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Cis-regulatory changes in e.g. promoters or enhancers that affect the expression of a linked focal gene have long been thought to be important for adaptation. In this thesis, I investigate the selective importance and genomic correlates of cis-regulatory variation and divergence in the genus Capsella, using massively parallel sequencing data. This genus provides an opportunity to investigate cis-regulatory changes in response to polyploidization and mating system shifts, as it harbors three diploid species, the outcrosser Capsella grandiflora and the selfers Capsella orientalis and Capsella rubella, as well as the tetraploid Capsella bursa-pastoris. We first identify cis-regulatory changes associated with adaptive floral evolution in connection with the recent switch to self-fertilization in C. rubella and show that cis-regulatory changes between C. rubella and its outcrossing close relative C. grandiflora are associated with differences in transposable element content. Second, we show that variation in positive and purifying selection is important for the distribution of cis-regulatory variation across the genome of C. grandiflora. Interestingly, the presence of polymorphic transposable elements is strongly associated with cis-regulatory variation in C. grandiflora. Third, we show that the tetraploid C. bursa-pastoris is of hybrid origin and investigate the contribution of both parental species to gene expression. We show that gene expression in the tetraploid is partly explained by cis-regulatory divergence between the parental species. Nonetheless, within C. bursa-pastoris there is a great deal of variation in homeolog expression. In summary, this thesis explores the role of cis-regulatory changes for adaptive morphological changes in connection to a shift in mating system, the role of cis-regulatory divergence between progenitor species for an allopolyploid as well as the impact of positive and purifying selection on cis-regulatory variation within a species.

Cette thèse aborde l’écologie et l’évolution des relations qu’entretiennent les orchidées du genre Ophrys avec leurs pollinisateurs. L’approche comparative et la combinaison (i)<p>d’analyses chimiques de phéromones sexuelles et de parfums floraux, (ii) d’analyses génétiques avec des outils moléculaires, et (ii) de tests de comportement réalisés sur les insectes in situ nous ont permis d’éclairer certains aspects méconnus de ces interactions inter-spécifiques. La pollinisation des orchidées du genre Ophrys est assurée par des mâles d'abeilles ou de guêpes solitaires qui opèrent une tentative d’accouplement (pseudocopulation) sur le labelle des fleurs. L'attraction des pollinisateurs est généralement hautement spécifique, régie par un mimétisme des signaux (chimiques, visuels, tactiles) des femelles des espèces d'insectes concernés. Malgré cette spécificité, des hybrides se forment occasionnellement en conditions naturelles, témoignant de la perméabilité partielle des barrières d'isolement reproductif entre espèces. Au cours de<p>ce programme de recherche, nous avons entrepris l’étude des interactions Ophryspollinisateurs en mettant l’accent sur trois aspects spécifiques, à savoir (i) la sélection des caractères floraux par les pollinisateurs, (ii) l'isolement reproductif entre espèces d'Ophrys sympatriques, et enfin (iii) l'évolution des caractères floraux au sein d'un complexe d'espèces-soeurs d'Ophrys associées à différents pollinisateurs. Les principaux<p>résultats de ce travail sont repris ci-dessous, ponctués de références aux articles qui rassemblent l’intégralité des études réalisées. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished