L'inférence phylogénomique cherche à combiner le signal évolutif induit par un ensemble de gènes dans le but de construire un unique arbre phylogénétique.<br />Elle peut être décomposée en trois grandes familles méthodologiques: la combinaison basse, qui s'appuie sur la concaténation des différents gènes, la combinaison haute, qui considère l'ensemble des arbres inférés à partir de chaque gène, et la combinaison moyenne, qui encode les différents signaux phylogénétiques puis combine ces différents encodages.<br />Une méthode d'inférence d'arbre est ensuite appliquée sur le résultat de la combinaison.<br /><br />Cette thèse développe de nouveaux scénarios d'inférence phylogénomique, principalement basés sur l'estimation de distances évolutives entre chaque paire de taxons.<br />Elle propose une nouvelle méthode de combinaison moyenne, nommée SDM, qui considère les matrices de distance estimées à partir de chaque gène et qui les combine en une unique supermatrice de distance.<br />Cette dernière pouvant parfois contenir des distances manquantes, cette thèse décrit également de nouveaux algorithmes, nommés NJ*, UNJ*, BioNJ* et MVR*, permettant d'inférer très rapidement un arbre à partir d'une matrice de distance complète ou incomplète.<br />De nombreuses simulations ont permis d'observer les bonnes performances de ces nouvelles méthodes de distance.<br />Initialement développées pour la combinaison moyenne, elles permettent toutefois d'améliorer significativement les résultats de certaines approches standards en combinaison basse, et représentent une alternative efficace à MRP, la plus utilisée des techniques de combinaison haute, en termes de fiabilité et de rapidité.<br />La taille des jeux de données phylogénomiques étant de plus en plus importante, les méthodes développées dans cette thèse constituent ainsi des outils de choix pour construire l'Arbre de la Vie.

Dans le côlon humain, le genre Faecalibacterium est le membre principal du groupe Clostridium leptum et comprend le deuxième genre représentatif le plus commun dans les échantillons fécaux, après Clostridium coccoides. Il a été reconnu comme une bactérie importante favorisant la santé intestinale et est aujourd'hui considéré comme un probiotique de prochaine génération. Jusqu'à récemment, on croyait qu'il n'y avait qu'une seule espèce dans ce genre, mais depuis 2012, certaines études ont commencé à suggérer l'existence de deux phylogroupes dans le genre. Cette nouvelle proposition de reclassification dans ce genre augmente l'importance de nouvelles études, toutes souches confondues, pour mieux comprendre la diversité, les interactions avec l'hôte et les aspects sécuritaires dans son utilisation comme probiotique. Brièvement, dans ce travail, nous introduisons les analyses de génomique comparative au genre Faecalibacterium en effectuant une étude phylogénétique profonde et en évaluant les aspects de sécurité pour son utilisation comme probiotique. Les analyses phylogénétiques comprenaient non seulement l'utilisation classique du gène de l'ARNr 16S, mais aussi l'utilisation de 17 génomes et techniques complets comme le typage de séquence multi-locus (wgMLST), l'identité nucléotidique moyenne (ANI), le synténie génique et le pangénome. C'est aussi le premier travail à combiner une analyse du développement du pangénome avec l'analyse ANI afin de corroborer l'attribution de souches à de nouvelles espèces. Les analyses phylogénétiques ont confirmé l'existence de plus d'une espèce dans le genre Faecalibacterium. De plus, l'évaluation de la sécurité impliquait (1) la prédiction des régions acquises horizontalement (îlots de résistance aux antibiotiques, îlots métaboliques et régions phagiques), (2) la prédiction des voies métaboliques, (3) la recherche de gènes liés à la résistance aux antibiotiques et des bactériocines. Ces analyses ont identifié des îlots génomiques dans tous les génomes, mais aucun d'entre eux n'est exclusif à une souche ou à une génospécie. En outre, ont été identifiés 8 gènes liés aux mécanismes de résistance aux antibiotiques répartis entre les génomes. 126 voies métaboliques ont été prédites et parmi certaines ont été mises en évidence: la dégradation du bisphénol A, le métabolisme du butanoate et la biosynthèse de la streptomycine. En outre, nous avons étudié le contexte génomique d'une protéine (molécule anti-inflammatoire microbienne - MAM) décrite pour la première fois par notre groupe. Cette recherche montre que la MAM apparaît proche des gènes liés au processus de sporulation et, dans certaines souches, proche d'un transporteur ABC. / Within the human colon, the genus Faecalibacterium is the main member of the Clostridium leptum cluster and comprises the second-most common representative genus in fecal samples, after Clostridium coccoides. It has been recognized as an important bacterium promoting the intestinal health and today is considered as a potential next generation probiotic. Until recently, it was believed that there was only one species in this genus, but since 2012, some studies have begun to suggest the existence of two phylogroups into the genus. This new proposition of reclassification into this genus increases the importance of new studies, with all strains, to better understand the diversity, the interactions with the host and the safety aspects in its use as probiotic. Briefly, in this work we introduce the comparative genomics analyzes to the genus Faecalibacterium performing a deep phylogenetic study and evaluating the safety aspects for its use as a probiotic. The phylogenetic analyzes included not only the classical use of 16S rRNA gene, but also the utilization of 17 complete genomes and techniques like whole genome Multi-Locus Sequence Typing (wgMLST), Average Nucleotide Identity (ANI), gene synteny, and pangenome. Also, this is the first work to combine an analysis of pangenome development with ANI analysis in order to corroborate the assignment of strains to new species. The phylogenetic analyzes confirmed the existence of more than one species into the genus Faecalibacterium. Moreover, the safety assessment involved the (1) prediction of horizontally acquired regions (Antibiotic resistance islands, Metabolic islands and phage regions), (2) prediction of metabolic pathways, (3) search of genes related to antibiotic resistance and (4) search of bacteriocins. These analyzes identified genomic islands in all genomes, but none of than are exclusive to one strain or genospecies. Also, were identified 8 genes related to antibiotic resistance mechanisms distributed among the genomes. 126 metabolic pathways were predicted and among than some were highlighted: Bisphenol A degradation, Butanoate metabolism and Streptomycin biosynthesis. In addition, we studied the genomic context of one protein (Microbial Anti-inflammatory Molecule - MAM) first described by our group. This investigation shows that MAM appears close to genes related to sporulation process and, in some strains, close to an ABC-transporter.

Les bactéries magnétotactiques (MTB) appartiennent à différents phyla procaryotes et ont la capacité de synthétiser des magnetosomes (cristaux de magnétite entourés par une membrane). Durant la thèse, nous avons procédé à l’analyse génomique de 2 bactéries magnétotactiques: Magnetospira sp. QH-2 et Magnetococcus MO-1. La synthénie et la correlation génique des gènes impliqués dans la formation des magnétosomes montrent que l'insertion de cet îlot chez QH-2 a eu lieu après la divergence entre les Magnetospirillum sp et Magnetospira sp. L'analyse comparative a mis en évidence trois groupes distincts de MTB : Groupe I, comprenant les souches Magnetospirillum spp. et Magnetospira; Groupe II avec MO-1 et M. marinus MC-1 et le Groupe III, avec D. magneticus RS-1. QH-2 montre aussi une évolution adaptative distincte par comparaison aux souches marines ou d'eau douce. L'analyse comparative des réseaux métaboliques révèle une très grande similitude intra-Groupe et une importante variabilité inter-Groupe. Cela est probablement dû aux enzymes impliqués dans les voies métaboliques anoxiques, qui représentent ainsi la contrainte à une distribution taxonomique large des MTB. Ces enzymes permettent ainsi de prédire le phénotype métabolique nécessaire à la production des magnétosomes. Différentes analyses (des protéines ribosomales au genome entier) indiquent une composition taxonomique chimérique des gènes de MO-1 et MC-1, et peut représenter une nouvelle lignée taxonomique chez les Protéobactéries. J’ai aussi participé à l'analyse des génomes de deux bactéries piezophiles, d’une bactérie photosynthétique pourpre et l’analyse phylogénomique des tyrosine-Kinases bactériennes. / Magnetotactic bacteria (MTB) are a diverse group of aquatic prokaryotes, which synthesize membrane-Enclosed magnetic crystals known as magnetosomes. In this thesis, the genome sequences of two marine MTB strains, Magnetospira sp. QH-2 and magneto-Ovoid strain MO-1 were analyzed. The magnetosome gene cluster synteny and mam gene correlation indicate that the insertion of the magnetosome island into QH-2 chromosome occurred after divergence