Dans la forêt boréale, l'activité des microorganismes de la mycorhizosphère peut jouer un rôle important dans la nutrition des plantes et dans le développement de l'écosystème et des cycles biogéochimiques par l'altération des minéraux. Dans la présente étude, quelques champignons ectomycorhiziens (ECM) communément associés aux Pinacées ont été mis à l’épreuve en conditions in vitro pour démontrer leur capacité à dissoudre la fluorapatite, un phosphate de calcium, et l’orthoclase, un feldspath potassique. Ces minéraux ont été dissouts par les souches ECM sélectionnées et certaines ont montré une croissance significativement plus grande par rapport aux témoins sans phosphore ou potassium lorsque ces nutriments étaient disponibles sous forme de minerai. La présence de bactéries solubilisatrices de minéraux phosphatés (BSP) a été confirmée dans la mycorhizosphère de Picea glauca. Quatre cent cinquante-cinq souches solubilisant le phosphate tricalcique ont été isolées d’ectomycorhizes de l’ascomycète ECM Wilcoxina sp., lequel dominait la communauté ECM d’un peuplement de P. glauca. Parmi ces centaines d’isolats, vingt-sept d’entre eux étaient aptes à dissoudre la fluorapatite. Des études ultrastructurales ont montré la capacité de ces bactéries BSP à dissoudre complètement des cristaux de fluorapatite en moins d’une journée. Ces mêmes bactéries BSP s’associent avec le champignon ECM Laccaria bicolor en conditions oligotrophiques. Les colonies de BSP présentaient un diamètre significativement plus élevé lorsque le basidiomycète ECM L. bicolor était contraint d’alimenter les bactéries pour obtenir son phosphore d’une source insoluble. Ces résultats supportent le modèle de l’association tripartite «plante-champignon-bactérie» qui expliquerait la mise en disponibilité des nutriments à partir du sol minéral en forêt boréale. / In boreal forests, mycorrhizospheric microorganisms can play an important role in plant nutrition, ecosystem development and biogeochemical cycles through mineral weathering. In this study, a few ectomycorrhizal (ECM) fungal species commonly found in association with Pinaceae were tested in vitro for their ability to weather fluorapatite, a calcium phosphate, and orthoclase, a potassium feldspar. These minerals were dissolved by the selected ECM strains and some of them produced significantly greater biomasses when supplied with the above-mentioned minerals as opposed to controls lacking phosphorus or potassium. The presence of phosphate solubilising bacteria (PSB) has been confirmed in the mycorrhizosphere of Picea glauca. Four hundred fifty-five strains solubilising tricalcium phosphate were isolated from the ECM Ascomycete Wilcoxina sp., which dominated the ECM community of a P. glauca stand. Among these isolates, twenty-seven dissolved fluorapatite. Ultrastructural studies revealed the ability of the PSB to completely dissolve fluorapatite crystals within a day. The same bacteria associated with the ECM fungus Laccaria bicolor in oligotrophic conditions. The PSB colonies displayed significantly greater diameters when the Basidiomycete L. bicolor was forced to sustain their growth in order to obtain phosphorus from an insoluble source. These results support the model of tripartite association among trees, ECM fungi and bacteria which seeks to explain the mobilization of nutrients from mineral soil in boreal forests.

De tous temps, les Pinacées ont été utilisés pour leur résine ou le goudron que l’on peut en tirer, principalement dans le domaine maritime (calfatage, protection des cordages) et pour le poissage d’amphores. Ces travaux ont été consacrés au développement de nouveaux outils moléculaires et isotopiques pour la caractérisation de tels matériaux trouvés en contexte archéologique (distinction goudron / résine, origine taxonomique et géographique, modes de fabrication). Sur la base des outils développés, il apparait que l’utilisation de goudron prévaut dans ce contexte sur celle de résine et que les Pinus, dont les espèces peuvent être partiellement discriminées, sont les principaux Pinacées utilisés. Il a aussi pu être montré que les matériaux de calfatage et d’enduits de cordages sont globalement issus d’une cuisson moins poussée que ceux utilisés dans le poissage de récipients. Une distinction des échantillons archéologiques sur la base de leur composition isotopique en D a été proposée. / Resins and tars of Pinaceae have been used in the past mainly in the maritime field (caulking, protection of the ropes) and for the waterproofing of jars and amphorae. This study was devoted to the development of new molecular and isotopic tools for the characterization of such materials found in archaeological context (discrimination between tar / resin, taxonomic and geographical origin, manufacturing methods). Based on the detailed molecular and isotopic investigation of diterpenic compounds, in particular, it appears that the use of tar prevails in this context over that of resin and that trees from the genus Pinus, which can be partially discriminated in terms of species, have been preferentially used. It could be shown that the caulking material and the tar protecting ropes result overall from a less intense heating process than the material used to waterproof containers. A distinction of the archaeological samples on the basis of their isotopic composition in D was proposed.

