Les problèmes phytosanitaires causés par les nématodes ont un impact mondial énorme au niveau économique, car ils s'attaquent aussi bien aux grandes cultures qu'aux cultures maraîchères, florales ou fruitières. Spécialiste de la culture de la pomme de terre, le nématode doré (Globodera rostochiensis) est un phytoparasite de quarantaine reconnu internationalement. Originaire d'Amérique du Sud et probablement introduit en Europe dans les années 1850, plusieurs hypothèses stipulent qu'il aurait été propagé par la suite à travers le monde à partir de ce deuxième centre d'exportation. Il a été découvert récemment au Québec en 2006 dans la région de St-Amable et dans quatre zones satellites. Ces sites infestés sont maintenant régis par de strictes réglementations de quarantaine afin d'éviter d'éventuelles introductions. Vu leur récente découverte au Québec, les nouvelles populations du nématode doré n'ont été le sujet que de très peu d'études génétiques. En conséquence, un manque de connaissances subsiste sur la structure et la diversité génétique de ces populations. Les marqueurs microsatellites ont déjà servi à déterminer la diversité et les liens génétiques entre diverses populations chez une autre espèce de nématode très proche génétiquement, le nématode à kyste pâle. Mes travaux de recherche visaient donc principalement à développer de nouveaux marqueurs microsatellites chez le nématode doré afin de génotyper diverses populations mondiales et de caractériser des liens génétiques entre elles. Douze nouveaux marqueurs microsatellites ont donc été développés afin de répondre à ces objectifs. Ils ont été employés pour le génotypage de quinze populations d'origines diverses, dont deux en provenance du Québec. À l'intérieur des populations, la plus grande diversité génétique a logiquement été observée chez les populations boliviennes, la région d'origine du nématode doré. Les deux populations québécoises se sont avérées très similaires entre elles, mais, de façon très surprenante, étaient sensiblement différentes à trois autres populations nord-américaines, celles de New York et de Colombie-Britannique. Elles se sont en fait révélées génétiquement plus proches de la population de Terre-Neuve et des populations européennes, et plus particulièrement d'une population écossaise. Selon les résultats, un minimum de deux introductions de nématode doré d'origines différentes aurait eu lieu en Amérique du Nord. Les nématodes à kyste de la pomme de terre éclosent suite à des stimulus contenus dans 1'exsudat racinaire de la plante hôte. Le deuxième objectif de mon étude était de standardiser la récolte et la conservation d'exsudat racinaire de pomme de terre pour des tests d'éclosion en laboratoire. Une dégradation de la qualité de l'exsudat racinaire a été détectée suite à sa conservation. Puisque celle-ci a été discernée à partir d'un mois chez l'un des deux réplicats, il est conseillé d'utiliser un exsudat récolté frais pour des tests d'éclosion en laboratoire. L'évaluation et la compréhension des liens génétiques unissant les populations mondiales du nématode doré permettent de mieux comprendre sa dispersion et d'éviter, dans le futur, de nouvelles introductions. Également, ces connaissances peuvent être appliquées dans les modes de contrôle de cette espèce en choisissant des méthodes de lutte adaptées aux populations. L'étude de la récolte et de la conservation d'exsudat racinaire permettra également dans de futures études d'obtenir des résultats plus fiables en ayant un exsudat standardisé.

Projet de recherche réalisé avec Bernard Angers comme directeur de maîtrise, Denis Réale en tant que co-directeur et grâce à la collaboration active d'Emmanuel Milot. / La région métropolitaine de Montréal est formée de nombreuses îles à la jonction du fleuve Saint-Laurent et de la rivière des Outaouais, isolant ainsi les populations insulaires en fonction de distances respectives ainsi que des courants. Ce système offre un contexte idéal pour évaluer l’effet de la perte d’habitat liée à la pression d'urbanisation dans un paysage métropolitain insulaire ou en situation d’archipel. La présente étude a pour objectif de comparer l’effet de la perte d’habitat sur la diversité génétique de deux serpents très distincts, Storeria dekayi et Thamnophis sirtalis. Des analyses réalisées à l’aide de marqueurs microsatellites révèlent une plus importante structure génétique entre les populations de S. dekayi (FST=0,19) qu’entre celles de T. sirtalis (FST=0,07) dans la région montréalaise. Chez les deux espèces étudiées, la majorité des populations des habitats réduits présente une richesse allélique moyenne comparable à celle observée dans les habitats plus vastes. Néanmoins, certaines populations présentent des réponses différentes, dont des traces de goulots d’étranglement, une perte de richesse allélique ou encore une importante modification des fréquences alléliques. Au niveau régional, les résultats présentent une importante perte de diversité génétique chez les couleuvres se trouvant sur le continent alors que les populations insulaires de la région montréalaise constituent désormais un réservoir de diversité génétique. Les résultats observés auprès des populations insulaires démontrent que les effets de la perte d’habitat peuvent s’avérer très spécifiques à chaque situation et que la détection de traces génétiques d’un tel phénomène peut nécessiter un contexte logistique très particulier. Un nombre croissant de publications reportent une absence de signature génétique suite à la perte d’habitat chez des oiseaux et des mammifères. Il s’agit de la première étude témoignant de ce phénomène chez les reptiles. Une note est fournie en annexe à l’intention des gestionnaires au sujet de la conservation de la couleuvre brune, S. dekayi. / The Montreal metropolitan community includes numerous islands located at the confluence of the Saint-Lawrence and Ottawa Rivers. In such a fragmented landscape, dispersal of animals is limited by the distance between islands as well as the currents. This system offers an ideal context for the study of the effects of habitat loss on the genetic diversity of animal populations located on islands or archipelagos. This study seeks to assess the effects of habitat area by comparing the organization of genetic diversity of two highly distinct snake species, Storeria dekayi and Thamnophis sirtalis. Analysis realized with microsatellite markers reveals a much stronger genetic organisation in S. dekayi (FST=0.19) than in T. sirtalis (FST=0.07) in the Montreal area. For both studied species, most populations found in reduced habitats showed similar genetic diversity to what was observed in larger habitats. Nevertheless, some populations showed different responses to the loss of habitat, including traces of genetic bottlenecks, a loss in mean allelic richness or an important alteration of their allelic frequencies. This study also reveals an important loss of genetic diversity in the continental snake populations. At the regional scale, the results reveal an important loss of genetic diversity in the continental snake populations and that the insular populations of the Montreal area now constitute a reservoir of the remnant genetic diversity. Moreover, this study not only demonstrates that the genetic response to habitat loss can be very case-specific, but also that to detect traces of such a phenomenon can require a very particular framework. A growing number of publications based on birds and mammals have reported the absence of a genetic signature following a habitat loss. This is the first study to report this phenomenon in reptiles. A note intended for managers is provided about the conservation of the Dekay’s brown snake, S. dekayi.