between freshwater and marine magnetospirilla. Comparative genomic analysis revealed three distinct groups of sequenced MTB strains: Group I with Magnetospirillum spp. strains and Magnetospira strain, Group II with MO-1 strain and M. marinus MC-1, and Group III including Desulfovibrio magneticus RS-1. In addition, it shows an adaptive evolution of two marine MTB strains to marine sediments in comparison with closely related freshwater species. Moreover, comparative metabolic network analysis reveals high level of intra-Group similarity and inter-Group variety in MTB. With anoxic network enzymes, potential “MTB” strains are predicted, and are consistent with recently isolated MTB strains. It suggested that the anoxic metabolic network might be one restricted constraint for MTB distribution in bacterial lineages. Interestingly, analyses from ribosomal proteins to the whole MTB genome strongly support a taxonomic chimeric nature of MO-1 and MC-1 genes, and may represent a novel Proteobacteria lineage. Additionally, I also participate to genome analyses of piezophilic Desulfovibrio and Phaeospirillum molischianum strains as well as genome-Wide analysis of bacterial tyrosine kinases.

Du fait de la complexité des processus de spéciation, l'étude des relations évolutives entre espèces nécessite une approche intégrative. Nous avons combiné croisements expérimentaux et études moléculaires (séquençage mitochondrial et RAD-seq) pour étudier les relations évolutives entre espèces indigènes et introduites du genre Ciona, en Europe. Nous avons examiné deux mécanismes post-zygotiques restant à explorer pour expliquer l'absence d'introgression de C. robusta et C. intestinalis dans leur zone de sympatrie en Manche : 1) la contre-sélection des hybrides par l'environnement (température et salinité) et 2) des incompatibilités de type Dobzhansky-Muller (DMIs). L'absence de dépression hybride (étudiée chez 725 hybrides F1) nous a conduit à rejeter le premier mécanisme. Le second a été exploré grâce à l'étude de sept familles double-hybrides ou issues de rétrocroisements, analysées par RAD-seq. Une stérilité sur la fonction mâle des hybrides F1 et d'importantes distorsions de ségrégation sont en faveur de la présence de DMIs. Nous avons étendu notre étude à d'autres espèces du genre Ciona. Les principaux résultats, notamment soutenus par une approche phylogénomique (7 taxons - 89 individus), sont : 1) la remise en cause du statut d'espèce de C. roulei par rapport à C. intestinalis (probablement deux lignées allopatriques), 2) les premières données montrant la forte divergence évolutive de C. edwardsi avec les autres Ciona spp. et 3) la présence de variabilité génétique et/ou d'introgression chez C. intestinalis type C et type D. Ces résultats ouvrent d'intéressantes perspectives de recherches dont des études populationnelles des espèces présentes en Méditerranée. / Speciation is a complex process. Evolutionary relationships between close species thus required an integrative approach. We combined experimental crosses and molecular data (mitochondrial and RAD-tag sequencing) to investigate evolutionary relationships between native and non-indigenous species of the genus Ciona nowadays found in Europe. We studied two post-zygotic mechanisms, still to be examined, to explain the lack of introgression between C. robusta and C. intestinalis in their sympatric range –i.e. the English Channel: i) selection against hybrids, by the environment (here temperature and salinity) and ii) Dobzhansky-Muller incompatibilities (DMIs). The absence of outbreeding depression (over 725 F1-hybrids) makes unlikely the first mechanism. The second has been investigated with seven families of F2-hybrids and backcrosses, all studied with RAD-tag sequences. Male sterility on F1-hybrids and many segregation distortions are in favor of presence of DMIs. We then expanded our study to other Ciona species. The main outcomes, supported by a phylogenomic approach (7 taxa - 89 individuals) are: 1) a needed reappraisal of the species status of C. roulei and C. intestinalis, which are most likely two allopatric lineages of a same species (as defined by biological and phylogenetic species concepts), 2) the first data showing that C. edwardsi is strongly evolutionary divergent from the other Ciona species and 3) the presence of unexpected genetic variability and/or introgression in C. intestinalis type C and D. All together these results open new research perspectives, in particular based on population studies of the species nowadays found in the Mediterranean Sea.

