Les symbioses mycorhiziennes, entre champignons et racines de plantes, concernent 95 % des espèces végétales. Les arbres sociaux des forêts boréales et tempérées forment avec les champignons un type particulier d’association : la symbiose ectomycorrhizienne. Les ectomycorrhizes jouent un rôle essentiel dans la nutrition hydrominérale des arbres, le cycle des éléments minéraux et la production primaire. Cependant, leur complexité n’a pas permis à ce jour de déchiffrer leurs rôles et leurs fonctions précises. La récente disponibilité du génome du champignon ectomycorhizien Laccaria bicolor et de celui de l'arbre hôte Populus trichocarpa fournit une occasion inégalée d’approfondir nos connaissances du développement et du fonctionnement de cette symbiose. Les objectifs de cette étude ont donc été de participer à la caractérisation et au décryptage du génome de L. bicolor puis à la recherche des gènes impliqués dans la formation des ectomycorhizes chez les deux partenaires. Dans un premier temps et afin d’aider à l’assemblage de la séquence génomique de L. bicolor, nous avons identifié les séquences répétées et construit une carte génétique. Sur les 60 Mb de ce génome, nous avons mis en évidence 8 % de séquences microsatellitaires et 24 % d’éléments transposables. Une carte génétique a été construite à partir de 111 monocaryons issus de L. bicolor S238N. Cette carte comprend 326 marqueurs (8 RAPD, 243 AFLP, 59 SSR et 14 SNP) répartis sur 10 groupes de liaison ancrés à la séquence génomique de L. bicolor. Dans un second temps, nous avons tenté d’identifier les gènes impliqués dans l’établissement des ectomycorhizes chez le peuplier en combinant une approche de détection par QTLs et par puces à ADN. Nous avons ciblé 81 gènes potentiellement impliqués dans l’établissement et/ou le fonctionnement de la symbiose. / The mycorrhizal symbioses between fungi and roots concern 95 % of the plant species. Social trees of boreal and temperate forests form a particular type of root association with fungi: the ectomycorrhizal symbiosis. Ectomycorrhizas play a major role in tree hydromineral nutrition, nutrient cycles and primary production. However, their complexity have so far prevented from deciphering their precise function and role. The recent availability of the genome of the ectomycorrhizal fungus Laccaria bicolor and that of the host-tree Populus trichocarpa provides an unprecedented opportunity to decipher the key components of development and functioning of this symbiosis. The aims of this study were to participate to the characterization and deciphering of the genome of L. bicolor, and to determine the genes involved in the formation of ectomycorrhizas in both partners. Firstly, in order to facilitate the assembly of the genomic sequence of L. bicolor, we have identified the repeated sequences and generated a genetic map. On the 60 Mb of this genome, 8 % are microsatellite sequences and 24 % transposable elements. A genetic map was built from 111 monokaryons issued from L. bicolor S238N. This map includes 326 markers (8 RAPD, 243 AFLP, 59 SSR and 14 SNP) distributed on 10 linkage groups anchored onto the genomic sequence of L. bicolor. Secondly, we have identified the genes involved in the establishment of ectomycorrhizas in poplar by combining QTL detection and DNA microarrays. We targeted 81 genes which can be involved in the establishment and/or the functioning of the symbiosis.

Escherichia coli est capable de survivre dans de nombreux environnements différents. Les informations nécessaires à cette adaptation sont codées dans le chromosome. Cette molécule circulaire est condensé dans une structure compacte protéines-ADN, appelée nucléoïde. Le chromosome n¿est pas uniforme et montre notamment une distribution inégale de sites de fixation de protéines et de séquences riches en AT. Il a été montré que la position des gènes importants pour la cellule est hautement conservée dans les gamma-protéobactéries. Ces différences le long du chromosome et cette conservation de la position suggèrent que la position du gène peut influencer son expression. Pour tester cette hypothèse, on a étudié l'expression d'un gène fluorescent inséré dans différentes positions autour du chromosome. L'expression de ce gène est contrôlé par des promoteurs différemment régulés: un est réprimé par la protéine H-NS, un est non régulé et un est sensible au superenroulement de l'ADN. Nous avons étudié l'expression dynamique de ces promoteurs pendant les différentes phases de croissance dans différentes conditions. Nous avons montré que l'expression du promoteur dépendant de la protéine H-NS est liée à l'emplacement sur le chromosome. En effet, la répression par H-NS est accrue en présence de séquences riches en AT. Nous avons également étudié l'influence d'un gène divergent sur l'expression de gènes rapporteurs en fonction de la position chromosomique. Nous avons montré que cette influence dépend de la localisation du gène. Nous avons donc demontré l'impact de la position chromosomique sur l'expression des gènes tout en donnant une nouvelle perspective sur la complexité du génome. / Escherichia coli is able to survive in many different environments. The information necessary for this adaptation is encoded in the chromosome. This circular molecule is condensed in a compact DNA-protein structure, called the nucleoid. The chromosome is not uniform, and shows uneven distributions of nucleoid-associated proteins (NAPs) binding sites, AT-rich sequences and general protein occupancy domains. It has been demonstrated that the position of important genes is highly conserved in ?-Proteobacteria. These differences along the chromosome and the conserved position of important genes suggest that the position of the gene can influence gene expression. To test this hypothesis, I studied the expression of a fluorescent reporter gene inserted in different positions around the chromosome. The expression of the reporter is driven by differently regulated promoters, one repressed by the important NAP H-NS, one non regulated and one subject to supercoiling and stringent control. We studied the dynamical expression of these promoters in different growth conditions, growth phases, upon nutritional upshift and under stress. We showed that the expression of the H-NS dependent promoter depends on the location on the chromosome, because H-NS repression is enhanced in presence of AT-rich sequences. We also studied the influence of a divergent gene on the reporter expression as a function of chromosomal position, and showed that this influence depends on the location of the gene. With our study we have been therefore able to show the impact of chromosomal position on gene expression and to give a new perspective on genome complexity.

Staphylococcus xylosus est une bactérie ubiquitaire, commensale de la peau et des muqueuses de l'homme et des animaux. C'est un des principaux ferments utilisé en salaison. Ses propriétés technologiques étaient bien connues mais peu de données génétiques sur cette espèce étaient disponibles. Nous avons établi la première carte physique et génétique de la souche modèle S. xylosus C2a. Cette carte nous a permis d'avoir une estimation de la taille (2,89 Mb) et de l'organisation globale d'un chromosome de S. xylosus. Au sein de cette espèce, nous avons montré qu'il existait une grande diversité, tant au niveau des caractères phénotypiques (métabolisme des sucres, formation de colonies géantes) que génotypiques (profils génomiques, taille du chromosome). Nous avons étudié, par hybridation soustractive, la diversité du contenu génétique de souches de diverses origines. Le génome de la souche C2a a été soustrait à ceux d'un ferment et de deux souches isolées d'infections opportunistes. Au total, 78 kb de séquences d'ADN ont été identifiés, la majorité correspondant à des gènes du métabolisme. La distribution de ces fragments souchesspécifiques au sein de l'espèce S. xylosus révèle deux groupes dont un composé des souches présentant un risque potentiel. Ces fragments pourraient être utilisés dans des études épidémiologiques. La région de l'oriC est une zone d'insertion privilégiée de ces fragments sur les chromosomes de S. xylosus. Elle permet l'acquisition de matériel génétique important pour son adaptation à différentes niches écologiques. Le séquençage de cette zone chez différentes souches permettra d'évaluer la plasticité des génomes de S. xylosus.