Les Truffes sont des champignons ascomycètes ectomycorhiziens appartenant à la famille des Tuberaceae et plus précisément au genre Tuber. On dénombre à ce jour plus d’une trentaine d’espèces de Tuber en Europe. Lors de ce travail de thèse, nous nous sommes plus précisément focalisés sur le modèle Tuber aestivum-uncinatum. Cette truffe communément appelée « Truffe de Bourgogne » présente un intérêt à la fois gastronomique et culturel.La première partie de ce travail de thèse a porté sur la clarification du statut taxonomique de la truffe de Bourgogne (Tuber uncinatum). Pour cela, nous avons utilisé une approche multi-marqueurs combinant des marqueurs génétiques couramment utilisés à l’échelle interspécifique. Nos analyses ont montré que les deux taxons Tuber aestivum (la truffe d’été) et Tuber uncinatum sont conspécifiques. Durant la deuxième partie, nous nous sommes intéressés à la diversité génétique de Tuber aestivum. Pour cela, nous avons tout d’abord développé des marqueurs microsatellites spécifiques par une approche de « direct shotgun pyrosequencing ». Cette méthode a permis le développement de 15 marqueurs microsatellites polymorphes. Nous les avons ensuite utilisés pour génotyper des individus provenant de différentes localisations en Europe. Nous avons pu identifier quatre sous populations différenciées qui ne correspondent pas, pour la majorité, à une répartition géographique. Cependant, un des clusters se différencie des autres à la fois par sa situation géographique (sud de la France) et ses caractéristiques génétiques (présence d’allèles rares). Ces résultats préliminaires pourraient indiquer l’existence d’un écotype particulier attaché à une écologie méridionale, Tuber aestivum sensu stricto.Nous nous sommes ensuite intéressés, dans la troisième partie de ce travail de thèse à la diversité aromatique de Tuber aestivum à l’échelle locale. Les résultats obtenus permettent de mettre en évidence l’existence d’une différenciation modérée entre les individus issus d’une truffière naturelle et les individus issus d’une truffière plantée. D’une saison de récolte à l’autre, une stabilité génotypique a été observée. Au niveau aromatique, seuls les composés C8 semblent être liés aux génotypes.Dans la dernière partie, nous nous sommes intéressés à l’analyse de données de récolte sur plus de trente ans au sein d’une truffière plantée de noisetiers inoculés initialement par Tuber melanosporum. Grâce à des analyses statistiques simples, nous avons pu noter les fluctuations tant en quantité qu’en poids des truffes récoltées suivant les saisons et les arbres truffiers. Il apparait que le remplacement de Tuber melanosporum par Tuber aestivum s’est fait de manière très rapide (trois ans). La disparition de Tuber melanosporum peut probablement être expliquée par la fermeture de la canopée des noisetiers, Tuber melanosporum n’appréciant pas un ombrage excessif / Truffles are ectomycorrhizal Ascomycota fungi belonging to the Tuberaceae family and more specifically to the Tuber genus. More than thirty Tuber species are currently described in Europe. In this thesis, we specifically focused on the Tuber aestivum-uncinatum model. This truffle is commonly called "Burgundy Truffle" and has a gastronomic and cultural interest.The first part of this thesis focused on the taxonomic status of the Burgundy truffle (Tuber uncinatum). For this, we used a multi-marker approach combining several genetic markers commonly used at the interspecific scale. Our analyses showed that the two taxa, Tuber aestivum (summer truffle) and Tuber uncinatum are conspecific.In the second part, we addressed the genetic diversity of Tuber aestivum. To do this, we firstly developed specific microsatellite markers by "direct shotgun pyrosequencing". This method has allowed the development of 15 polymorphic microsatellite markers. Then, we used those markers to genotype individuals from different European locations. We have identified four differentiated subpopulations that not correspond, for the majority, to a geographical distribution. However, one cluster differs from the others by its location (south of France) and its genetic characteristics (presence of rare alleles). These preliminary results may indicate the existence of a particular ecotype attached to a southern ecology: Tuber aestivum sensu stricto.We were then interested, in the third part of this thesis, to the aromatic diversity of Tuber aestivum at a local scale. Our results highlight the existence of a moderate differentiation between individuals from a natural truffle orchard and individuals from planted orchard. From one season to another, genotypic stability was observed. Only C8 volatile organic compounds seem to be related to the genotypes.In the last part, we analyzed harvesting data, over more than thirty years, from an hazelnut truffle orchard initially inoculated by Tuber melanosporum. Through simple statistical analyzes, we noted changes in both quantity and weight of truffles harvested according to the seasons and hazelnut trees. It appears that Tuber aestivum rapidly replaced Tuber melanosporum (in three years). The disappearance of Tuber melanosporum can probably be explained by the canopy closure; Tuber melanosporum not appreciating excessive shading.

Ce travail a eu pour but premier d’étudier le risque d’évolution de la résistance aux herbicides inhibiteurs de l’acétolactate synthase (ALS) chez l’ambroisie à feuilles d’armoise (Ambrosia artemisiifolia L.) à travers quatre points : (i) la pression de sélection (étude de l’efficacité d’une gamme d'herbicides inhibiteurs de l’ALS), (ii) la capacité de réponse adaptative de l’adventice (détermination de la variation de la sensibilité aux inhibiteurs de l’ALS entre plantes et mise en place d’un programme de sélection récurrente), (iii) une étude de terrain (recherche de résistance aux inhibiteurs de l’ALS au champ en France), (iv) l’étude des mécanismes de résistance (liée à la cible – RLC – et non liée à la cible – RNLC – par une approche de transcriptomique). Le second objectif fut d’étudier la connectivité des populations d’A. artemisiifolia dans des paysages agricoles à l’aide de marqueurs microsatellites développés lors de ce travail afin de déterminer les facteurs qui pourraient faciliter la dispersion de cette espèce et de la résistance à l’échelle du paysage agricole.En ce qui concerne la résistance aux herbicides :-La réponse de d’A. artemisiifolia aux herbicides inhibiteurs de l’ALS est très variable entre substances.-Des plantes ayant survécu à la dose maximale autorisée et à des doses supérieures de metsulfuron ont été sélectionnées pour débuter un programme de sélection récurrente. Après deux cycles de sélection, on observe une intensification de la résistance au metsulfuron et une émergence de la résistance à l’imazamox et au tribénuron.-Trois cas de résistance à l’imazamox ont été identifiés au champ dont deux cas de pure RNLC et un cas de coexistence RLC – RNLC.-Un transcriptome d’A. artemisiifolia a été généré grâce à la technique de séquençage PacBio pour rechercher des gènes impliqués dans les mécanismes de RNLC (approche RNAseq). 62 gènes candidats ont été identifiés dont des transporteurs ABC, des cytochromes P450 ainsi que des glutathione-S-transférases connus pour être impliqués dans la dégradation des herbicides.Pour l’étude de la connectivité des populations agricoles :-26 marqueurs microsatellites ont été développés et ont révélé une forte variabilité génétique. La structuration génétique a été étudiée à grande échelle pour des populations d’A. artemisiifolia d’Europe (aire d’invasion) et d’Amérique du Nord (aire d’origine).-À une échelle plus fine (paysage agricole), la structure génétique des populations reste influencée par les événements de colonisation. Les événements de migration qui ont été identifiés entre zones de présence de l’ambroisie suggèrent des flux de gènes (pollen/semences) et une connectivité modérés à l’échelle d’un territoire agricole. Dans les environnements agricoles, la dispersion des allèles de résistance aux herbicides pourrait se faire facilement de proche en proche via les flux de pollen, et également à plus longue distance via des dispersions de graines. Les activités anthropiques jouent un rôle majeur dans la dispersion des semences (machineries agricoles, lots de semences contaminés…).-L’analyse du système de reproduction a confirmé que cette espèce est allogame ce qui entraîne des flux de gènes intra- et inter-populations importants.Les connaissances acquises au cours de ce travail pourront aider à développer des stratégies de contrôle mieux adaptées, pour lutter efficacement contre A. artemisiifolia afin de limiter son expansion, telles que :-Des stratégies de désherbage diversifiées : combinaison de lutte mécanique (dont faux semis) et chimique (diversification des modes d’action herbicides).-Un allongement et une diversification des rotations de cultures en favorisant des cultures d’hiver et/ou des cultures couvrantes et compétitrices.Ces connaissances pourront aussi être utilisées dans la lutte contre une autre espèce adventice du genre Ambrosia, Ambrosia trifida.Mots-clés (6) : Ambrosia artemisiifolia L., ambroisies, résistance aux herbicides, / The first aim of this work was to investigate the risk for the evolution of resistance to acetolactate synthase inhibitor (ALS) herbicides in the common ragweed (Ambrosia artemisiifolia L.) through four points: (i) the selection pressure (effectiveness of a range of ALS inhibitor herbicides), (ii) the adaptive response of Ambrosia artemisiifolia (recurrent selection experiment), (iii) a resistance monitoring in fields in France, and (iv) the investigation of the mechanisms underlying herbicide resistance (target-site (TSR) and non-target-site resistance (NTSR) using transcriptomic analyses). The second aim was to study the connectivity of A. artemisiifolia populations in agricultural landscapes using microsatellite markers developed during this work, to determine factors that could facilitate the spread of this invasive weed species and the spread of herbicide resistance.In regards to herbicide resistance:-The sensitivity of A. artemisiifolia to ALS-inhibiting herbicides is variable between active ingredients.-Plants that survived the French maximum authorized field rate and higher rates of metsulfuron were selected to implement a recurrent breeding program. After two selection cycles, the resistance level to metsulfuron increased and resistance to imazamox and tribenuron emerged.-Three cases of imazamox resistance were identified in the field, including two cases of pure NTSR and one case of TSR - NTSR coexistence.-A transcriptome for A. artemisiifolia, AMBELbase, was generated using the PacBio sequencing technology to search for genes involved in NTSR mechanisms (RNAseq approach). 