Les pectines de la paroi cellulaire végétale sont impliquées dans un grand nombre de processus physiologiques. Toutefois, la fonction exacte des pectines - au niveau structurel comme dans le contexte de la biologie et du développement cellulaire - est toujours un sujet de controverses. D’autre part, des observations soulèvent la question du rôle des fragments pectiques dans le contrôle de la floraison (Marfà et al., 1991) et les changements de communication intercellulaire observés au sein du méristème apical lors de la transition florale (Ormenese et al., 2000, 2002) impliquent des modifications biochimiques de la structure de la paroi cellulaire. Comme décrit par Liners et al. (1994), nous avons étudié par immunocytochimie (microscopie électronique et confocale) la nature, la localisation et le contenu en pectines dans des méristèmes de plantes de Sinapis en conditions végétatives ainsi que lors de la transition florale. Une diminution importante mais transitoire du contenu en homogalacturonanes de la paroi cellulaire est observée au cours des premières heures de la transition florale. Cette diminution du contenu en pectines doit être la conséquence d’une libération d’enzymes pectolytiques dont les pectine méthylestérases (PME) au niveau du méristème. Afin d’étudier l’expression des PME dans le méristème lors de la transition florale, nous avons produit et caractérisé un polysérum contre un zone extrêmement conservée des gènes de PME de S. alba./Immunocytochemical study of pectins and pectin modifications at floral transition in meristems of Sinapis alba L. By Stéphanie Sobry Abstract : Plant cell wall pectins are implicated in a large number of physiological processes. However, the exact functions of pectins – at a structural level as well as in the context of cell biology and development - are still debatable. On the other hand, observations raise the question as to whether pectic fragments are involved in the in vivo control of flowering (Marfà et al., 1991) and communication changes between the cells of the apical meristem in floral transition (Ormenese et al., 2000, 2002) imply biochemical modifications of the cell wall structure. Using immunocytochemistry (electron and confocal as described in Liners et al. (1994), we studied the nature, localization and content of pectins in meristems of Sinapis in vegetative plants and at floral transition. A marked but transient decrease of the homopolygalacturonic content of the cell wall occurs in the first hours of the transition to flowering. This pectin content decrease must be due to the release of pectolytic enzymes like pectin methylesterase (PME) in the meristem. To study PME expression in the meristem at floral transition, we raised and characterized polyclonal antibodies to highly conserved sequences of S. alba PME genes.

La transition florale est un évènement clef dans la vie d’une plante. Chez le fraisier, la compréhension des mécanismes génétiques de cette transition est un enjeu majeur pour mieux contrôler la production de fruits. La transition florale peut être étudiée à travers la remontée florale, qui est la capacité d’une plante à fleurir tout au long de la période végétative. Le fraisier cultivé octoploïde, F. x ananassa, comme le fraisier diploïde, F. vesca, présentent des génotypes remontants capables de fleurir en continu. L’objectif de cette thèse est de comprendre le déterminisme génétique et moléculaire de la remontée florale chez Fragaria. Ce travail a montré que chez les fraisiers diploïde et octoploïde, le caractère ‘remontée florale’ est contrôlé par deux verrous génétiques différents localisés à des positions non orthologues. Chez le fraisier diploïde, le gène FvKSN responsable de la remontée florale a été identifié et code pour un homologue du répresseur floral TFL1. Chez les génotypes remontants, ce gène présente une délétion dans la partie codante conduisant à une protéine non fonctionnelle, incapable de réprimer la floraison. Chez le fraisier octoploïde, le QTL majeur détecté contrôlant la remontée florale est lié à la production de stolons de manière antagoniste, suggérant l’existence d’une région génomique où s'exerce une compétition entre multiplication végétative et la reproduction sexuée. Cette région génomique comprend plusieurs gènes candidats intéressants dont FT, activateur de la floraison.Une hypothèse suggérée par ce travail est que chez le fraisier, l’alternance entre phase végétative et phase reproductive est liée à l’équilibre entre les gènes FvKSN, homologue de TFL1, et FvFT, homologue de FT. La remontée florale serait la conséquence d’une modification de cet équilibre entre ces deux gènes en faveur du développement reproductif. / The floral transition is a key event in plant life. In strawberry, understanding the genetic mechanisms of floral transition is a major issue for better control of fruit production. This transition is studied through the continuous flowering, which is the ability to flower throughout the growing season. Both, the octoploid cultivated strawberry, F. x ananassa, as the woody diploid strawberry, F. vesca, displayed continuous flowering genotypes. The objective of this work is to decipher the genetic and molecular mechanism of the continuous flowering in Fragaria.This work has shown that in diploid and octoploid strawberry the continuous flowering is controlled by two different genetic 'keys' located at non-orthologous position. In diploid strawberry, the gene FvKSN responsible of continuous flowering was identified and encodes a homologous to the TFL1 floral repressor. In the continuous flowering genotypes, this gene has a deletion in the coding region leading to a nonfunctional protein unable to repress flowering. In the octoploid strawberry, the major QTL controlling both the recurrent flowering and the runner production was identified. These traits were antagonist, which suggests competition between vegetative propagation and sexual reproduction in this region. This genomic region contains several interesting candidate genes whose FT, an activator of flowering.A hypothesis could be proposed. In strawberry, the switch between vegetative and reproductive phase is linked to balance between two genes, FvKSN, homologous to TFL1 and FvFT homologous to FT. Continuous flowering would be the consequence of balance modification between this two genes to the benefit of floral development.

