Les hautes montagnes des Andes du Nord abritent un écosystème de type tropical alpin connu localement sous le nom de páramo. En dépit de conditions climatiques stressantes, ces habitats totalisent 10 à 20% de la richesse de la flore Andine et contiennent les radiations de plantes alpines les plus rapides au monde. Les Espeletiinae (Asteraceae; Heliantheae), endémique de ces habitats et figurant parmi ces exemples majeurs de diversification andine, ont su profiter des avantages écologiques fournit par la formation des páramos, en développant une remarquable diversité morphologique et écologique en moins de 3 Ma pour faire face aux nombreux stress abiotiques présents dans ces écosystèmes. Ce complexe de +/- 135 espèces inclut des formes de vie arborescentes ramifiées, des rosettes acaules naines, et des rosettes caulescentes aussi bien sessiles que géantes, constituant une adaptation emblématiques des milieux tropicaux alpins. Ces plantes sont également caractérisées par une distribution d'espèces diversifiée au niveau du páramo dans des milieux humides, des prairies alpines ouvertes ou des pentes rocailleuses à partir de la limite supérieur des forets andines vers 2500m d'altitude jusqu'aux bords des glaciers à environ 4600m. Cette forte diversité morphologique et écologique observée, associée à de forts taux de sympatrie entre ces espèces, a conduit à l’hypothèse d’une radiation adaptative des Espeletiinae dans les páramos. Or les reconstructions phylogénétiques préalablement effectuées, permettant de tester cette origine évolutive, s’avèrent peu résolues en raison de l’évolution très récente du complexe couplées à l’utilisation de marqueurs phylogénétiques traditionnels ou encore en raison de nombreux événements d’hybridation observés pouvant biaiser les reconstructions phylogénétiques. Aujourd’hui, l’avènement des nouvelles technologies de séquençage offre de nouvelles perspectives en phylogénomique. Si bien qu’au travers de ce travail de thèse, l’utilisation de fragments génomiques aléatoires (par méthode de shotgun-sequencing) et ciblés (par méthode de ddRAD-sequencing) a permis de reconstruire pour la première fois des phylogénies robustes et d’étudier les événements d’hybridations à l’intérieur du complexe, apportant ainsi de nouvelles réponses quant à l’évolution de ces taxons dans les páramos. / The high-elevations ecosystems in the Northern Andes, known as paramos, exhibit an exceptional diversity of species accounting for 10 to 20% of Andean flora's richness and contain the fastest alpine plant radiation in the world. The Espeletiinae (Asteraceae, Heliantheae), endemic to these habitats and among these major examples of Andean diversification, took advantage of the ecological benefits provided by the uplift of the páramos, by developing a remarkable morphological and ecological diversity in less than 3 Ma to cope with the abiotic stresses of these ecosystems. This complex of +/- 135 species includes branched tree life forms, dwarf rosettes, and caulescent as well sessile as giant rosettes, constituting an emblematic adaptation of tropical alpine environments. These plants are also diversified in páramo, in wetlands, open alpine meadows or rocky slopes from the upper limit of the Andean forests at 2500m altitude to the edges of the glaciers at 4600m. Such morphological and ecological diversity, in association with high sympatric rates between these species, led to the hypothesis of an adaptive radiation of Espeletiinae. However, the first phylogenetic reconstructions, testing this evolutionary origin, failed to depict any relationships between these species because of the very recent evolution of the complex, the use of traditional phylogenetic markers and/or the widely hybridization events, which could skew the phylogenetic signal. Today, the advent of new sequencing technologies offers new perspectives in phylogenomics. As a result of this thesis work, the use of random (shotgun-sequencing) and targeted genomic fragments (by ddRAD-sequencing method) made it possible to reconstruct for the first time robust phylogenies and to study the hybridization events inside this complex, bringing new answers to the evolution of these plants in the páramos.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La technologie des biopuces permettrait une détection rapide et multiparamétrique des microorganismes infectieux et des gènes de résistance aux antibiotiques qui leur sont associés. Deux aspects des biopuces ont été étudiés durant ce projet. Premièrement, dans le but de faciliter la conception des sondes de capture, nous avons évalué l’influence de la position de la cible hybridée par une sonde. Nous avons observé que la longueur des chaînes non-hybridées dépassant de la sonde de capture avait une influence sur le signal d’hybridation obtenu et pouvait être responsable de faux-négatifs. Deuxièmement, afin de contribuer à éliminer la nécessité de l’amplification et du marquage des acides nucléiques cibles, nous avons développé une biopuce composée de sondes APN immobilisées sur une lame de verre. Cette biopuce permettra l’utilisation d’un polymère cationique senseur d’acides nucléiques comme transducteur de l’hybridation. / Biochip technology could allow rapid multiparametric diagnosis of infectious diseases and related antimicrobial resistance genes. Two aspects of biochips were studied during this project. First, to facilitate DNA or PNA capture probes design, we studied the impact on hybridisation signal of the position targeted by the probe. We observed that the length of the target’s non-hybridised overhangs had an influence on obtained hybridisation signal and that it could be responsible for false-negatives. Second, in order to contribute to the elimination of sample nucleic acids amplification and labelling before hybridisation, we developed a biochip made of PNA probes immobilised on a glass slides. This biochip allows detection using a soluble fluorescent cationic polythiophene that acts as hybridisation transducer.

Alors que les technologies de séquençage à très haut débit ont permis de réaliser d’importants progrès pour documenter l’architecture génomique de la spéciation, les mécanismes moléculaires responsables de l’isolement reproducteur demeurent nébuleux. L’objectif principal de cette thèse est d’apporter un nouvel éclairage sur les bases moléculaires de l’isolement reproducteur dans un système d’espèces naissantes : le Grand Corégone. En particulier, l’approche était d’examiner les mécanismes associés à la stabilité du génome et à sa dérégulation dans un contexte de divergence et d’hybridation. Par une méthode de transcriptomique, nous avons documenté une profonde dérégulation à l’échelle du transcriptome chez les hybrides entre les formes naine et normale du Grand Corégone, incluant la dérépression des éléments transposables et des transcrits non-codants. Par la suite, nous avons observé que les hybrides montrent des signes importants de déstabilisation de la méiose et de la mitose, malgré l’absence de changement de caryotype entre les formes parentales. Finalement, nous avons observé un polymorphisme sub-chromosomique importants chez trois paires de Grand Corégones sympatriques, principalement associé à la période d’allopatrie. Ces travaux montrent que des changements importants à l’échelle du génome entier surviennent tôt au cours du processus de divergence, et sont susceptibles de conduire à de profonds dérèglements chez les hybrides. Enfin, cette thèse montre qu’une approche dite intégrative favorise une meilleure compréhension des mécanismes liés à la divergence et à la spéciation. / While high throughput sequencing has led to significant progress towards the understanding of the genomic architecture of speciation, molecular mechanisms responsible for reproductive isolation remain unclear. The main objective of this thesis is to contribute to elucidate the molecular basis of reproductive isolation in a nascent species complex : the Lake Whitefish. In particular, the approach was to examine the mechanisms associated with genome stability and instability in a context of divergence and hybridization. Using transcriptomics, we documented a profound deregulation at the transcriptome scale in hybrids between dwarf and normal Lake Whitefish, including transposable element and non-coding RNA derepression. Then, we found that hybrids show significant signs of meiosis and mitosis breakdown, despite the absence of karyotype changes between parental forms. Finally, we observed conspicuous sub-chromosomal polymorphism in three sympatric Lake Whitefish species pairs, mainly associated with earlier allopatry. This work shows that genome-scale reorganization occurs early during divergence, and may lead to profound dysregulation in hybrids. This thesis also shows that integrative biology promotes a better understanding of the mechanisms linked to divergence and speciation.

Le nombre important de saumons atlantiques domestiques échappés annuellement a le potentiel d'engendrer des conséquences négatives pour les populations sauvages. Cette situation pourrait entraîner un fardeau génétique accru, de même qu'une capacité réduite à s'adapter aux changements environnementaux chez les populations sauvages. L'objectif principal de ce projet de maîtrise est de vérifier si des populations sauvages distinctes de saumons atlantiques subissent des conséquences génétiques différentes à la suite de l'hybridation avec des saumons d'origine domestique. Les niveaux d'expression de 16 000 transcrits ont été mesurés chez des individus de cinq lignées, soit: deux populations sauvages, une lignée domestique ainsi que deux lignées rétrocroisées (hybride x sauvage). Les profils de transcription de ces cinq lignées ont été comparés afin de caractériser leurs niveaux de différenciation, les fonctions biologiques affectées par l'hybridation ainsi que la présence d' effets additifs versus non-additifs dans la régulation de l'expression des gènes. Nous mettons ainsi en évidence que i) les deux populations sauvages sont génétiquement différentes, ii) la population domestique est distincte des deux populations sauvages, et iii) l'hybridation entre des individus domestiques et sauvages entraîne des conséquences spécifiques dans chacune des populations sauvages subissant l'introgression. Globalement, cette étude démontre que les effets engendrés par l'hybridation introgressive dépendent de l'architecture génétique des populations introgressées.

Les conséquences de l’hybridation dans les processus évolutifs demeurent, en grande partie, inexplorées chez les animaux. Sachant qu’il y a hybridation entre les anguilles américaines (Anguilla rostrata) et européennes (A. anguilla), l’objectif de cette étude était de documenter la dynamique de l'hybridation afin de mieux comprendre son importance évolutive pour les deux espèces. Les génotypes AFLP de 1127 anguilles furent utilisés afin d’identifier les individus hybrides et évaluer la dynamique de l’hybridation. Les résultats démontrent que i) une proportion importante (15.5%) des anguilles islandaises sont hybrides, ii) les hybrides de première génération sont fertiles et se reproduisent, iii) en Islande, la proportion d’hybride est plus importante dans le stade de vie anguille jaune et iv) la distribution des hybrides est quasi-exclusive à l’Islande où leur proportion augmente avec la latitude. Ainsi, les résultats démontrent que l'hybridation peut influencer les processus évolutifs chez les animaux et qu’elle devrait être considérée plus formellement. / Since only few studies have evaluated fitness beyond the first hybrid generation, the evolutionary processes as well as the potential outcome of natural hybridization remain largely unexplored in animals. Knowing that hybridization occurs between American and European eels (Anguilla rostrata and A. anguilla), this study aimed at documenting the dynamics of natural hybridization in order to better understand its potential evolutionary impact for the two species. AFLP genotypes of 1127 eels were used to identify hybrid individuals and evaluate dynamics of hybridization. Results provide evidence for i) an overall hybrid proportion of 15.5% in Iceland, ii) the occurrence of viable later generation hybrids, iii) a higher proportion of hybrids in the yellow eel samples, and iv) quasiexclusive distribution of hybrids in Iceland where they tend to increase in proportion with latitude. This study thus demonstrates that natural hybridization can have an influence on evolutionary processes in animals and should be considered more formally.