62 candidate contigs were identified including ABC transporters, cytochromes P450 and glutathione S-transferases known to be involved in the degradation of herbicides.In regards to population connectivity:-26 microsatellite markers were developed and revealed high genetic variability. Genetic structuring has been studied on a large scale for populations of A. artemisiifolia from Europe (invasion range) and North America (native range).-On a finer scale (agricultural landscape), the genetic structure of populations was influenced by colonization events. Migration events detected among the areas colonized by A. artemisiifolia suggested moderate pollen/seed flows and connectivity at the farmland scale. In agricultural environments, herbicide resistant alleles could be easily spread among neighbouring populations via pollen flow, and also at longer distances via seed dispersal. Human-related activities play a major role in the dispersal of seeds (agricultural machinery, contaminated seed lots, etc.).-The mating system analysis confirmed that A. artemisiifolia is an obligate outcrossing species which leads to important intra- and inter-population gene flow.The knowledge acquired during this work may help to foster the development of better management strategies to effectively control A. artemisiifolia to limit its spread, such as:-Diversified weed control strategies: combination of mechanical (including false-seed) and chemical weeding (diversification of herbicide modes of action).-Longer diversified crop rotations including more winter crops and/or cover and competitive crops to break the life cycle of A. artemisiifolia.These knowledge may also be used to better control of another weed species of the genus Ambrosia, Ambrosia trifida L.

Les changements globaux récents affectent la physiologie, la distribution et la phénologie des espèces, ainsi que la dynamique des populations et les interactions entre espèces. Les interactions plantes-pollinisateurs sont particulièrement menacées par les changements globaux et la perturbation de ces interactions peut avoir des conséquences importantes sur le système de reproduction des espèces végétales. Dans ce contexte des changements globaux, nous avons déterminé les cortèges de visiteurs de Rhododendron ferrugineum le long de gradients environnementaux et étudié comment la variabilité de leur efficacité affectait le système de reproduction de cette espèce. Nous nous sommes également intéressés à l’histoire biogéographique de cette espèce et comment elle a répondu à des changements passés tels que les dernières glaciations. Nous avons mis en évidence que R. ferrugineum est visité par une large diversité d’espèces d’insectes. L’efficacité des cortèges de visiteurs varie le long de gradients environnementaux mais ne semble pas avoir un impact sur le système de R. ferrugineum. Cette espèce présente un système mixte de reproduction, avec une capacité à l’autofécondation mais les taux élevés de dépression de consanguinité limitent le développement des individus issus d’autofécondation. Cette forte dépression de consanguinité a permis un maintien relativement élevé de la diversité génétique dans les Pyrénées. Un tel niveau de dépression de consanguinité ne permet pas l’évolution de l’autofécondation et maintient ainsi le système mixte de reproduction chez R. ferrugineum. La capacité d’autofécondation de R. ferrugineum pourrait lui permettre de coloniser de nouveaux milieux ou de survivre aux changements globaux. Durant les dernières glaciations, R. ferrugineum a survécu dans de grands refuges de basse altitude ainsi que dans des nunataks (refuges de haute altitude). Quelques populations marginales présentent un taux significatifs de consanguinité (FIS> 0) et des niveaux de diversité génétique particulièrement faibles. Ce patron génétique est consistant avec des évènements de fondation accompagnés de perte de diversité génétique et d’hétérozygotie durant les périodes d’expansion de l’aire de répartition de l’espèce. Ces données suggèrent que la dépression de consanguinité dans ces populations devait être faible et que l’assurance reproductive a joué un rôle fondamental dans l’établissement de ces populations. / Recent global changes affect the physiology, distribution and phenology of species, also they impact population dynamic and interactions among species. Plantpollinators interactions are particularly threated by global changes and perturbations of these interactions may lead to important changes in plant mating system. In this context of globalchanges, we determined the pollinator assemblages of Rhododendron ferrugineum and howthe variability of their efficiencies affects the mating system. We also studied thebiogeographic history of R. ferrugineum and how it responds to past climatic changes.We have shown that R. ferrugineum is visited by a large variety of insects. Visitorassemblages efficiency varied along environmental gradients but did not seem to impact themating system of R. ferrugineum. This species presents a mixed mating system, indeed it isable to self-fecundate but high levels of inbreeding depression are limiting the development of self-fecundate descendants. High levels of inbreeding depression maintain high genetic diversity in the Pyrenees. Also, it did not allow the evolution of selfing and maintain a mixed mating system. The ability to self-fecundate may favor the colonization of new habitats.During the last glaciation, R. ferrugineum survived in large lowland refugia and in nunataks at high altitude. Some marginal populations present a high level of selfing (FIS> 0) and low genetic diversity. This genetic pattern is consistent with foundation events and loss of genetic diversity and heterozygosity along colonization rods. Our data suggest that inbreeding depression in these populations should have been low and the reproductive assurance played akey role in the establishment of these populations.