Le clade Dialiinae représente l’une des premières lignées de la sous-famille Caesalpinioideae des Leguminosae. Il se compose de 17 genres (environ 90 espèces), avec des taxons qui sont répandus dans toutes les régions tropicales du monde. Morphologiquement, le groupe comprend un assemblage divers de taxons qui peut représenter une «phase expérimentale» dans l’évolution florale des légumineuses. Différents représentants du clade présentent de la poly-, mono-, et asymétrie, et semblent avoir subi un haut degré de perte d’organe, produisant, dans certains cas, des fleurs extrêmement réduites qui sont à peine reconnaissables comme appartenant à la famille des légumineuses. Afin d’obtenir une image plus claire de l’évolution florale du clade Dialiinae, une phylogénie bien résolue et bien soutenue est nécessaire. Dans le but de créer une telle phylogénie, un total de 37 échantillons d’ADN des Dialiinae a été séquencé pour deux régions chloroplastiques, soit rps16 et trnL. De plus, une étude morphologique complète a été réalisée. Un total de 135 caractères végétatifs et reproductifs a été évalué pour 79 espèces de Dialiinae et pour quatre groupes externes. Les analyses phylogénétiques ont d’abord été effectuées sur un groupe restreint de taxons pour lesquels les trois types de données étaient disponibles. Les nœuds fortement soutenus de cette phylogénie ont ensuite été utilisés comme contrainte pour une seconde analyse de parcimonie avec les données morphologiques d’un ensemble plus important de taxons. Les caractères morphologiques ont été optimisés sur l’un des arbres les plus parcimonieux de cette seconde analyse. Un certain nombre de nouvelles relations au niveau de l’espèce ont été résolues, créant une image plus claire quant à l’évolution de la forme florale dans le temps, particulièrement pour les genres Labichea et Dialium. En plus de leur morphologie florale mature diverse, les Dialiinae sont également très variables dans leur ontogénèse florale, affichant à la fois la perte et la suppression des organes, et présentant une variété de modes d’initiation d’organes. Afin de construire une image plus complète du développement floral et de l’évolution dans ce clade, l’ontogénèse florale de plusieurs espèces non documentées à ce jour a été étudiée. La série complète du développement a été compilée pour six espèces de Dialiinae; quatre de Dialium, ainsi que Poeppigia procera et Mendoravia dumaziana. Le mode et le moment de l’initiation des organes étaient pour la plupart uniforme pour toutes les espèces de Dialium étudiés. Tant pour ce qui est des gains ou des pertes d’organes chez Dialium, une tendance est apparente – l’absence d’organe abaxial. Que ce soit pour les sépales ou les étamines, les gains se produisent toujours en position médiane adaxiale, tandis que les étamines et les pétales perdus sont toujours les organes les plus ventraux. Les taxons étudiés ici illustrent le manque apparent de canalisation du développement observé chez les Caesalpinioideae. Cette plasticité ontogénétique est le reflet de la diversité morphologique au niveau des fleurs tel qu’observée dans l’ensemble de la sous-famille. Une des espèces de Dialiinae, Apuleia leiocarpa, produit une inflorescence andromonoïque, une caractéristique qui est unique en son clade et rare dans les légumineuses dans son ensemble. La microscopie optique et électronique ont été utilisées pour entreprendre une étude détaillée de la morphologie florale de ce taxon. On a constaté que tandis que les fleurs hermaphrodites produisent un seul carpelle et deux étamines, les fleurs staminées produisent trois étamines sans toutefois montrer signe de développement du carpelle. Les inflorescences semblent produire près de quatre fois plus de fleurs staminées que de fleurs hermaphrodites, lesquelles occupent toujours la position centrale de l’inflorescence cymeuse. Ce ratio élevé mâle/bisexuel et la détermination précoce du sexe chez Apuleia sont rares chez les Caesalpinioideae, ce qui suggère que l’andromonoecie se développe dans ce genre comme un moyen d’accroître la dispersion du pollen plutôt qu’en réponse à des limitations de ressources. / The Dialiinae clade represents one of the early-diverging lineages of the legume subfamily Caesalpinioideae; it consists of 17 genera (circa 90 species), and is pantropically distributed. Morphologically, the group comprises a diverse assemblage of taxa that may represent a so-called “experimental phase” in legume floral evolution. Different members of the clade exhibit poly-, mono-, and asymmetry, as well as having undergone a high degree of organ loss, producing, in some cases, extremely reduced flowers which are barely recognisable as belonging to the legume family. In order to obtain a clearer picture of floral evolution in the Dialiinae, a well resolved and well supported phylogeny is needed onto which morphological characters may be optimised. With the goal of creating such a phylogeny, a total of 37 Dialiinae DNA samples were sequenced for two plastid genes, rpS16 and trnL. Additionally, a comprehensive morphological study was carried out. A total of 135 vegetative and reproductive characters were scored for 79 ingroup and four outgroup taxa. Phylogenetic analyses were carried out first on a restricted group of taxa for which all three data sets were available. The highly supported nodes of this phylogeny were then used as a constraint for a second parsimony analysis of morphological data from a much larger taxon set. Morphological characters were then mapped onto one of 20,000 most parsimonious trees from this second analysis. A number of novel species-level relationships were resolved, creating a clearer picture of changes in floral form over time, particularly in the genera Labichea and Dialium. In addition to their diverse mature floral morphology, the Dialiinae are also widely variable in their floral ontogeny, displaying both organ loss and suppression, and exhibiting a wide variety of organ initiation modes. In order to build a more complete picture of floral development and evolution in this clade, the floral ontogeny of several previously undocumented species was investigated. Complete developmental series were compiled for six species of the Dialiinae; four from Dialium, as well as Poeppigia procera and Mendoravia dumaziana. Mode and timing of organ initiation were mostly consistent across the Dialium species studied. In the instances of both gains and losses of floral organs in Dialium, one trend is apparent — an absence of abaxial organs. Gains in both sepals and stamens occur in the adaxial median position, while stamens and petals that are lost are always the ventral-most organs. The taxa examined here exemplify the apparent lack of developmental canalisation seen in caesalpinioid legumes. This ontogenetic evolvability is reflective of the morphological diversity shown by flowers across the subfamily. One of the species of the Dialiinae, Apuleia leiocarpa, produces an andromonoecious inflorescence, a feature that is unique in its clade and rare in the Leguminosae as a whole. Light and electron microscopy were used to undertake a detailed study of the floral morphology of this taxon. It was found that while hermaphrodite flowers produced a single carpel and two stamens, staminate flowers developed three stamens but showed no sign of carpel development. Inflorescences also appear to produce approximately four times as many staminate as hermaphrodite flowers, with hermaphroditic flowers consistently occupying the central position in cymose inflorescences. Both this high male-to-bisexual ratio and the early determination of gender seen in Apuleia are rare in the Caesalpinioideae and suggest that andromonoecy developed in this genus as a means to increase pollen dispersal rather than in response to resource limitations.

Les Angiospermes forment un clade connu pour sa grande diversité d’espèces et une répartition inégale de cette diversité en son sein. Ce travail se concentre sur la reconstruction d’états ancestraux de caractères floraux sur les phylogénies dans le but d’étudier leur impact sur la diversification. En premier lieu, nous nous sommes focalisés sur deux innovations-clés potentielles chez les Proteaceae, la symétrie bilatérale du périanthe et la présence dans les hotspots à climat méditerranéen. L’utilisation sur une phylogénie de modèles de diversification dépendants des états de caractère a permis de montrer que le premier état caractère n’a pas d’impact significatif sur la diversification des espèces dans ce groupe, contrairement au second. Ensuite, nous avons reconstruit les états ancestraux de la symétrie du périanthe à l’échelle de toutes les Angiospermes, avec une stratégie d’échantillonnage permettant de refléter toutes les transitions de ce caractère. Nous avons mis en évidence un minimum de 130 origines de la symétrie bilatérale, suivies de 69 réversions vers la symétrie radiaire. Enfin, la même méthode a été étendue à l’étude de quatre autres caractères du périanthe. Différents modèles de reconstruction d’états ancestraux ont été utilisés sur une phylogénie de 1232 espèces pour examiner l’influence des changements de modèle sur les états ancestraux reconstruits. Nos résultats montrent que les changements de modèles de reconstruction ont une influence sur l’état de certains nœuds seulement, jamais sur l’ensemble. Les différents résultats trouvés pour la symétrie, caractère commun aux trois chapitres, révèlent que notre méthode d’échantillonnage présente l’inconvénient d’estimer des taux de transition trop élevés pour donner des résultats concluants avec la méthode du maximum de vraisemblance. Les résultats sont en revanche beaucoup moins biaisés lorsque l’on examine plusieurs caractères simultanément. / Angiosperms are a clade known for its great species diversity and the uneven distribution of this diversity among its lineages. This work focuses on the ancestral state reconstruction of floral characters on phylogenies in the purpose of studying their impact on diversification. We first focused on two potential key innovations in Proteaceae, bilateral perianth symmetry and presence in Mediterranean-climate hotspots. Using character state dependent diversification models, we found that the first character state did not have any significant impact on species diversification in this group, contrary to the second one. We then reconstructed ancestral states for perianth symmetry in angiosperms as a whole, using a sampling strategy aimed at capturing all of the transitions in this character. We found a minimum of 130 origins of bilateral symmetry, followed by 69 subsequent reversals to radial symmetry. Lastly, the same approach was extended to the study of four other perianth characters. Different ancestral state reconstruction models were used on a phylogenetic tree of 1232 species to test the influence of model changes on reconstructed ancestral states. Our results show that changes in reconstruction models have an impact on the inferred ancestral state of some nodes, but not all of them. The various results obtained for symmetry, a character shared among the three chapters, indicate that our sampling method has the drawback of estimating transition rates too high to give conclusive results with maximum likelihood. On the other hand, results are much less biased when several characters are examined simultaneously.

Chez le fraisier cultivé octoploïde, Fragaria x ananassa, la remontée florale et le stolonnage, deux caractères à fort intérêt agronomique, sont étroitement liés. La remontée florale, capacité à fleurir en continu, permet d’allonger la période de production. Le stolonnage, capacité à se reproduire végétativement par la production de stolons, permet l’obtention de plants en pépinière. L’objectif de cette thèse est de caractériser de façon physiologique et génétique la floraison à travers l’étude de la remontée florale et du stolonnage afin d’optimiser le potentiel de floraison chez le fraisier cultivé.Une caractérisation fine de la remontée florale a été réalisée à travers l’étude de l’émergence hebdomadaire ou bimensuelle des hampes et des stolons sur une saison entière de production. Une approche de clustering ont permis de mettre en évidence trois profils différents de remontée florale. Un QTL lié à ces profils et localisé sur le groupe d’homéologie III a été identifié.En parallèle, l’identification des QTL liés à la remontée florale a été réalisée en s’appuyant sur une population en ségrégation pour ce caractère. Les résultats ont mis en évidence la présence d’un QTL majeur, nommé FaPFRU, et localisé sur le LGIVb-F. Ce QTL contrôle de façon positive la remontée florale et de façon négative le stolonnage. Le développement de nouveaux marqueurs grâce à une stratégie de bin mapping associé à l’agrandissement de la population étudiée a permis d’enrichir et de réduire la région d’intérêt. Cette région couvre dix gènes candidats lorsqu’on se réfère à la séquence du génome du fraisier diploïde. Afin d’identifier le gène responsable de la remontée florale et son allèle ‘variant’, une banque BAC a été réalisée. L’étude de cette banque a permis de mettre en évidence de nombreux réarrangements entre les régions homéologues au sein de l’individu polyploïde et avec la région homologue du fraisier diploïde. Ce travail a permis de mettre en place des approches pour caractériser la remontée florale chez le fraisier cultivé, de développer des marqueurs liés à la remontée florale qui pourront être utilisés en sélection assistée par marqueurs ainsi que de nouveaux outils pour la cartographie fine de gènes chez une espèce polyploïde. / Fragaria x ananassa, the octoploid cultivated strawberry presented two important agronomical traits, the perpetual flowering trait and the runnering. The perpetual flowering trait, so called everbearing is the ability to flower more than once during the favorable season, therefore offering a lengthened period of fruit and seed production. The runnering is the asexual reproduction process of the plant. In this thesis we physiologically and genetically characterized the flowering by studying the perpetual flowering and the runnering traits. The finality would be the optimization of the flowering potential in the cultivated strawberry.Characterization of the perpetual flowering trait was performed by counting weekly new emerged inflorescences and twice a month, runners. A clustering approach allowed classifying the pattern of perpetual flowering into three groups. One QTL link to these patterns was identified on the homoeologous group III.QTL linked to perpetual flowering trait was conducted on a population segregating for the perpetual vs once flowering periods. Results showed that a major QTL named FaPFRU on the linkage group IVb of the female map controls antagonistically the perpetual flowering and the runnering traits. A fine mapping approach allowed adding markers specifically on the LGIVb and reducing the genomic region to ten candidate genes. In order to identify the gene and the allelic variant responsible of the perpetual flowering trait, we developed two octoploid BAC libraries. The analysis showed numerous rearrangements between homoeologous regions and with the homologous region of the reference diploid genome.This work allows us to develop approaches to study the perpetual flowering trait and markers linked to the perpetual flowering trait that can be used in marker assisted selection.

Les relations de parentés profondes au sein des Angiospermes ont été longtemps incertaines. A la fin des années 90, les études phylogénétiques à grande échelle ont contribué à l’obtention de l’arbre actuel des Plantes à fleurs, dans lequel Eudicotylédones, Monocotylédones et Magnoliidae forment les trois plus grands clades. Contrairement aux Monocotylédones et aux Eudicotylédones, la monophylie des Magnoliidae (Canellales, Laurales, Magnoliales et Piperales) n’a été soutenue que plus récemment. Les Magnoliidae contiennent actuellement 20 familles et environ 10 000 espèces majoritairement présentes sous les tropiques. Avant cette thèse, de nombreuses parties de ce groupe avaient été étudiées en détail mais l’histoire évolutive du groupe dans son ensemble était encore mal connue. Le premier chapitre est une étude phylogénétique des relations entre les familles et les ordres de Magnoliidae. Pour réaliser cette étude, j’ai échantillonné 199 espèces du groupe et 12 marqueurs moléculaires issus des trois génomes. J’ai ensuite mené des analyses phylogénétiques avec les méthodes de parcimonie, d’inférence bayésienne et de maximum de vraisemblance. Les résultats confirment avec un plus fort soutien la présence de deux clades dans ce groupe : Canellales + Piperales et Laurales + Magnoliales. De plus, les relations entre les 20 familles sont généralement bien soutenues, les Lactoridaceae et les Hydnoraceae étant incluses dans les Aristolochiaceae (Piperales). Dans le second chapitre, j’ai révisé l’âge et la position de 10 fossiles identifiés comme appartenant aux Magnoliidae. Le but de cette étude était de fournir de nouveaux points de calibration fiables afin de conduire de nouvelles analyses de datation moléculaire. Parmi les nombreux fossiles du groupe, nous avons choisi ces espèces car elles avaient été placées phylogénétiquement par des études antérieures. Le schéma de calibration résultant de ce travail inclut six contraintes fiables d’âges minimum. Le troisième chapitre est une étude de datation moléculaire utilisant ce schéma de calibration et le même jeu de données moléculaires que le chapitre 1. Les résultats tendent à repousser l’âge des Magnoliidae (127.1-198.9 Ma), et des quatre ordres Canellales (126.3-141.0 Ma), Piperales (88.2-157.7 Ma), Laurales (111.8-165.6 Ma) et Magnoliales (115.0-164.2 Ma). Dans ce même chapitre, j’ai également étudié le mode de diversification du groupe. Les variations importantes du nombre d’espèces entre les différentes parties de l’arbre s’expliquent le mieux par des modèles de diversification incluant 6 à 14 transition du taux net de diversification. Enfin, dans le dernier chapitre de la thèse, j’ai retracé l’histoire évolutive de 26 caractères floraux pour reconstruire les fleurs ancestrales de nœuds-clés des Magnoliidae. Pour ce faire, j’ai tiré parti de la phylogénie du premier chapitre et utilisé les mêmes espèces dans ma matrice morphologique. Les résultats montrent que l’ancêtre commun le plus récent des Magnoliidae présentait des fleurs bisexuées et actinomorphes avec un périanthe différencié de deux cycles trimères à tépales libres et probablement trois étamines libres. Ce travail de thèse apporte des résultats importants sur l’évolution des Magnoliidae et soulève de nombreuses questions telles que l’impact des crises géologiques sur la diversification du groupe ou l’influence des pollinisateurs et de l’environnement sur l’évolution de la morphologie florale. / Deep phylogenetic relationships in the angiosperms had long been uncertain. However, by the end of the 1990s, large-scale studies contributed to the current well resolved picture of the tree of flowering plants, in which eudicots, monocots, and magnoliids are the three largest clades. Whereas monocots and eudicots have been recognized since the very first phylogenetic analyses, the monophyly of magnoliids (Canellales, Laurales, Magnoliales, and Piperales) is a more recent result. Magnoliidae, as now circumscribed, consist of 20 families and ca. 10,000 species mostly distributed in the tropics. Before the present thesis, several parts of the magnoliid tree had been well studied, but little was known about the evolutionary history of Magnoliidae as a whole. The first chapter of this thesis is a phylogenetic study conducted to clarify the relationships among families and orders of Magnoliidae. To do so, I sampled 199 species of Magnoliidae and 12 molecular markers from the three genomes and conducted phylogenetic analyses using parsimony, maximum likelihood, and Bayesian methods. The results confirm, with a greater level of support, two clades in Magnoliidae: Canellale + Piperales, and Laurales + Magnoliales. In addition, the relationships among the 20 families are generally well supported, and Lactoridaceae and Hydnoraceae are nested within Aristolochiaceae (Piperales). In the second chapter, the ages and phylogenetic positions of 10 fossils attributed to Magnoliidae were reviewed in detail. The goal of this study was to provide new reliable calibration points in order to conduct molecular dating analyses. These fossils were selected from the rich fossil record of the group because of their previous inclusion in phylogenetic analyses with extant taxa. The resulting calibration scheme provides six solid, internal minimum age constraints. The third chapter includes molecular dating analyses using the present calibration scheme and the same molecular dataset of Chapter 1. This study tends to push back in time the ages of the crown nodes of Magnoliidae (127.1-198.9 Ma), and of the four orders, Canellales (126.3-141.0 Ma), Piperales (88.2-157.7 Ma), Laurales (111.8-165.6 Ma), and Magnoliales (115.0-164.2 Ma). In the same chapter, I investigated the mode of diversification in the group. The strongly imbalanced distribution of species appears to be best explained by models of diversification with 6 to 14 diversification rate shifts. Finally, in the last chapter, I traced the evolution of 26 floral characters to reconstruct the ancestral flowers in key nodes of Magnoliidae. I used the phylogeny of Chapter 1 and an exemplar approach. Our results show that the most recent common ancestor of all Magnoliidae was a tree bearing actinomorphic, bisexual flowers with a differentiated perianth of two alternate, trimerous whorls of free perianth parts (outer and inner tepals) and probably three free stamens. This work provides key results on the evolution of Magnoliidae and raises several new questions such as the impact of geological crises on diversification of the group or the influence of pollinators and the environment on the evolution of floral morphology.

Les zones hybrides entre taxons proches peuvent offrir un regard privilégié sur les processus évolutifs, en particulier la spéciation. L'évolution de l'isolement reproducteur dans ces zones va dépendre en grande partie de l'intensité des flux de gènes et de la valeur sélective des hybrides. Chez les arbres forestiers, les zones de contact sont souvent très étendues, étant donnés leurs larges distributions, les longues distances de dispersion de pollen et les forts taux d'allofécondation. Nous avons choisi comme modèle d'étude des deux espèces de frênes Fraxinus excelsior L. (frêne commun) et Fraxinus angustifolia Vahl (frêne oxyphylle), autochtones en France. Nous avons d'abord développé des marqueurs moléculaires et physiologiques (liés à la dormance des graines) discriminants, qui se sont révélés être de bon outils pour l'aide au diagnostic de reconnaissance, mais insuffisants pour détecter les hybrides en populations naturelles. Nous avons donc utilisé des marqueurs microsatellites et des données morphologiques pour mettre en évidence plusieurs zones hybrides très différentes à l'échelle de la France. Nous avons montré que la distribution des deux espèces et de leurs hybrides était fortement corrélée aux variations de facteurs environnementaux, suggérant que le climat est déterminant pour limiter l'hybridation naturelle. Les deux espèces observant des dates de floraison très divergentes, nous avons étudié l'effet de la phénologie florale sur la limitation des flux de gènes à échelle locale. Nous avons montré l'existence d'un isolement par le temps. Les flux de gènes ont lieu principalement entre individus fleurissant à la même période, et les flux de pollen sont asymétriques. Les hybrides fleurissant tôt sont les plus nombreux, et ont un succès reproducteur mâle et femelle largement supérieur, produisant plus de fleurs et de graines et subissant sensiblement moins d'attaques de gales florales. Observant par ailleurs des taux d'autofécondation élevés, ils pourraient posséder une valeur sélective supérieure dans ce type d'écotone intermédiaire, pouvant accroître leur potentiel colonisateur.

Texte remanié de: Diss.--Gemeinsamer Ausschuss der Philosophischen Fakultäten--Freiburg im Breisgau--Albert-Ludwigs-Universität, 1990.

La transition florale résulte d’un jeu complexe d’interactions entre des signaux endogènes et environnementaux. Les feuilles jouent un rôle crucial dans ce processus en percevant les changements associés à la lumière et en produisant les photosynthétats qui participant à la signalisation de la floraison. Toutefois, notre connaissance des changements se produisant dans les feuilles lors de la transition florale reste limitée. Nous avons caractérisé les événements morphologiques, moléculaires et transcriptionnels en relation avec la floraison florale dans les feuilles matures chez Arabidopsis, en exploitant un système de transfert de conditions en jours courts vers des jours longs, transfert qui permet d’induire et synchroniser la floraison. Nous avons identifié la fenêtre temporelle de la transition florale, mesuré la croissance foliaire, et observé un accroissement de la ploïdie au cours du processus. Par une approche de RNA-seq, nous avons étudié la dynamique transcriptionnelle des réseaux de gènes dans la feuille, et comparé avec des données dans la racine et le méristème pour avoir une vue plus intégrée de la floraison dans la plante. De plus, nous avons analysé le mode d’action de LHP1 (LIKE HETEROPROTEIN 1), une sous unité du complexe PRC1, en exploitant des lignées transgéniques avec des modifications conditionnelles du dosage de LHP1 et en analysant les effets sur la chromatine et la transcription des gènes impliqués dans la floraison. Une modulation courte du dosage en LHP1 modifie le dépôt des marques H3K27me3 et H3K4me3, démontrant une interaction fonctionnelle entre LHP1 et le complexe PRC2, et suggérant aussi un nouveau rôle dans la formation de régions chromatiniennes de type bivalent. Enfin, étant donné le rôle clé de l’organisation nucléaire dans la régulation génique, nous avons recherché et identifié des déterminants de l’architecture nucléaire en utilisant de nouveaux outils de statistiques spatiales. / The transition to flowering results from a complex interplay between endogenous and environmental cues. The leaves play a key role in this process, by perceiving the light changes and producing photosynthates, which participate to the floral signalling. However, our knowledge on the changes occurring in leaves during floral transition is still limited. We characterised the morphological, molecular and transcriptional events related to floral transition in mature leaves in Arabidopsis, using a short-day to long-day shift to induce a synchronized flowering. We identified the temporal window of the floral transition, monitored the leaf growth and observed an increase in their ploidy level during the process. By RNA-seq we studied the transcriptional dynamics of the leaf gene network, and compared with events occurring in roots and meristems to get an integrated view of floral transition in the whole plant. Furthermore, we investigated the mode of action of LIKE HETEROPROTEIN 1 (LHP1), a PRC1 subunit, by exploiting transgenic lines with conditional alterations of LHP1 dosage and analysing the effects on chromatin and transcription of flowering genes. A short-term modulation of LHP1 dosage altered the deposition of H3K27me3 and H3K4me3, showing a functional interaction between LHP1 and PRC2, and also suggesting a new role in the formation of bivalent chromatin regions. Finally, since nuclear organisation plays a key role in gene regulation, we searched and identified determinants of the nuclear architecture by using innovative spatial statistical tools.

Les Ranunculales sont un ordre d’angiospermes d’environ 4500 espèces, incluant des plantes communes comme les boutons d’or et les coquelicots. Leurs fleurs sont très diversifiées et ont piqué l’intérêt des botanistes depuis des décennies. Les sept familles de l’ordre sont faciles à reconnaître sur le terrain, mais paradoxalement, certaines familles n’ont pas de synapomorphies et ont des états ancestraux peu clairs, comme les Ranunculaceae (~ 2500 espèces). Cette diversité florale peut être liée à la pollinisation et des innovations ont pu être guidées par cette interaction. De plus, les plantes de ce groupe produisent une grande variété de composés secondaires, certains dont les propriétés sont connues depuis fort longtemps (comme la morphine et le curare). Ces substances pourraient jouer un rôle dans la défense contre les herbivores. Les caractères floraux et chimiques sont donc de bons candidats pour produire des hypothèses adaptatives. Ici nous utilisons des méthodes analytiques modernes pour comprendre les patrons d’évolution expliquant la distribution actuelle de la diversité et l’évolution des fleurs et des toxines de Ranunculales. Un nouveau cadre phylogénétique synthétique a été produit avec des séquences publiées de 144 espèces. Seize caractères floraux et la présence de certains composés métaboliques ont été reconstruits sur cet arbre avec la méthode de parcimonie et la méthode de « Reversible Jump Monte Carlo Markov Chains ». Un nouveau scénario d’évolution florale a été produit, où les Ranunculales avaient une fleur ancestrale trimère avec trois cycles de tépales et où les ancêtres des familles ont évolué en perdant ou en différenciant des cycles du périanthe. Les patrons d’évolution des toxines montrent de la variabilité, certaines apparaissant et disparaissant aléatoirement (comme les saponines), d’autres étant des synapomorphies bien soutenues de certains clades (comme les diterpènes de type aconitine pour la tribu des Delphinieae). Ces résultats offrent une meilleure compréhension de l’histoire naturelle des Ranunculales. En outre, cet ordre est le groupe-frère de toutes les autres eudicotylédones, et a donc une position clef pour comprendre l’évolution précoce de ce clade. Ces résultats vont fournir une compréhension plus profonde des changements floraux et phytochimiques qui ont eu lieu à la base des eudicotylédones, qui contiennent 70% des angiospermes actuelles. / Ranunculales are an order of angiosperms comprising ca. 4,500 species including common plants like buttercups and poppies. Their flowers are highly diversified and have raised the interest of botanists for decades. Each of the seven families of the order is easily recognizable in the field, but paradoxically some families lack floral synapomorphies and have unclear ancestral states, like Ranunculaceae (ca. 2,500 species). This floral diversity may be linked to pollination and innovations may have been driven by this interaction. In addition, the plants of this group produce a variety of secondary compounds, some of which having been known for ages for their properties, like morphine or curare. Those substances could play a role in defense against herbivores. Both floral and chemical characters are thus good candidates to produce adaptive hypotheses. Here we used modern analytical methods to understand the the evolutionary patterns accounting for the extant distribution of diversity and evolution of Ranunculales flowers and toxins. A new synthetic phylogenetic framework of the Ranunculales based on already available sequences of 144 species was produced. Sixteen characters of the flower, and the presence of selected secondary metabolites were reconstructed on this tree using parsimony, and Reversible Jump Monte Carlo Markov Chains. A new scenario for floral evolution was produced, where Ranunculales had a trimerous perianth with three whorls of tepals ancestor, and the ancestors of the families evolved by losing and/or differentiating perianth whorls. The evolutionary patterns of toxins showed variability, some appearing and disappearing randomly (such as saponins), others being well-supported synapomorphies (such as aconitine-like diterpens for the tribe Delphinieae). These results offer a better understanding of the natural history of Ranunculales. Furthermore, this order is the sister-group of all other eudicots, and thus has a key position to understand the early evolution of this clade. These results will provide a deeper understanding of the floral and chemical changes that took place at the base of eudicots, which contains 70% of living angiosperms.