La phylogénétique est un champ de recherche de la biologie qui étudie les relations évolutives entre les espèces grâce à des données moléculaires et morphologiques. Ces relations peuvent être résumées dans un arbre communément appelé "arbre des espèces". Ces arbres sont principalement estimés en analysant des "arbres de gènes", i.e., des arbres évolutifs construits par l'analyse d'une famille de gènes. Toutefois, pour des raisons à la fois méthodologiques et biologiques, un arbre de gènes peut différer par endroits de l'arbre des espèces. Pour estimer ce dernier, les biologistes analysent donc simultanément plusieurs jeux de données correspondant à différentes familles de gènes, laissant le poids de l'évidence décider. Ce travail de thèse s'est focalisé sur l'approche "super-arbre" pour combiner les jeux de données. Cette approche consiste premièrement à construire des arbres (appelés communément arbres sources) à partir de données primaires, puis à les assembler en un arbre plus grand et plus complet, appelé super-arbre. Si elles sont utilisées au sein d'une approche "diviser pour régner" dans le but de reconstituer des grandes parties de l'arbre de vie, il est préférable d'utiliser une méthode de super-arbres conservative afin d'obtenir des arbres très fiables. Dans ce contexte, une méthode de super-arbre doit afficher seulement des informations fiables qui sont présentes ou induites par les arbres sources (propriété d'induction - PI), et qui n'entrent pas en conflit avec ces derniers ou avec une de leurs combinaisons (propriété de non contradiction - PC). Nous avons défini de manière formelle ces deux propriétés. De plus, comme aucune des méthodes de super-arbres existantes ne garantissait l'obtention d'un super-arbre satisfaisant PI et PC, nous avons développé un algorithme permettant de modifier un super-arbre afin qu'il les satisfasse. Nous avons également conçu deux méthodes, PhySIC et PhySIC_IST, qui construisent directement des super-arbres satisfaisant ces deux propriétés. L'application de PhySIC_IST au problème complexe de la phylogénie des Triticeae a permis de mieux comprendre l'histoire évolutive de ce groupe. Les événements de duplication aboutissent presque toujours à la présence de plusieurs copies du même gène dans les génomes. Les arbres de gènes sont donc généralement multi-étiquetés, i.e., une seule espèce étiquette plusieurs feuilles. Comme aucune méthode n'existe actuellement pour combiner ce type d'arbres, ils sont le plus souvent complètement ignorés dans les approches phylogénomiques classiques. Pourtant, ils représentent 60% à 80% des arbres de gènes disponibles dans les banques de données moléculaires. Dans cette thèse, nous proposons plusieurs algorithmes permettant d'obtenir, à partir d'un arbre multi-étiqueté, un arbre classique (i.e., où chaque espèce n'apparaît qu'une seule fois) contenant un maximum d'informations de spéciation présentes dans l'arbre initial. Cet arbre peut ensuite être utilisé par n'importe quelle méthode de super-arbres. Une application à la base de données hogenom est présentée

Retracer l'histoire évolutive des eucaryotes est une question majeure en évolution et fait l'objet de nombreux débats. Le développement de techniques à haut débit, en particulier en protéomique et en génomique, a permis d'obtenir de nombreuses données pouvant être exploitées lors d'analyses évolutives. Dans ce contexte, les structures multiprotéiques eucaryotes (SME) constituent des objets d'intérêt. En effet, ces gros complexes protéiques sont impliqués dans de nombreux processus fondamentaux de la cellule eucaryote, et n'ont pas d'homologues chez les procaryotes (même si les fonctions dans lesquelles ils sont impliqués peuvent exister). Ils ont donc certainement joué un rôle prépondérant dans l'eucaryogénèse. L'analyse phylogénomique de deux SME impliquées dans la division cellulaire (le midbody et l'APC/C) montre que ces systèmes ont une origine évolutive ancienne et étaient déjà présents chez le dernier ancêtre commun des eucaryotes (LECA), tout en étant issus d'innovations eucaryotes. Ceci implique que l'émergence de ces deux SME s'est faite après la divergence de la lignée eucaryote et avant la diversification ayant donné naissance aux lignées actuelles. Au-delà de ces considérations évolutives, l'analyse de ces SME ouvre des pistes sur certains aspects de la biologie de ces systèmes. En effet, si ces systèmes ont été globalement bien conservés au cours de la diversification des eucaryotes, leur analyse révèle une grande plasticité de composition dans certaines lignées de protistes. Ceci suggère des changements récents concernant certaines étapes du cycle cellulaire de ces organismes qu'il serait intéressant d'explorerexpérimentalement.En parallèle, ce travail a montré que, bien qu'étant des protéines opérationnelles, lescomposants de ces SME portent un signal phylogénétique exploitable pour inférer les relations de parentés entre lignées eucaryotes. La construction de supermatrices à partir de ces protéines a permis l'inférence de phylogénies de qualité, même si non totalement résolues, dans lesquelles, par exemple, la monophylie des Excavata ou encore le placement des microsporidies au sein des Fungi est bien supporté. La combinaison de ces données avec celles issues d'analyses basées sur des protéines informationnelles montrent des avancées significatives concernant la résolution des arbres inférés. Ces résultats ouvrent le champ des possibles quant à la recherche d'autres marqueurs encore inexploités parmi les protéines opérationnelles. L'intégration de ces nouveaux marqueurs associée à l'augmentation de l'échantillonnage taxonomique représente une piste prometteuse pour l'avenir.Ce travail illustre l'intérêt de généraliser les approches évolutives intégrées des systèmes biologiques pour l'étude de l'évolution et de la phylogénie des eucaryotes. / Tracing back the evolutionary history of eukaryotes is one of the major issues in the field of evolution and is hotly debated. The development of high throughput techniques, especially in proteomics and genomics has yielded extensive data that can be used in evolutionary analyses. In this context, eukaryotic multiprotein structures (EMS) are objects of interest. Indeed, these large protein complexes are involved in many fundamental processes of eukaryotic cells, and have no homologues in prokaryotes (even if the functions in which they are involved may exist) and therefore have certainly played a major role in the eukaryogenesis. The phylogenomic analysis of two EMS involved in cell division (the midbody and the APC/C) shows that these systems have an ancient evolutionary origin and were already present in the last common ancestor of eukaryotes (LECA), while resulting from eukaryotic innovations. This implies that the emergence of these two EMS occurred after the divergence of the eukaryotic lineage and before the diversification that gave rise to the current lineages. Beyond these evolutionary questions, analyses of these EMS uncover some biological aspects of these systems. Indeed, if these systems were generally well conserved during the diversification of eukaryotes, their analysis shows a high plasticity of composition in some protist lineages. This suggests that recent changes regarding certain phases of these organisms cell cycle which would be interesting to explore experimentally. Concomitantly, this work showed that, although being operational protein, components of these EMS carry a phylogenetic signal usable for inferring phylogenetic relationships among eukaryotic lineages. Construction of supermatrixes from these proteins led to the inference of phylogenies of high quality, even if not fully resolved, in which, for example, the monophyly of Excavata or the placement of Microsporidia within Fungi is well supported. Combining these data with those from analyses based on informational proteins show significant progress on the resolution of inferred trees. These results open the field of possibilities to find other markers among the untapped proteins operational. The integration of these new markers associated with increased taxonomic sampling represents a promising approach.This work illustrates the interest of generalizing integrated evolutionary approaches ofbiological systems for studying the evolution and phylogeny of eukaryotes.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Les ARNs non-codants régulateurs (ARNnc) regroupent des acteurs majeurs de la régulation de l'expression des gènes, retrouvés de manière ubiquitaire dans l'ensemble des domaines du vivant. Chez les bactéries ils sont également appelés sRNAs, jouent des rôles clefs dans de nombreuxprocessus physiologiques et adaptatifs. Ces sRNAs ont été mis en évidence par des méthodes expérimentales haut-débit (microarray, tilling-array...) dans plusieurs espèces bactériennes d'intérêt. Ils agissent majoritairement au niveau post-transcriptionnel via une interaction physique avec un ou plusieurs ARNs messagers(s) cibles(s). Cependant, les informations sur les ARNmet les fonctions potentielles de ces sRNAs restent très parcellaires à ce jour. De plus, les profils d'évolution des sRNAs ont été peu étudiés chez les bactéries pathogènes. Le travail réalisé dans cette thèse repose sur l'hypothèse que l'évolution des sRNAs et leur coévolution avec d'autres éléments fonctionnels dans un ensemble de génomes, peut permettre de mieux comprendre leurs histoires évolutives, mais également de caractériser leurs fonctions potentielles et peut-être d'aider à identifier le ou les ARNm cibles avec lesquels ils interagissent. Dans ce but, nous avons conçu et implémenté une stratégie de phylogénomique robuste et géné- rique permettant d'analyser l'évolution et la coévolution des sRNAs et des ARNm cibles dans un ensemble de génomes bactériens annotés, à partir de leur profil de présence-absence. Cette méthode a été appliquée à l'analyse de l'évolution et de la coévolution de 154 sRNAs trans régulateurs de Listeria monocytogenes EGD-e. Elle nous a permis d'identifier 52 sRNAs accessoires dont la majo- rité étaient présents dans l'ancêtre commun des souches de Listeria et ont été perdus au cours de l'évolution. Nous avons ensuite détecté une coévolution significative entre 23 sRNAs et 52 ARNm et nous avons reconstruit le réseau de coévolution des sRNAs et ARNm de Listeria. Ce réseau contient un hub principal de 12 sRNAs qui coévoluent avec des ARNm codant pour des protéines de la paroi ainsi que des facteurs de virulence. Parmi eux nous avons pu identifier 4 sRNAs coévoluant avec 7 gènes codant pour des internalines qui sont connues pour regrouper d'importants facteurs de virulence chez Listeria. De plus, l'ARN rli133, qui coévolue avec plusieurs gènes impliqués dans le pouvoir pathogène de Listeria, contient des régions compatibles avec des interactions physiques directes inhibitrices pour la majorité de ses partenaires de coévolution. / Non coding RNAs (ncRNA) are main actors of gene expression regulation and are found ubiquitously in all domains of life. In bacteria, ncRNAs play key roles in a wide range of physiological and adaptive processes. These "small non coding RNAs" (sRNAs) are identified by high-throughput experimental methods (microarray, tilling-array, ...) in several bacteria species of interest. They mainly act at post-transcriptional level through physical interactions with one or several mRNA(s). Nevertheless, the available informations about mRNA targets and sRNAs functions, remain very limited. In addition, evolutionary patterns of sRNAs have been poorly studied in pathogenic bacteria. The main hypothesis of my PhD work is therefore that analysis of evolution and coevolution between sRNAs and other functional elements in a given genomes set, may allow to understand their evolutionary histories, to better characterize their putative functions, and may also help to identify their potential mRNA(s) target(s). For this purpose, we designed and developed a robust and generic phylogenomic approach to analyze evolution and coevolution between sRNAs and mRNA from their presence-absence profiles, in a set of annotated bacterial genomes. This method was thereafter used to analyze evolution and coevolution of 154 Listeria monocytogenes EGD-e trans regulatory sRNAs in 79 complete genomes of Listeria. This approach allowed us to discover 52 accessory sRNAs, the majority ofwhich were present in the Listeria common ancestor and were subsequently lost during evolution of Listeria strains. We then detected significant coevolutions events between 23 sRNAs and 52 mRNAs and reconstructed the coevolving network of Listeria sRNA and mRNA. This network contains a main hub of 12 sRNAs that coevolves with mRNA encoding cell wall proteins and virulence factors. Among them, we have identified 4 sRNAs coevolving with 7 internalin-coding genes that are known to group important virulence factors of Listeria. Additionaly, rli133, a sRNA that coevolve with several genes involved in Listeria pathogenicity, exhibits regions compatible with direct translational inhibitory physical interactions for most of its coevolution partners.

Oenococcus oeni est la principale bactérie lactique retrouvée dans les fermentations malolactiques (FML) spontanées du vin. Pendant la FML, l’acide malique est converti en acide lactique, modulant l’acidité du vin et améliorant son goût. L’activité métabolique d’O. oeni produit aussi des changements dans la composition du vin, modifiant son profil aromatique. Des études précédentes ont suggéré que l’espèce est divisée en deux principaux groupes génétiques, désignés A et B. Nous avons examiné les souches d’O. oeni sous des approches de génomique comparative à l’aide d’outils bioinformatiques développés sur place, dévoilant l’existence de nouveaux de groupes et sous-groupes de souches. En outre, nos résultats suggèrent que certains groupes contiennent des souches qui sont adaptées à des produits spécifiques tels que le vin rouge, vin blanc, champagne et cidre. Ce phénomène est visible à différents niveaux des génomes des souches : l’identité de séquence, les signatures génomiques, et les caractéristiques génomiques spécifiques de groupes telles que la présence/absence de gènes et les mutations uniques. Afin de comprendre l’impact des caractéristiques génomiques dans l’adaptation de l’espèce à différents produits, nous avons sélectionné une collection de souches isolées de la même région, mais appartenant à deux groupes génétiques différents et adaptées soit au vin rouge, soit au vin blanc. Une analyse de données génomiques et métabolomiques intégrées révèle que les caractéristiques génomiques des souches de chaque groupe ont un impact sur l’adaptation des bactéries à leurs niches respectives et sur la composition de la fraction volatile du vin. / Oenococcus oeni is the main lactic acid bacteria found in spontaneous malolactic fermentation (MLF) of wine. During MLF, malic acid is converted into lactic acid, modulating wine’s acidity and improving its taste. The metabolic activity of O. oeni also produces changes in the composition of wine, modifying its aromatic profile. Previous studies have suggested that the species is divided in two major phylogenetic groups, namely A and B. We have examined O. oeni under comparative genomics approaches by the aid of bioinformatics tools developed in-place, unveiling the existence of more phylogenetic groups of O. oeni than previously thought. Moreover, our results suggest that certain groups are domesticated to specific products such as red wine, white wine, champagne and cider. This phenomenon is visible at different levels of the strains’ genomes: sequence identity, genomic signatures, and group-specific features such as presence/absence of genes and unique mutations. With the aim of understanding the impact of group-specific genomic features on the species adaptation to different products, we have selected a set of strains isolated from the same region, but belonging to two different genetic groups and adapted either to red wine, either to white wine. An integrated analysis of genomic and metabolomic data reveals that the genomic features of each genetic group have an impact on the strains adaptation to their respective niches, affecting the composition of the volatile fraction of wine.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal