bibliogr. p. 301-331.

Thèse de doctorat : Génétique évolutive : Paris 12 : 2005. / Version électronique uniquement consultable au sein de l'Université Paris 12 (Intranet). Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. : 213 réf.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2004. / Bibliogr. Publié aussi en version électronique.