Un objectif central en biologie est de comprendre la relation entre le génotype et le phénotype. Mes travaux de thèse s’inscrivent dans cette thématique et focalisent sur les populations naturelles d’une même espèce, en utilisant la levure Saccharomyces cerevisiae comme système d’étude. Dans un premier temps, je me suis focalisée sur l’effet des mutations présentes dans différents isolats naturels sur l’apparition de l’isolement reproductif, un processus engendrant la perte de la viabilité de la descendance lors du croisement. Dans un second temps, en plus des phénotypes sévères tels que la létalité de la descendance, je me suis aussi intéressée à la caractérisation de la complexité génétique d’un ensemble de traits quantitatifs tels que la croissance sur différents conditions de culture, afin d’avoir une vision globale du nombre de gènes impliqués et de leur mode d'interaction qui sous-tend la variation phénotypique au sein d’une même espèce. / Elucidating the genetic origin of phenotypic diversity among individuals within the same species is essential to understand evolution. Using the yeast Saccharomyces cerevisiae, we showed that reproductive isolation could readily segregate at the intraspecific level, which is governed by various molecular mechanisms ranging from large-scale chromosomal changes to incompatible epistatic genetic interactions. Compared to reproductive isolation, other phenotypes such as monogenic Mendelian traits are thought to be simple in terms of their phenotypic penetrance and genetic constitution. However, our survey showed that the expressivity of monogenic mutations and hence the inheritance pattern of a Mendelian trait could also depend on parental combinations, transitioning from simple to complex. Our studies unveiled the multiplicity and complexity of the genetic origin of phenotypes within a population, from the origin of reproductive isolation to the hidden complexity of Mendelian traits.

Une question centrale de la génétique moderne est de mieux comprendre comment la variation génétique présente au sein d’individus d’une même espèce influence la diversité phénotypique et l’évolution. La levure modèle Saccharomyces cerevisiae offre une occasion unique d’apporter des éléments de réponse à cette question à travers la dissection de l’architecture génétique de la variation de tolérance à des stress environnementaux à l’échelle d’une population. Mon étude révèle un niveau supplémentaire de complexité de la relation génotype-phénotype où finalement les caractères supposés les plus simples, dits Mendéliens (déterminisme strictement monogénique) peuvent se révéler être complexes (déterminisme multigénique) selon le fond génétique en raison de l’action de gènes modificateurs, d’interactions épistatiques et/ou de suppresseurs. Toutefois, les processus évolutifs peuvent être bien différents en fonction des espèces. Afin de mieux les décrypter, je me suis également intéressée à Lachancea kluyveri, une levure phylogénétiquement distante de S. cerevisiae. Cette espèce présente une diversité génétique plus élevée et constitue une ressource encore peu exploitée. L’exploration de la diversité phénotypique et la détermination de leurs origines génétiques initiées dans cette étude sont extrêmement prometteuses et apportent de solides fondations pour l’étude à la fois de l’architecture génétique des caractères et de l’évolution de la relation génotype-phénotype au sein de diverses espèces de levures. / A central issue of modern genetics is to better understand how genetic variations between individuals within a species influence the phenotypic diversity and the evolution. The budding yeast Saccharomyces cerevisiae as a model organism offers a unique opportunity to address this issue through the dissection of the genetic architecture of stress tolerance across a population. My study reveals an additional level of complexity of the genotype-phenotype relationship. Indeed, simple Mendelian traits (monogenic determinism) may become more complex (multigenic determinism) depending on genetic background due to the action of modifier genes, epistatic interactions and / or suppressors. However, evolutionary processes can be very different depending on the species. That is why a non-conventional yeast species namely Lachancea kluyveri (formerly S. kluyveri) was also studied. This species distantly related to S. cerevisiae has a higher genetic diversity and remains a relatively unexplored resource. The exploration of the phenotypic diversity and the determination of the genetic origins initiated in this study lay foundations for the analysis of the genetic architecture of traits and the evolution of the genotype-phenotype relationship within diverse yeast species.