Il est bien démontré que la glande mammaire humaine est activement impliquée dans la formation locale des estrogènes, qui sont impliquées dans le développement des carcinomes mammaires. Afin de déterminer le ou les site(s) d'action des enzymes impliqués dans la synthèses et le métabolisme de l'estradiol (E2), l'estrogène le plus actif, nous avons étudié dans des seins normaux l'expression au niveau cellulaire des enzymes suivantes : les 3fi-hydroxystéroide déhydrogénases (3P-HSD), les 17ji-hydroxystéroide dehydrogenase de type 1, 2, 5, 7 et 12 (17p-HSD), Varomatase, la prostate short-chain dehydrogenase reductase 1 (PSDRl), les 5a-réductases de type 1 et 2, la stéroide sulfatase (STS) et Yestrogène sulfotransférase (EST)lEl. Nous avons employé une méthode de coloration immunohistochimique ainsi qu'une méthode d'hybridation in situ pour localiser ces enzymes dans des tissus mammaires de femmes pré-ménopausées (20- 40 ans). Pour les colorations immunohistochimiques, nous avons utilisé des anticorps développés chez le lapin par notre laboratoire. Nous avons effectué les hybridations in situ en utilisant des sondes de cRNA marquées au S35. Les 5a-réductases, la 3/3-HSD et la PSDR 1 ont été localisées seulement par immunohistochimie. L'utilisation de l'une ou l'autre des techniques a mené à des résultats similaires. Toutes les enzymes impliquées dans la conversion de la déhydroépiandrostérone (DHEA) en E2 (3/3-HSD, 17/3-HSD 1, 5, 7, 12 ; aromatase) ainsi que la STS qui transforme l'E2-S en E2 ont été localisées dans les cellules épithéliales des acini et/ou des canaux ainsi que dans les cellules stromales. La 17P-HSD de type 2 ainsi que l'ESTlEl, deux enzymes qui inactivent l'E2, ont été retrouvées dans les mêmes types de cellules. Fait intéressant, la détection des enzymes STS, ESTIEI, aromatase, 17pHSD de type 5 et un grand pourcentage de la 17PHSD de type 12 semblent être exprimés de façon prédominante dans la couche externe de cellules épithéliales des acini. Nous avons fait cette observation autant par immunohistochimie que par hybridation in situ. Nous pouvons donc fortement suggérer que les cellules basales et les cellules luminales sont inpliquées dans la synthèse d' E2. Ces résultats nous permettent également de conclure que les enzymes qui jouent un rôle dans la synthèse et le métabolisme de l'E2 ainsi que de la dihydrotestosterone sont exprimés dans les mêmes types cellulaires de la glande mammaire humaine. / It is well demonstrated that human breast is actively involved in the local formation of estrogens, which play a role of the development of breast carcinoma. To determine the site(s) of action of enzymes involved in synthesis and metabolism of the most potent estrogen estradiol (E2), we have studied the expression of the following enzymes: 3phydroxysteroid dehydrogenase (3p- HSD), 17|3-hydroxysteroid dehydrogenase (17|3- HSD) type 1, 2, 5, 7 and 12, aromatase, prostate short-chain dehydrogenase reductase 1 (PSDR1), 5a-reductase type 1 and type 2, steroid sulfatase (STS) and estrogen sulfotransferase (EST) 1E1 at the cellular level in normal breast. Both in situ hybridization and immunocytochemistry were used for enzyme localization in breast tissue from female patients (20-40 years of age). For inmmunocytochemistry, we used rabbit antibodies developed in our laboratory, while in situ hybridization studies were performed using [35S]-labeled cRNA probes. For 5a-reductase, 3P-HSD and PSDR1 was only localized by immunocytochemistry. Similar results were obtained with both in situ hybridization and immunocytochemistry, ail the enzymes (3P-HSD; 17P-HSD type 1, 5, 7 and 12; aromatase) involved in the conversion of circulating dehydroepiandrosterone (DHEA) to E2 as well as STS which converts estradiol sulfate (E2-S) to E2 have been found to be expressed in both epithelial of acini and/or ducts as well the stroma cells. Moreover, 17P-HSD type 2 and ESTIEI, two enzymes which inactivate E2, have been also localized in the same cell types. 5cc-reductase, 3P-HSD and 17P-HSD type 5 acts to in situ dihydrotestosterone (DHT) production through competition with aromatase from estrogen production in hormone-dependent breast carcinoma, while those three enzymes reveal weakly localization at epithelial cells of acini and ducts, but 3P-HSD expressed higher staining at stromal cells. A most interesting detection was that the enzymes steroid sulfatase, sulfotransferase, aromatase, 17p-HSD type 5, and large percentage of 17P-HSD type 12 are predominantly expressed in the outer layer of acini by immunocytochemistry and a similar finding has also been observed using in situ hybridization to localize those enzymes. It strongly suggests that basal cells and luminal cells are involved in E2 synthesis. The present results indicate that the enzymes which play a role in the synthesis and metabolism of E2 and also DHT are exerting their respective role in the same cells in human breast.

Thèse ou mémoire avec insertion d’articles / Les bouleaux sont une composante importante du paysage forestier de l'hémisphère nord. Les bouleaux arbustifs, contribuant actuellement au verdissement de la toundra, sont des témoins privilégiés des changements climatiques (CC) en régionssubarctiques. À ce jour, ces espèces demeurent peu étudiées sur le plan génétique et des incertitudes persistent quant à leur taxonomie et leurs liens phylogénétiques. Le développement de connaissances sur la diversité génétique des espèces végétales nordiques et leur capacité d'adaptation aux CC sera essentiel pour mettre en place des mesures de conservation. L'objectif de l'étude était d'analyser la biogéographie et la diversité génétique du bouleau glanduleux (Betula glandulosa), un arbuste de la toundra nord-américaine. Un échantillonnage, à l'échelle de son aire de répartition en Amérique du Nord, a été réalisé. Une approche multicritère, basée sur la détermination du niveau de ploïdie, la génomique (échantillonnage des régions de l'ADN nucléaire et chloroplastique) et la morphologie, a été utilisée pour distinguer les individus de B. glandulosa des autres espèces de bouleaux, en raison des difficultés liées à la validation taxonomique des échantillons. Les résultats ont révélé la présence de trois espèces distinctes et leurs hybrides parmi les échantillons. L'analyse des polymorphismes nucléotidiques (« single nucleotide polymorphisms », SNP) nucléaires et chloroplastiques a mis en évidence une longue histoire d'échanges de gènes entre les différentes espèces et groupes génétiques. L'ensemble des résultats porte à croire que B. glandulosa fait partie d'un syngaméon de bouleaux arbustifs nord-américains avec B. pumila, B. nana et B. occidentalis. À l'échelle intraspécifique, deux groupes génétiques issus probablement de deux lignées glaciaires ont été détectés chez B. glandulosa en Amérique du Nord. L'étude souligne l'importance d'une approche multicritère pour décrire la diversité génétique intraspécifique lorsque les limites taxonomiques sont floues et l'importance de prendre en compte l'impact évolutif des espèces apparentées pour préserver la diversité génétique et la capacité d'adaptation dans un contexte de CC. / Birches are an important component of the northern hemisphere forest landscape. Shrub birches, currently contributing to tundra greening, are an indicator of climate change in subarctic regions. To date, these species remain poorly studied genetically and uncertainties persist regarding their taxonomy and phylogenetic relationships. The development of knowledge on the genetic diversity of northern plant species and their ability to adapt to CC will be essential to implement conservation measures. This study aimed to analyze the biogeography and genetic diversity of dwarf birch (Betula glandulosa), a shrub of the North American tundra. Sampling was conducted throughout its North American range. A multicriteria approach, based on ploidy level assessment, genomics (sampling of nuclear and chloroplast DNA regions) and morphology, was used to distinguish individuals of B. glandulosa from other birch species, due to the difficulties associated with taxonomic validation of the samples. The results revealed the presence of three distinct species and their hybrids among the samples. Analysis of nuclear and chloroplast single nucleotide polymorphisms (SNPs) revealed a long history of gene exchange between the different species and genetic clusters. Taken together, the results suggest that B. glandulosa is part of a North American shrub birch syngameon with B. pumila, B. nana, and B. occidentalis. At the intraspecific level, two genetic clusters were detected within B. glandulosa in North America originating probably from two glacial lineages. The study highlights the importance of a multicriteria approach to describe intraspecific genetic diversity when taxonomic boundaries are blurred and to consider the evolutionary impact of related species to preserve genetic diversity and adaptive capacity in a climate change context.

Les mécanismes génétiques sous-jacents au phénomène d'hybridation sont encore très peu connus, en dépit de leurs importantes implications dans les processus de spéciation, d'évolution adaptative et d'innovation agronomique. Dans cette thèse, la réponse transcriptomique des hybrides d'omble de fontaine (Salvelinus fontinalis) ainsi que les mécanismes responsables des différences des niveaux de transcrits et de la taille ont été étudiés. Dans un premier objectif, les niveaux de transcrits de 16006 ESTs entre les populations parentales (Laval, Rupert et domestique) et leurs hybrides ont été étudiés par biopuces. Les résultats révèlent de nombreux transcrits différentiellement exprimés entre les populations parentales, reflétant la réponse adaptative à leur environnement spécifique et la sélection directionnelle pour la population domestique. De plus, le niveau de transcrits est transmis de façon majoritairement additive ou hautement non-additive selon les croisements hybrides. Toutefois, la proportion de transcrits avec un niveau d'expression non-additif varie selon les croisements. Les résultats suggèrent que l'hétérosis et la dépression de croisement dépendent de la distance génétique entre les populations parentales et sont liés aux proportions de dominance et sur/sous-dominance de l'expression des gènes. En plus de l'effet direct de l'expression du génome, les effets parentaux représentent une importante source de variations chez les hybrides. Ainsi, le second objectif était de mesurer ces effets en comparant les niveaux de transcrits des croisements hybrides réciproques à l'aide des biopuces. Les résultats confirment que les effets parentaux agissent sur le transcriptome des hybrides de façon différentielle au cours du développement. L'importance de ces effets dépend de la distance génétique entre les populations parentales. Enfin, plusieurs mécanismes peuvent affecter le niveau de transcrits, notamment une différence dans les éléments régulateurs agissant en cis ou en trans. Le troisième objectif était de détecter les variations dans les éléments régulateurs agissant en cis entre les croisements hybrides pour plusieurs gènes par technique de séquençage à haut débit. Cette expérience a permis d'associer certains polymorphismes de séquences à la variation de taille entre individus. Les résultats de cette thèse montrent ainsi le rôle essentiel des différences d'architecture génétique, et notamment le rôle des différences d'architecture génétique de l'expression de gènes, dans les différences transcriptomique et phénotypique entre hybrides.

La combinaison du conte de fées et du roman policier peut sembler surprenante lorsqu’on pense aux écarts entre les deux genres et aux nombreuses règles qui les régissent. Pourtant, plusieurs auteurs ont entrepris de les combiner pour offrir des textes qui ont la particularité de reprendre des personnages et des histoires de contes de fées tout en les inscrivant dans le genre policier. C’est aux conséquences de cette hybridation transfictionnelle que ce mémoire entend s’intéresser. Plus précisément, il montre la manière dont la lecture policière est affectée par la présence au sein de l’enquête d’éléments provenant de récits merveilleux célèbres. Dans un premier temps, par une observation détaillée de l’hybridation, nous dégageons le rôle joué par chacun des genres impliqués afin de vérifier notre hypothèse selon laquelle les textes étudiés se situent davantage du côté du roman policier que de celui du conte de fées et proposent ainsi un contrat de lecture policier. Nous proposons ensuite une description de la lecture attendue par le roman policier classique avant de nous intéresser à la manière dont le caractère énigmatique du lien transfictionnel redéfinit le jeu policier dans les textes à l’étude et cherche de cette manière à accentuer la vigilance du lecteur face à l’acte de lecture qu’il est en train d’effectuer. Nous nous attardons finalement à la dimension métafictionnelle du jeu policier qui, couplé à la reprise d’éléments diégétiques des contes de fées, mène, dans les oeuvres du corpus, à un effort de dévoilement du processus de création transfictionnelle et de sa réception. / The combination of fairy tale and detective fiction may seem surprising when one thinks about the differences between the two genres, each one being structured by an important number of rules. However, several writers have undertaken to combine them and offer texts that fit characters and plot elements from fairy tales into the detective genre. This study intends to focus on the consequences of this transfictional combination. More specifically, it shows how the reading contract of the detective genre is affected by the presence of elements from famous magical stories within the investigation. First, by a detailed observation of the amalgamation process, we highlight the role played by each genre involved in order to verify our hypothesis that the texts studied are meant to be read as detective stories and thus propose the particular reading contract associated with it. We then offer a description of the reading act expected by the detective novel, described as a game, before focusing on the way in which the enigmatic nature of the transfictional link redefines the game that is being played in the texts under study and seeks this way to accentuate the reader's vigilance about the reading they are doing. Finally, we focus on the metafictional dimension of the game which, coupled with the recycling of diegetic elements from fairy tales, leads to an effort to unveil the process of transfictional creation and its reception.