La convergence, soit l'acquisition indépendante de phénotypes similaires, est un aspect intéressant
de la diversité qui peut fournir des informations importantes sur la nature du changement évolutif.
Dans les systèmes végétaux, les syndromes de pollinisation – combinaisons de traits floraux
adaptés à leurs pollinisateurs – constituent de bons exemples de convergence se produisant sur les
fleurs. Nous avons utilisé une approche globale incluant la morphologie cellulaire et la
transcriptomique pour analyser la convergence de formes florales de deux syndromes de
pollinisation trouvés dans les genres frères non Gesneria et Rhytidophyllum (Gesneriaceae), un
groupe antillais qui contient environ 81 espèces avec différentes morphologies et stratégies de
pollinisation variables dans leur degré de spécialisation écologique. Il a déjà été démontré que la
forme des fleurs joue un rôle important dans l’évolution de ce groupe, qui présente de nombreuses
transitions entre les stratégies de pollinisation. Nous avons testé la présence de convergence dans
les forms de cellules de la corolle et dans l’expression des gènes de la corolle en utilisant (1) une
analyse pour mesurer la forme des cellules de pétales matures à l’aide d’un modèle phylogénétique
mixte et (2) une approche transcriptomique comparative combinant l'expression différentielle des
gènes (DESEq2) et l'analyse de co-expression (WGCNA) de gènes exprimés dans certaines
regions précises des pétales. Toutes les analyses ont pris en compte les relations phylogénétiques
entre les espèces. Nous avons trouvé une anisotropie cellulaire convergente se produisant dans les
régions distales des pétales au sein des espèces du même syndrome (forme). Nous avons également
constaté une plus grande similarité dans les modèles d'expression génique entre les espèces d’un
même syndrome qu'entre les espèces apparentées et avons produit une liste de 203 gènes
potentiellement associés aux formes de fleurs convergentes. La convergence morphologique
florale observée dans les syndromes de pollinisation des espèces étudiées se retrouve tant au niveau
cellulaire qu'au niveau de l'expression. Les résultats présentés ici amplifient les informations de
base sur la famille des Gesneriaceae pour les études futures sur la convergence et la forme florale
dans le groupe. / Convergence, the independent acquisition of similar phenotypes, is an important aspect of
diversity that can provide valuable insights about the nature of evolutionary change. In plants,
pollination syndromes - combinations of floral traits adapted to their pollinators - make good
examples of convergence occurring on flowers. We used a comprehensive approach that includes
cell morphology and transcriptomics to analyze the floral shape convergence of two pollination
syndromes found in the sister genera Gesneria and Rhytidophyllum (Gesneriaceae), an Antillean
group that contains approximately 81 species with different morphologies and pollination
strategies varying in their degree of ecological specialization. Flower shape has already been found
to play an important role in the evolution of this group, which shows many transitions between
pollination strategies. We tested convergence in the corolla cell shapes and in gene expression for
the pollination syndromes using (1) cell measurement statistical analysis (Phylogenetic Mixed
Model) of mature petals and (2) a comparative transcriptomic approach that combined differential
gene expression (DESEq2) and co-expression analysis (WGCNA) in genes expressed in specific
regions of the petals. All analyses took the phylogenetic relationships of the species into account.
We found convergent cellular anisotropy occurring in the distal regions of the petals within species
of the same syndrome (form). We also found greater similarity in gene expression patterns
occurring among species of the same syndromes than between more closely related species and
produced a list of 203 genes potentially associated with convergent flower forms. The floral
morphological convergence observed in the pollination syndromes of the investigated species is
paralleled both at the cellular and expression levels. The results shown here amplify the
background information of the Gesneriaceae family for future studies of convergence and floral
form in the group.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:umontreal.ca/oai:papyrus.bib.umontreal.ca:1866/33582 |
| Date | 12 1900 |
| Creators | Vergolino Martini, Carolina |
| Contributors | Joly, Simon |
| Source Sets | Université de Montréal |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | thesis, thèse |
| Format | application/pdf |
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