La résilience des agricultures subsahariennes face aux perturbations environnementales et socio-économiques repose en partie sur le maintien des diversités spécifique, variétale et génétique présentes au sein des agrosystèmes, mais aussi sur la préservation du droit pour les cultivateurs de reproduire et d'échanger librement les semences et les savoirs relatifs aux variétés. Pourtant, peu de données sont réellement disponibles sur la circulation effective des semences et les mécanismes modulant les flux de gènes et les introgressions génétiques entre variétés cultivées dans les agrosystèmes sahéliens. Chez le mil en particulier, il n’existe que des données très parcellaires sur les relations entre la diversité de la plante d’une part et la diversité socio-culturelle des agriculteurs d'autre part. Dans la première partie je me suis intéressé aux interactions entre l’organisation en groupes socio-culturels des agriculteurs et la structure génétique des populations de mil dans le bassin du lac Tchad. Les analyses de la diversité génétique suggèrent l’existence d’une barrière sociale à la diffusion des gènes sur l’ensemble de cette région. Néanmoins ces barrières ne sont pas suffisantes pour empêcher les introgressions génétiques entre populations cultivées par des agriculteurs appartenant à des groupes ethnolinguistiques différents. Dans le deuxième chapitre, je me suis intéressé au rôle des processus d’adaptation locale sur la circulation des gènes. Les résultats m’ont conduit à proposer l’hypothèse selon laquelle les flux de gènes entre types nommés précoces et tardifs sont plus importants dans les régions du nord où la pluviométrie est faible. Enfin dans le troisième chapitre j’ai quantifié la diversité biochimique des grains de mil de plusieurs variétés de mil, dont les usages culinaires varient selon les groupes ethnolinguistiques ou dont les qualités gustatives sont appréciées différemment. J’ai utilisé pour cela une approche combinée de protéomique et de métabolique. Parmi les 1072 spots protéiques quantifiés seulement 7 permettent de distinguer les types nommés photopériodiques des types nommés non ou peu photopériodiques. Les données de métabolomique suggèrent la présence de champignons, qui pourraient être des endophytes, dans certains des échantillons analysés. / The resilience of sub-Saharan farming systems to environmental and socioeconomic disturbances is partly based on the maintenance of agro-biodiversity, but also on preserving the right for farmers to reproduce and freely exchange seeds and related knowledge. However, few data are actually available on effective seed flow and on mechanisms modulating gene flow and genetic introgression between landraces grown in Sahelian farming systems. For pearl millet especially, there are only very few data on the relationship between diversity of this crop on the one hand and the socio-cultural diversity of farmers on the other hand. In the first part of my thesis, I was interested in assessing a potential relationship between ethnolinguistic diversity and population genetic structure of pearl millet in the Lake Chad Basin. Analysis of molecular polymorphisms suggests the existence of social barrier to seed flow among ethnolinguistic groups. However, these barriers are not sufficient to prevent genetic introgression between pearl millet populations cultivated by farmers belonging to different ethno-linguistic groups. In the second chapter, I focused on the role of local adaptation on gene flow. The results led me to propose the hypothesis that gene flow between early and late landraces are higher in the northern regions where rainfall is weak. Finally in the third part, I have quantified the biochemical compound of pearl millet seeds belonging to different varieties that show different uses or culinary preferences among farmers belonging to different ethnolingiuistic groups. I used a combined approach of proteomics and metabolics. Among the 1072 protein spots quantified only 7 distinguish the very photoperiodic non photoperiodic landrace. Metabolomics data suggest the presence of fungi, possibly endophytes, in some of the samples analyzed.

La dispersion, caractérisée par les mouvements d’individus dans l’espace et dans le temps, conduit à la production d’un flux de gènes et permet la connectivité des populations. Comprendre les facteurs qui façonnent les flux de gènes et la structuration des populations est d’une importance capitale pour améliorer les pratiques de gestion et de conservation des espèces. Celles caractérisées par une anadromie facultative, telles que la truite commune (Salmo trutta L.), sont des modèles de choix pour étudier le rôle de la diversité écotypique et comportementale, sous l’effet des activités anthropiques, sur le fonctionnement des populations. En utilisant la génétique des populations cette thèse se propose donc d’analyser la structuration des populations de la truite commune dans le fond du Golfe de Gascogne mais également de déterminer l’influence combinée de la dispersion de la truite de mer, de son comportement reproducteur et des activités anthropiques (repeuplements, transport de reproducteur) sur leur fonctionnement. Cette thèse aborde également la contribution des populations de truites communes (via leur origine natale) au stock de truites de mer capturées par la pêche professionnelle, sur le même site d’étude, en couplant de la génétique des populations et de la microchimie des otolithes. Nos résultats montrent une structuration génétique forte des populations de truite commune avec la présence de sept populations distinctes dans le bassin de l’Adour. Ceci semble être en partie expliqué par un comportement marqué de fidélité au site de naissance des truites de mer, couplé à un mouvement directionnel de celles-ci du sud (Espagne) vers le nord qui ne semble pas résulter en une dispersion effective (i.e. mouvement suivi d’une reproduction). En outre, les repeuplements récents, semblent impacter faiblement la structuration génétique des populations sauvages. Certains flux de gènes détectés localement semblent être dus à d’autres activités anthropiques, telles que le transport de reproducteurs. Les truites de mer capturées par la pêche professionnelle proviennent majoritairement de la population du gave d’Oloron et peu des populations des Nives et du Gave de Pau. La raison pourrait se trouver en premier lieu dans le fait que le Gave de Pau est fortement impacté par la présence de barrières à la migration et en second lieu dans les différences phénotypiques (taille plus petite) présentées par les truites de mer des Nives, par rapport à celle des gaves. Ceci suggère donc une différenciation de cette population et peut expliquer que la pêche professionnelle les capture dans une moindre proportion. Cette thèse a d’autre part pu démontrer les difficultés dans l’assignation d’une origine natale via la génétique lorsque les signatures génétiques sont relativement proches. Elle confirme l’utilité d’un couplage génétique des populations - microchimie des otolithes pour assigner des individus à leur origine natale à une échelle plus fine que le bassin. Les résultats obtenus au cours des trois années de thèse ont permis la détermination de populations génétiquement distinctes dont l’une contribue très largement à l’activité de pêche professionnelle. Ces populations peuvent être considérées comme de potentielles unités de gestion qui pourront servir de base à l‘élaboration de plans de gestion et de conservation. La meilleure compréhension de la biologie et du fonctionnement de la truite commune, et de l’impact des activités anthropiques sur la structuration des populations, acquise lors de cette thèse, pourra également permettre d’améliorer la prise de décisions des gestionnaires locaux pour la conservation et la gestion des populations de truites communes. / Dispersal, characterized by the movements of individuals in space and time leading to gene flows, allows populations to connect. Understanding factors shaping gene flow and population structure is vital to improve management and conservation practices of species. Those characterized by a partial anadromy, such as brown trout (Salmo trutta L.), are models of choice to study the role of ecotypic and behavioral diversity, under anthropic activities on population functioning. By using population genetics, this theses proposes to analyse population structure of brown trout in the Bay of Biscay, but also to determine the combined influence of sea trout dispersal, its reproductive behavior, and anthropic activities (stocking, transport of spawners) on their functioning. This thesis also addresses the contribution of brown trout populations (natal origin) on sea trout stock captured by professional fisheries, on the same study site, by coupling population genetics and otolith microchemistry. Results show a strong hierarchical structure of Brown trout population with seven distinct population detected in Adour basin. This seems to be explained a high site fidelity movement of sea trout together with a directional movement of sea trout from South (Spain) to North. This directional movement did not result into effective dispersal (i.e. movement followed by reproduction). Furthermore, a limited contemporary impact of stocking on genetic structure of wild population is observed. A few cases of inter-population gene flow detected seems to be explained by wild population management, particularly transport of spawners. The majority of sea trout captured by professional fisheries come from Gave d’Oloron and few from Nives and Gave de Pau. The reason is that Gave de Pau is impacted by migration barriers. And also that sea trout from Nives have phenotypic differences (smaller length) from sea trout originated from gaves. This suggest a differentiation of this population and can explained that professional fisheries capture them in smaller proportion.On the other hand, this thesis have been shown the difficulties to assign natal origin by using genetics when population are closed genetically. This confirm the usefulness to coupling population genetics and otolith microchemistry together to assign individuals to their natal origin at a finer scale than basin.Results obtained during these three years of thesis have made it possible the determination of distinct populations one of which contribute in majority of professional fisheries activities. These populations can be considered like potential management units (MUs) which could serve as basis in the elaboration of conservation and management plans. The better understanding of brown trout biology and functioning, and the impact of anthropic activities on population structure, obtained in this thesis, can also improve the decision-making of local managers for brown trout population conservation and management.

L’huître creuse, Crassostrea gigas, est une espèce dont la production aquacole représente un intérêt économique tant au niveau mondial qu’aux niveaux européen et français. Cependant, cette espèce subit des mortalités estivales enregistrées dès le début du 20ème siècle et, depuis 2008, ce phénomène s’est amplifié et menace essentiellement les huîtres juvéniles. La production aquacole d’huître creuse subit les conséquences de ces mortalités massives ; c’est pourquoi ce phénomène est étudié depuis de nombreuses années. En France, la bactérie Vibrio splendidus et le virus Ostreid Herpes Virus 1 (OsHV-1) sont le plus souvent associés aux épisodes de mortalités massives d’huîtres creuses juvéniles et il a été démontré que les individus sélectionnés pour leur résistance aux mortalités estivales étaient capables de ralentir l’augmentation de la charge virale en OsHV-1 dans leurs tissus puis de la faire régresser. Ces mêmes individus présenteraient également un effort reproducteur plus modeste que des individus sélectionnés pour leur sensibilité aux mortalités estivales. Ce travail de thèse s’inscrit dans ce contexte et a donc eu pour principal objectif d’améliorer la connaissance de l’architecture génétique de la reproduction de C. gigas en identifiant des régions du génome ou QTLs (Quantitative Trait Loci) impliquées dans l’effort reproducteur et de mettre en évidence d’éventuelles relations génétiques entre survie et reproduction, des QTLs impliqués dans la survie ayant déjà été détectés. Afin de caractériser l’effort reproducteur, il a été nécessaire de développer un ensemble de nouveaux outils. D’un point de vue biologique, 21 familles F2 ont été produites à partir des lignées sélectionnées pour leur réponse contrastée aux mortalités estivales. D’un point de vue moléculaire, de nouveaux marqueurs SNP (Single Nucleotide Polymorphism) ont été développés afin d’augmenter la densité de la carte génétique déjà disponible pour C. gigas. D’un point de vue technique, l’Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) a permis d’observer la gamétogenèse de 300 individus d’une même famille F2 au cours de huit