La domestication est un processus évolutif complexe au sein duquel les pressions de sélection exercées par l'Homme conduisent à des changements morphologiques et physiologiques importants qui permettent de différencier sans ambigüité les espèces domestiquées de leurs ancêtres sauvages. Les récentes études archéobotaniques, génétiques et génomiques sur différentes plantes annuelles telles que notamment, le maïs (Zea mays L.), le riz (Oryza sativa L.) ou la tomate (Solanum lycopersicum L.) ont considérablement fait progresser notre compréhension de la domestication des plantes. A la différence des espèces annuelles, la domestication des plantes pérennes, en particulier les espèces fruitières, reste énigmatique.Dans ce contexte, l'objectif de ce travail est de contribuer à la compréhension du processus de domestication d'une plante pérenne fruitière emblématique, la vigne (Vitis vinifera L.) à travers l'étude de la diversité et de l'évolution de deux caractères majeurs du syndrome de domestication : la forme du pépin et le système de reproduction. Nos travaux sur la morphologie du pépin appréhendée par la méthode des transformées elliptiques de Fourier ont révélé des relations significatives entre la forme du pépin, le statut taxonomique (sauvage – domestiqué), l'origine géographique des cépages et leurs liens de parenté corroborant les résultats d'analyses génétiques acquises antérieurement. D'autre part, le changement de forme du pépin se produisant au cours de la domestication serait intimement lié à l'augmentation de la taille de la baie due aux pressions de sélection exercée par l'Homme. Concernant la transition de la diécie vers l'hermaphrodisme opérée au cours de la domestication, l'analyse du polymorphisme de séquences du locus du sexe a révélé que les vignes domestiquées seraient les descendantes d'individus mâles capables de produire des baies. Le patron de diversité de ces mêmes séquences corrobore l'idée d'un événement de domestication majeur de la vigne dans le Proche Orient et témoigne de l'existence d'introgressions du compartiment domestiqué par le compartiment sauvage dans l'Ouest du bassin Méditerranéen. / Domestication is a complex evolutionary process in which, human selection pressures lead to great morphological and physiological changes that allow to differentiate domesticated species from their wild ancestors. Recent archaeobotanical, genetic and genomic studies of various annual crops such as maize (Zea mays L.), rice (Oryza sativa L.) and tomato (Solanum lycopersicum L.) have significantly advanced our understanding of plant domestication. However, the domestication of perennial plants, particularly fruit trees, remains poorly documented compared to the domestication of annual crop plants.In this framework, this work aims to contribute to the understanding of the domestication process of the emblematic perennial plant, the grapevine (Vitis vinifera L.) through the study of diversity and evolution of two major traits of the domestication syndrome: the seed shape and the reproductive system. Our work on seed shape based on the method of the elliptic Fourier transforms revealed significant relationships between seed shape, the taxonomic status (wild – domesticated), the geographic origin of cultivars and their parentage relationships, corroborating former results from genetic analysis. On the other hand, seed shape changes occurred during domestication seem to be linked to the increase of the berry size as the consequence of major human selection pressures. Regarding the transition from diecy to hermaphroditism to diecy operated during domestication, the analysis of sequence polymorphism in the sex locus revealed that domesticated grapevine would be the descendant of wild male individuals able to produce berries. The pattern of diversity of these sequences supports the hypothesis of the occurrence of a major domestication event in the Near East and testify of introgressions of Western European cultivars by local wild grapes.

En Méditerranée, le corail rouge présente un important rôle écologique dans les écosystèmes benthiques de substrat dur. Les conditions environnementales, et notamment thermiques extrêmement contrastées que cette espèce subit sur l'ensemble de son aire de répartition, en font un modèle intéressant pour l'étude de l'adaptation locale. Dans un premier temps, nous avons confirmé que les différences d'expressions de gènes étaient maintenues au cours du temps, en absence de stress thermique chez des individus issus de profondeurs différentes à Marseille. Certains des gènes identifiés sont de bons candidats pour l'étude de l'adaptation locale et de forts arguments en faveur de la conservation de cette fonction chez les cnidaires. Afin d'identifier d'éventuelles bases génétiques de l'adaptation locale chez le corail rouge, nous avons mis en place un protocole d'échantillonnage de paires de populations `surface vs profondeurs' dans trois régions géographiques différentes suivi d'un séquençage via RAD-Séquençage. L'analyse de la structure génétique neutre indique une connectivité réduite entre les populations de surface et à fois populations de surface et les populations profondes qui pourrait limiter les capacités de recolonisation des populations les plus exposées aux pressions du changement global. Nous avons identifié un signal probable d'adaptation locale, sans qu'une convergence dans les gènes ou les fonctions candidats n'ait été observée. L'analyse de la structure génétique chez le corail rouge a conduit à l'identification de marqueurs génétiques du sexe. / The Mediterranean red coral has an important ecological role in Mediterranean benthic ecosystems and is submitted to major anthropic pressures because of its direct (exploitation) and indirect (attractivity for recreational scuba-diving) economical values. Because of the extremely contrasted thermal conditions it deals with along his range the red coral is an interesting model for the study of local adaptation. We first confirmed that gene expression differences were maintained along time, in absence of thermal stress in individuals from different depths in Marseille. Some of these genes were good candidates for the study of local adaptation and strong arguments supporting the conservation of this function in cnidaria.In order to identify potential genetic basis of the local adaptation in the red coral, we built a sampling design of pairs of `shallow vs deep' populations in three geographical regions and sequenced via RAD-Sequencing the corresponding individuals. The analysis of neutral genetic structure of the studied populations highlighted a limited connectivity of shallow populations with both shallow populations and deep populations that could counteract recolonization abilities of population the most exposed to global change. Several methodological obstacles have been met in the detection of loci under selection in such strongly structured species. By keeping in mind these potential biases, we highlighted a potential signal of local adaptation in Marseille and Corsica, without any convergence in candidates genes and functions. The analysis of the genetic structure of the red coral led us to the identification of sex genetic markers.

Chez les plantes à fleurs, la gynodioécie -- système dans lequel coexistent des individus femelles et des individus hermaphrodites -- est le système de reproduction le plus commun après l'hermaphrodisme. La question de l'évolution et surtout du maintien de la gynodioécie et du polymorphisme génétique sous-jacent a intrigué les chercheurs depuis le 19e siecle. Aujourd'hui, les grands principes de son évolution sont posés mais beaucoup de zones d'ombres persistent. Durant ma thèse, j'ai exploré trois aspects de la gynodioécie en utilisant une approche expérimentale chez l'espèce Silene nutans et une approche théorique. Je me suis en premier lieu intéressée au déterminisme génétique de la gynodioécie grâce à la réalisation de croisements contrôlés qui m'ont permis de montrer que le déterminisme génétique du sexe était cytonucléaire, c'est à dire contrôlé par plusieurs gènes de stérilité mâle cytoplasmique (CMS) et plusieurs restaurateurs nucléaires de fertilité. En parallèle, j'ai porté une attention particulière aux plantes gynomonoïques -- celles où coexistent sur le même pied des fleurs pistillés (femelles) et des fleurs parfaites (hermaphrodites) -- fréquentes chez Silene nutans comme chez d'autres espèces gynodioïques. J'ai montré que les caractéristiques reproductrices et florales de ce troisième phénotype sexuel étaient souvent intermédiaires entre celles des femelles et des hermaphrodites mais pouvaient dépendre de la proportion de fleurs pistillées sur la plante. Par ailleurs et contrairement à ce qui avait été suggéré, la plasticité du phénotype gynomonoïque s'est révélée être relativement réduite, suggérant un déterminisme génétique dont la caractérisation est encore en cours. La troisième partie de ma thèse a été motivée par les preuves récentes d'hétéroplasmie -- coexistence de différents génomes mitochondriaux au sein d'un individu -- et de la transmission occasionnelle du génome mitochondrial par le pollen chez Silene vulgaris. J'ai montré théoriquement que la présence d'un gène de stérilité mâle cytoplasmique favorisait l'évolution de la fuite paternelle de mitochondries. J'ai également vérifié expérimentalement l'hérédité mitochondriale chez Silene nutans par le génotypage des descendances de croisements contrôlés. / In flowering plants, gynodioecy -- a system in which females and hermaphrodites coexist within populations -- is the most common sexual system after hermaphroditism. The evolution and maintenance of gynodiocy and its underlying polymorphism have puzzled evolutionary biologists since the 19th century. The main principles of its evolution are well known but some points remain vague. During my PhD, I explored three aspects of gynodioecy using an experimental approach in the species Silene nutans and a theoretical approach. First, I studied the genetic determination of gynodioecy using controlled crosses that showed that the genetic determination of sex was cytonuclear, i.e. controlled by several cytoplasmic male sterility (CMS) genes and several nuclear restorers of fertility. Second, I focused on gynomonoecious plants -- those that carry both pistillate (female) flowers and perfect (hermaphrodite) flowers -- that are frequently found in Silene nutans as in other gynodioecious species. I showed that the floral and reproductive traits of this third sex phenotype were often intermediate between those of females and hermaphrodites but varied with varying proportions of pistillate flowers on the plant. Contrary to what was previously thought, the plasticity of the gynomoneocious phenotype was found to be limited, suggesting a genetic determination whose characterization is still in progress. The third part of my PhD was motivated by recent evidences of heteroplasmy -- the coexistence of different mitochondrial genomes within an individual -- and occasional transmission of the mitochondrial genome through pollen in Silene vulgaris. I showed theoretically that the occurrence of a cytoplasmic male sterility gene can favor the evolution of paternal leakage of mitochondria. I also investigated mitochondrial inheritance in Silene nutans by genotyping progenies from controlled crosses.

Chez les plantes à fleurs, la gynodioécie -- système dans lequel coexistent des individus femelles et des individus hermaphrodites -- est le système de reproduction le plus commun après l'hermaphrodisme. La question de l'évolution et surtout du maintien de la gynodioécie et du polymorphisme génétique sous-jacent a intrigué les chercheurs depuis le 19e siecle. Aujourd'hui, les grands principes de son évolution sont posés mais beaucoup de zones d'ombres persistent. Durant ma thèse, j'ai exploré trois aspects de la gynodioécie en utilisant une approche expérimentale chez l'espèce Silene nutans et une approche théorique. Je me suis en premier lieu intéressée au déterminisme génétique de la gynodioécie grâce à la réalisation de croisements contrôlés qui m'ont permis de montrer que le déterminisme génétique du sexe était cytonucléaire, c'est à dire contrôlé par plusieurs gènes de stérilité mâle cytoplasmique (CMS) et plusieurs restaurateurs nucléaires de fertilité. En parallèle, j'ai porté une attention particulière aux plantes gynomonoïques -- celles où coexistent sur le même pied des fleurs pistillés (femelles) et des fleurs parfaites (hermaphrodites) -- fréquentes chez Silene nutans comme chez d'autres espèces gynodioïques. J'ai montré que les caractéristiques reproductrices et florales de ce troisième phénotype sexuel étaient souvent intermédiaires entre celles des femelles et des hermaphrodites mais pouvaient dépendre de la proportion de fleurs pistillées sur la plante. Par ailleurs et contrairement à ce qui avait été suggéré, la plasticité du phénotype gynomonoïque s'est révélée être relativement réduite, suggérant un déterminisme génétique dont la caractérisation est encore en cours. La troisième partie de ma thèse a été motivée par les preuves récentes d'hétéroplasmie -- coexistence de différents génomes mitochondriaux au sein d'un individu -- et de la transmission occasionnelle du génome mitochondrial par le pollen chez Silene vulgaris. J'ai montré théoriquement que la présence d'un gène de stérilité mâle cytoplasmique favorisait l'évolution de la fuite paternelle de mitochondries. J'ai également vérifié expérimentalement l'hérédité mitochondriale chez Silene nutans par le génotypage des descendances de croisements contrôlés.