L'industrie forestière canadienne repose principalement sur deux espèces de Pinaceae, Picea mariana et Picea glauca. Ces deux conifères, distants phylogénétiquement, possèdent une des plus grandes aires de répartition naturelle en Amérique du Nord. Afin de mieux connaître la structure et l'évolution de leurs génomes, des cartes génétiques composites ont été assemblées. Dans un premier temps, des marqueurs d'ancrage codominants ciblant des régions codantes (ESTP) ont été développés, afin de pouvoir établir des comparaisons entre les cartes composites. La méthode du « DNA pool sequencing » a été mise au point afin d'établir une stratégie rapide et peu onéreuse de détection des polymorphismes d'ADN (SNP et indels) intraspécifiques à partir de plusieurs individus d'une même espèce. La majeure partie de ces polymorphismes d'ADN a pu être génotypée de façon économique parmi les descendances des deux croisements retenus pour chaque taxon, grâce à l'optimisation de la technique DGGE ou par CAPS. Des cartes génétiques parentales (individuelles) ont alors été construites pour chaque croisement à l'aide de marqueurs de position arbitraire (AFLP et RAPD), de marqueurs de régions répétées (SSR) et à partir de la centaine de marqueurs d'ancrage ESTP nouvellement développés. Pour chaque taxon, une carte de référence du parent commun entre les deux croisements a été construite, afin de valider la position relative des marqueurs homologues avant l'assemblage de la carte composite. L'utilisation d'un second croisement a permis d'augmenter d'environ 25% le nombre de marqueurs d'ancrage positionnés comparativement à l'utilisation d'un seul croisement. Les cartes composites pour chaque taxon étaient donc constituées d'environ 800 à 1 100 marqueurs distribués de façon homogène sur 12 groupes de liaison (~ 2 160 - 2 320 cM, Haldane). Pour les deux taxa, la synténie est apparue bien conservée entre les cartes de liaison individuelles, de référence et composite. Les comparaisons entre les cartes composites de Picea, développées dans cette thèse, et celle développée préalablement chez P. abies et bonifiée dans le cadre du présent travail avec des marqueurs d'ancrage supplémentaires, ont révélé une grande conservation de la macrosynténie et de la macrocolinéarité sur 10 des 12 groupes de liaison composites assemblés. Une rupture dans la synténie entre P. glauca et les deux autres taxa a dévoilé un possible réarrangement interchromosomique impliquant une translocation insertionnelle. L'analyse de la colinéarité des marqueurs a aussi révélé la présence d'un événement de duplication segmentaire précédant très probablement la divergence des Picea. Les renseignements combinés de ces trois taxa ont également permis d'identifier onze et neuf groupes de liaison homéologues entre Picea et Pinus et entre Picea et Pseudotsuga menziesii, respectivement. L'analyse de la synténie entre ces trois genres de Pinaceae a révélé un éventuel cas de fission chromosomique et un réarrangement interchromosomique dans le génome de P. menziesii, indiquant de l'instabilité dans ce génome. En général, la macrostructure du génome des Pinaceae s'est avérée être bien conservée entre les genres, ce qui est également remarquable lorsque l'on considère que l'origine de ces lignées remonte au Crétacé. / Most of the contribution of the forest industry to the Canadian gross domestic product relies on two spruce taxa (Pinaceae), Picea mariana and Picea glauca. Thèse two spruces are phylogenetically distant and hâve among the widest natural distributions of ail North American conifers. Composite linkage maps for the two species were assembled to understand the structure and the evolutionary history of their génomes. First, codominant gene-specific anchor markers (ESTPs) were developed to anchor maps and enable their comparison within and between species. A DNA pool sequencing strategy was first optimized, permitting a rapid and affordable discovery of SNPs and indels (Insertions/deletions) at the intraspecific level, using pools of différent individuals for each taxon. Once identified, most of thèse polymorphisms could be scored afterwards on two progeny arrays for each taxon by optimization of genotyping techniques such as DGGE or CAPS. Then, individual linkage maps were constructed for both Picea taxa by using anonymous markers such as AFLPs and RAPDs, markers of repeat régions (SSRs), and the newly developed ESTP anchor markers. For each taxon, a référence linkage map was built for the common parent of the two crosses in order to validate the relative position of homologous markers, before the assembly of the composite map. The use of a second cross resulted in an increase of about 25% of the number of anchor markers compared to the use of a single cross. For each taxon, the composite linkage map contained from about 800 to 1,100 markers homogeneously positioned on 12 linkage groups (2,160- 2,320 cM, Haldane). For both taxa, the synteny was well preserved between the individual, référence and composite linkage maps. Macro-synteny and macro-colinearity comparisons among the composite maps developed in this thesis and a composite map previously developed for P. abies and expanded herein with informative anchor markers, revealed a significant conservation of gène content and gène order among taxa for 10 of the 12 assembled composite linkage groups. The discovery of one breakdown in synteny between P. glauca and the two other taxa indicated the occurrence of an inter-chromosomal rearrangement involving an insertional translocation. The analysis of marker colinearity further revealed the présence of a putative segmentai duplication, presumably preceding the divergence of the Picea taxa analysed. The combined information from thèse three Picea génomes resulted in the identification of eleven and nine homoeologous linkage groups between Picea and Pinus and between Picea and Pseudotsuga menziesii, respectively. The analysis of synteny among the three gênera of the Pinaceae also revealed a putative case of chromosomal fission and an inter-chromosomal rearrangement in the génome of P. menziesii. Thèse two rearrangements seem connected, indicating instability in this part of the génome of this species. Overall, the macrostructure of the Pinaceae génome was well conserved, which is exceptional, considering that the divergence of thèse lineages dates back to the Cretaceous.