sessions réparties sur deux années alors que les études précédentes étaient limitées à une observation ponctuelle; les méthodes classiques d’observation de la gamétogenèse entrainant nécessairement la mort des animaux. Une forte corrélation a été mise en évidence entre les observations par IRM et par la méthode classique de l’histologie. En plus de l’estimation du rapport gonado-somatique (indice traditionnellement utilisé pour caractériser l’effort reproducteur), l’IRM a également permis d’observer des variations individuelles de la cinétique de la gamétogenèse ainsi que des différences entre les mâles et les femelles; le sexe étant identifiable sur les images obtenues par IRM. Parallèlement, 300 individus de deux autres familles F2 ont été sacrifiés pour estimer le rapport gonado-somatique par histologie. Cette approche a ainsi permis de détecter des QTLs impliqués dans de nombreux traits concernant la gamétogenèse. Des individus provenant des trois familles F2 caractérisés pour l’effort reproducteur ont été caractérisés pour la survie à un épisode de mortalités estivales. Cette étude a permis de détecter des QTLs impliqués dans le caractère « survie ». Ces QTLs correspondent, pour certains, à ceux détectés au cours d’une étude précédente. De plus, ces QTLs sont parfois colocalisés avec des QTLs impliqués dans l’effort reproducteur. Bien que la reproduction de l’huître creuse soit un caractère complexe à suivre, les nouveaux outils utilisés au cours de ce travail de thèse ont permis d’acquérir de nouvelles connaissances. Le séquençage du génome complet de Crassostrea gigas ainsi que les nouvelles méthodes de séquençage pourront peut-être permettre d’affiner les régions QTLs détectées. / The Pacific oyster, Crassostrea gigas, is a major aquacultured species whose production represents an economic interest at worldwide, european and french levels. However, this species undergoes summer mortalities recorded from the beginning of the 20th century and, since 2008, this phenomenon increased and threatens mainly juvenile oysters. Aquaculture production of oysters suffers consequences of mass mortalities, that’s why this phenomenon has been studied for many years. In France, the bacterium Vibrio splendidus and the Ostreid virus Herpes Virus 1 (OsHV-1) are often associated with mass mortality outbreaks of juveniles oysters and it was demonstrated that selected individuals for resistance to summer mortality were able to slow the increasing in viral load OsHV-1 in their tissues and then to decline it. These same individuals also present a lighter reproductive effort than individuals selected for their sensitivity to summer mortality. In this context, this study aimed to improve the knowledge of genetic architecture of reproduction of C. gigas by identifying some regions of the genome called QTLs (Quantitative Trait Loci) involved in reproductive effort and highlighting possible genetic relationships between reproduction and survival; QTLs involved in survival being already detected. To characterize the reproductive effort, it was necessary to develop a set of new tools. From a biological point of view, 21 F2 families were produced from lines selected for their contrasting response to summer mortality. From a molecular point of view, new SNPs (Single NucleotidePolymorphism) were developed to increase density of the genetic map already available for C. gigas. On a technical point of view, Magnetic Resonance Imaging (MRI) allowed to observe the gametogenesis of 300 individuals of the same family F2 during eight sessions over two years while previous studies were limited to a one-time observation because of the conventional methods of observation of gametogenesis leading necessarily to the death of the animals. A strong correlation was found between observations by MRI and observations by the conventional method of histology. In addition to the estimation of gonadic index (index traditionally used to characterize there productive effort), MRI also revealed individual variations in kinetics of gametogenesis and differences between males and females, the sex being identifiable on MRI images. In parallel, 300 individuals from two F2 families were sacrificed to estimate the gonadic index by histology. This approach enabled the detection of QTLs involved in many gametogenesis traits. Individuals from the three families characterized for F2 reproductive effort were characterized for survival during a summer mortality outbreak. This study was able to detect QTLs involved in the trait "survival". These QTLs correspond to some of those detected in a previous study. In addition, these QTLs are often collocated with QTLs involved in reproductive effort. Although there production of the Pacific oyster is a complex trait to follow, the new tools used in this thesis allowed acquiring new knowledges. The sequencing of genome of Crassostrea gigas and Next-Generation Sequencing technologies may be able to help to refine the detected QTL regions.

Pentadesma butyracea Sabine est l’une des quatre espèces du genre Pentadesma endémique de l’Afrique. Elle est distribuée de la Sierra Léone au Gabon dans deux grands types d’habitats :les forêts denses humides discontinues du domaine guinéo-congolais (Haute- et Basse-Guinée) et le domaine soudanien du couloir sec du Dahomey (assimilé à une barrière à l’échange de gènes et d’espèces entre les deux blocs guinéo-congolais). Dans ce dernier, l’espèce se retrouve dans des galeries forestières et occupe une place capitale dans le développement socio-économique des communautés locales en raison des multiples biens et services que procurent ses produits (alimentation, médecine et pharmacopée traditionnelle, etc.). Cependant, des pressions d’origines multiples, telles que le ramassage des graines pour fabriquer du beurre, la fragmentation de l’habitat et sa destruction en faveur du maraîchage, les pratiques culturales inadaptées, les incendies, font peser de lourdes menaces sur l’espèce.<p>Le but de ce travail est d’acquérir les connaissances requises pour la conservation et la gestion durable des ressources génétiques de l’espèce. Trois objectifs ont été définis :(i) étudier la phylogéographie de l’espèce, (ii) étudier sa variabilité morphologique et génétique au Bénin et (iii) caractériser sa biologie de reproduction. En amont de ces travaux, nous avons développé onze marqueurs microsatellites nucléaires chez P. butyracea (chapitre 2). Ils ont été utilisés pour l’étude de la phylogéographie et la diversité génétique de P. butyracea (chapitres 3 et 5), ainsi que pour étudier la dépression de consanguinité et les paramètres de son système de reproduction (chapitre 7).<p>La caractérisation de la répartition spatiale des lignées génétiques de régions intergéniques de l’ADN chloroplastique et de l’ADN ribosomal (ITS) a détecté deux lignées génétiques allopatriques entre le Haut et le Bas-Guinéen, indiquant une forte différenciation génétique et un signal phylogéographique. L’analyse des microsatellites détecte trois pools géniques correspondant aux trois régions étudiées (Haute Guinée, Dahomey Gap et Basse Guinée). La diversité génétique est faible dans le Dahomey Gap, modérée dans le Haut-Guinéen et élevée dans le Bas-Guinéen. Ces résultats indiquent une séparation très ancienne des populations d’Afrique centrale et d’Afrique de l’ouest, alors que celles du Dahomey Gap pourraient résulter des forêts denses humides de l’Afrique de l’ouest lors de la période Holocène humide africaine. Dans ce couloir sec, les populations ont subi une forte dérive génétique, potentiellement due à des évènements de fondation. Au Bénin, deux groupes éco-morphologiques ont été détectés suivant un gradient nord-sud, contrastant avec deux pools géniques présentant une distribution est-ouest. <p>P. butyracea est une espèce auto-compatible majoritairement allogame. La corrélation de paternité est plus élevée aux niveaux intra-fruit vs. inter-fruits, et au sein d’une population de petite taille vs. de grande taille. Les principaux pollinisateurs au Bénin sont deux oiseaux (Cyanomitra verticalis, Cinnyris coccinigastrus) et trois abeilles (Apis mellifera, Meliponula togoensis, Hypotrigona sp.). La productivité totale en fruits augmente en fonction de l’âge de l’arbre et varie en fonction de l’année, atteignant un pic pour les arbres ayant un diamètre de 60-80 cm. Les graines sont récalcitrantes et ont une teneur en eau de 42.5 ± 2.9 %. <p>L’analyse des paramètres de reproduction et de diversité génétique, associés aux facteurs écogéographiques, nous a permis de proposer un échantillon de neuf populations représentatives de la diversité à l’échelle du Bénin, dans la perspective d’une conservation in situ. Le succès de celle-ci dépendra des efforts conjugués des communautés locales, de la recherche forestière et de la définition d’un cadre législatif par le politique pour la protection des habitats. La conservation ex situ est envisagée sous forme d’un verger rassemblant diverses origines, présentant l’intérêt supplémentaire de permettre d’étudier les contributions de la diversité génétique et de la plasticité phénotypique à la variation phénotypique. / Pentadesma butyracea Sabine is one of the four species of the endemic genus Pentadesma in Africa. The species is distributed from Sierra Leone to Gabon in two major types of habitats: the discontinuous and dense Guineo-Congolian rainforests (Upper and Lower Guinea) and the Sudanian domain of the dry corridor of Dahomey (considered as a barrier to the exchange of genes and species between Upper and Lower Guinea). In the latter, the species is found in gallery forests and plays a vital role in the socio-economic livelihood of local communities due to the various resources and services that provide its products (food, medicine and traditional, etc.). However, pressure from many sources including the collection of seeds to make butter, habitat fragmentation and its destruction for market gardening, inadequate agricultural practices, fires, are serious threats to the species.<p>The aim of this work was to acquire appropriate knowledge for the conservation and sustainable management of genetic resources of the species. Three objectives were defined (i) study the phylogeography of the species; (ii) evaluate its morphological and genetic variability in Benin; and (iii) characterize its reproductive biology. In a preliminary work, eleven nuclear microsatellite markers of P. butyracea were developed (Chapter 2). They were used for the study of phylogeography and genetic diversity of P. butyracea (chapters 3 and 5), and to study the inbreeding depression and parameters of its breeding system (Chapter 7).<p>The characterization of the genetic lineages and their spatial distribution using intergenic regions from chloroplast DNA and ribosomal DNA (ITS) region detected two allopatric genetic lineages between Upper and Lower Guinea, indicating a high genetic differentiation and a phylogeographic signal. Microsatellite markers allowed us to detect three genepools matching with the three studied regions (Upper Guinea, Dahomey-Gap and Lower Guinea). Genetic diversity was low in the Dahomey Gap, moderate in Upper Guinea and high in Lower Guinea. These results indicate an ancient separation of populations from Central and West Africa, while those from Dahomey Gap could originate West African rainforests (Upper Guinea) during the African humid Holocene period. In this dry corridor, populations experienced high genetic drift, possibly due to founding events. In Benin, two eco-morphological groups were detected following a north-south gradient, contrasting with two gene pools presenting an east-west distribution.<p>Pentadesma butyracea is a self-compatible, mainly allogamous species. The correlation of paternity was higher within-fruit vs. among-fruits, and in population of small size vs. large size. The main pollinators in Benin are two birds (Cyanomitra verticalis, Cinnyris coccinigastrus) and three bees (Apis mellifera, Meliponula togoensis, Hypotrigona sp.). Total productivity in fruit increases with tree age and varies yearly, reaching a peak for trees of 60-80 cm of diameter class. Seeds are recalcitrant (i.e. they cannot be conserved at low temperature), having a water content of 42.5 ± 2.9% at maturity.<p>The analysis of reproduction and genetics parameters, associated with eco-geographic factors, enabled us to select nine populations representative of the diversity in Benin, from the perspective of in situ conservation. The success of the latter will depend on combined efforts of local communities, forest research and an adequate legislative framework for the protection of habitats. Ex situ conservation is envisaged as an orchard assembling various origins, and would have the additional advantage of allowing to study the contribution of genetic diversity and phenotypic plasticity to phenotypic variation. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished