Les ressources halieutiques représentent un enjeu majeur pour le Canada. Le homard d'Amérique (Homarus americanus) est l'espèce marine exploitée de plus grande valeur commerciale au Canada, ce qui rend essentielle la gestion durable de cette espèce. Ainsi, une gestion efficace nécessite la définition d'unités de gestion biologiquement significatives, ce qui requiert notamment une connaissance rigoureuse de la structure biologique des stocks. L'objectif général de cette thèse de doctorat consiste à documenter la variation génomique neutre et potentiellement adaptative à différentes échelles spatiales en vue de vérifier la concordance entre la structure génétique naturelle des populations et la délimitation des régions administratives sur lesquelles repose la gestion de la pêche du homard au Canada. Ce travail de recherche se base sur un large plan d'échantillonnage impliquant plus de 4 000 échantillons collectés dans 35 des 41 unités administratives de pêche pour cette espèce. Les analyses génomiques ont confirmé la présence d'une structure génétique hiérarchique dominée par deux grandes unités génétiques à large échelle spatiale, séparant les populations sur un axe latitudinal en deux régions Nord et Sud. La délimitation entre ces deux grandes régions a été identifiée avec précision au centre de l'unité de gestion 32. A l'intérieur des deux grandes régions, nos résultats basés sur la variation génétique neutre ont démontré un très faible degré de différenciation génétique et soutiennent une connectivité biologique importante entre les unités de gestion. L'étude de la variation génétique associée aux variables environnementales a révélé la présence d'une sous-structure au sein des régions Nord et Sud. En outre, des efforts considérables ont été déployés pour innover et identifier des nouveaux types de variants (i.e. variants structuraux) chez cette espèce pourtant dépourvue de ressources génomiques (i.e génome de référence). L'étude de ces nouveaux variants à mis en évidence des patrons de structure notamment dans le sud du Golfe du St-Laurent, suggérant un signal d'adaptation locale en lien avec la température. D'un point de vue global, l'ensemble des résultats soulignent l'intérêt d'étudier les diverses composantes du paysage génomique afin de saisir les différents axes de diversité et de différenciation génétique distribués au sein et entre les stocks. La recherche conduite durant cette thèse constitue la plus grande étude de la structure génomique des populations menée à ce jour chez les crustacés marins. Cet ensemble de données exceptionnelles nous a permis de développer de nouveaux outils avancés en génomique marine appliquée aux enjeux de la gestion des pêches. Finalement, considérant les nouvelles connaissances apportées par ce travail, nous proposons quelques éléments de réflexion ainsi que des nouvelles pistes de recherche afin d'aider à l'amélioration future du cadre de gestion de la pêche du homard au Canada. / Fisheries resources are a major issue for Canada. The American lobster (Homarus americanus) is the most commercially valuable exploited marine species in Canada, which makes sustainable management of this species essential. Thus, effective management requires the definition of biologically significant management units, which requires a rigorous knowledge of the biological structure of the stocks. The general objective of this doctoral thesis is to document the neutral and putative adaptive genomic variation at different spatial scales in order to assess the concordance between the natural genetic structure of populations and the delineation of administrative regions on which the management of the lobster fishery in Canada is based. This research is based on a large sampling design involving more than 4,000 samples collected from 35 of the 41 administrative fishing units. Genomic analyses confirmed the presence of a hierarchical genetic structure dominated by two large genetic units at broad spatial scale, separating the populations on a latitudinal axis into two regions, North and South. The delineation between these two large regions has been accurately identified in the center of Management Unit 32. Within these two large regions, our results based on neutral genetic variation demonstrated a very low degree of genetic differentiation and support significant biological connectivity between the management units. The study of genetic variation associated with environmental variables revealed the presence of substructure within each of the northern and southern regions. Further, considerable efforts were made to develop innovative approaches to identify new types of variants (i.e. structural variants) in this species, which lacks genomic resources (i.e. reference genome). The study of these new variants has highlighted structural patterns, particularly in the southern Gulf of St. Lawrence, suggesting a signal of local adaptation related to temperature. Together, all of the results underline the importance of studying the various components of the genomic landscape in order to understand the different axes of genetic diversity and differentiation distributed within and between stocks. There search conducted during this thesis constitutes the largest study of population genomic structure in marine crustaceans to date. This exceptional data set has allowed us to develop new advanced tools in marine genomics applied to fisheries management issues. Finally, considering the new knowledge brought by this work, we propose a few elements for reflection as well as new avenues of research to help improve the future management framework of the lobster fishery in Canada.

L'accès aux ressources biologiques locales et leur exploitation durable font partie des nombreux défis auxquels font face les communautés nordiques. Des espèces animales comme le caribou et l'omble chevalier, par exemple, sont essentielles pour assurer la sécurité alimentaire des communautés Inuit de l'Arctique. Dans les années 1990, les habitants de la communauté Inuit de Kuujjuaq, au Nunavik, ont entrepris d'augmenter l'accessibilité locale de l'omble chevalier en introduisant l'espèce dans le bassin versant de la rivière Nepihjee, et en ensemençant la population via un programme d'écloserie. En 2019, nous avons observé dans la population des niveaux de diversité génétique de loin inférieur à ceux des autres populations de la Baie d'Ungava. La diversité génétique étant indicatrice de la capacité d'une espèce à faire face à des changements de son environnement, cette observation a soulevé des questions quant à la viabilité de la population. Nous avons donc utilisé une approche de séquençage de génome entier à faible couverture afin de générer une banque génomique couvrant l'ensemble du génome (Liste complète = 105 905 902 SNP, liste filtrée = 4 299 926 SNPs) de la population de la Nepihjee, ainsi que de quatre autres populations de la région afin de les comparer. Ces données ont permis de déterminer que les faibles niveaux de diversité génétique observés dans la population de la Nepihjee ont probablement été causés par une influence marquée de processus démographiques résultant des pratiques d'ensemencement. Elles ont également permis de quantifier le fardeau génétique des populations, et de déterminer que la population d'omble chevalier de la rivière Nepihjee est particulièrement susceptible de souffrir d'une dépression de consanguinité. Ces résultats nous permettent de répondre aux inquiétudes de la communauté et de formuler des recommandations pour guider l'optimisation des pratiques de gestion afin de favoriser la viabilité de la population dans un contexte de changements globaux. / Access to local biological resources and their sustainable use are among the many challenges that northern communities are facing particularly in the era of changing climates. Animal species such as caribou and Arctic char, for example, are essential to ensuring food security for Inuit communities in the Arctic. In the 1990s, the inhabitants of the Inuit community of Kuujjuaq, in Nunavik, undertook to increase the local accessibility of Arctic char by introducing the species into the Nepihjee River watershed, and by stocking the population through a hatchery program. In 2019, we observed in the population levels of genetic diversity far lower than those of other populations in Ungava Bay. Since genetic diversity is an indicator of a species' ability to cope with changes in its environment, this observation has raised questions about population viability. We therefore used a low-coverage whole genome sequencing approach to generate a molecular library covering the entire genome (Complete list = 105 905 902 SNP, pruned list = 4 299 926 SNPs) of the Nepihjee population, as well as four other populations in the region for comparative purposes. These data determined that the low levels of genetic diversity observed in the Nepihjee population were likely caused by a strong influence of demographic processes resulting from stocking practices. They also allowed us to quantify the genetic load of the populations, and to determine that the Arctic char population of the Nepihjee River seems particularly susceptible to inbreeding depression. These results allowed us to address community concerns about the Nepihjee population and make recommendations to guide the optimization of management practices to promote population viability in the context of global change.

Les travaux effectués dans le cadre de cette thèse ont permis de documenter un nouveau système modèle par la caractérisation et l'utilisation à.''Arabidopsis lyrata, une espèce apparentée à la plante modèle Arabidopsis thaliana. L'intérêt de ce nouveau système modèle tient au fait qu'il pourra contribuer à la compréhension de l'évolution des génomes et de la spéciation chez les plantes. Dans cette étude, la stratégie d'un croisement pseudotestcross réciproque {A. lyrata ssp. lyrata x A. lyrata ssp. petraea) a été employée afin de construire une carte génétique pour chacune des sous-espèces. Les marqueurs AFLP se sont avérés efficaces pour révéler la couverture des cartes tfA. lyrata mais ont surtout permis d'augmenter la densité des marqueurs sur les groupes de liaisons. Ensuite, nous avons développé un système alternatif pour l'étude de la polyploïdie chez Arabidopsis. Un processus en deux étapes comprenant un croisement A. thaliana x A. lyrata ssp. petraea suivi d'un événement spontané de doublement chromosomique a permis d'obtenir des allopolyploïdes. Plusieurs phénomènes observés chez ces allopolyploïdes suggèrent la présence d'un choc génomique. Des changements génétiques et épigénétiques ont été décrits avec ce système modèle. A. lyrata possède un ensemble de caractéristiques intéressantes pour devenir un nouvel outil de travail en génétique moléculaire des plantes. / The work carried out within this thesis resulted in the description of a novel model system by characterizing and using Arabidopsis lyrata, a close relative species of the model plant Arabidopsis thaliana. This new model system could contribute to a better understanding of genome evolution and speciation in plants. In this study, a 2-way pseudo-testcross strategy {A. lyrata subsp. lyrata x A. lyrata subsp. petraea) was used to construct a genetic map for each subspecies. The AFLP markers proved to be effective to reveal the coverage of A. lyrata maps, but mostly increased marker density on the linkage groups. Then, we developed an alternative system for the study of polyploidy in Arabidopsis. A two-step process involving the cross A. thaliana x A. lyrata subsp. petraea followed by a spontaneous chromosomal doubling generated allopolyploids. Several phenomena observed with these allopolyploids suggest the presence of genomic shock. Genetic and epigenetic changes were described with this model system. A. lyrata has several interesting characteristics to become a new working tool in plant molecular genetics.