Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé :  Diffusion du document : INRA Antilles-Guyane, UMR ECOFOG, F97387 Kourou, Guyane (France)Diplôme : Master Recherche
il s'agit d'un type de produit dont les métadonnées ne correspondent pas aux métadonnées attendues dans les autres types de produit : DISSERTATION
Origin and maintenance of species diversity is one of the main questions in evolutive biology. Species complexes, ie sister species still exchanging genes, are common in tropical forests and contribute to this diversity. This poster describes the organization of the genetic diversity in two closely related tree species, Carapa guianensis and C. procera, which are in sympatry in French Guiana. By using a clustering method based on nuclear markers (Pritchard et al. 2000), 506 trees sampled in French Guiana have been assigned to a species. Interestingly, many individuals harbored intermediate genome and we assigned to an hybrid group. The geographic distribution of these individuals revealed the presence of a contact zone between the two carapa species in the Eastern part of French Guiana. We then analysed genetic diversity at cholroplast genome and revealed a symmetrical gene flow between the two sister species. In addition, hybridization between hybrids and parental species ar likely possible but still need validations thanks to control crosses. Within species, we finally revealed the presence of a departure from the neutral equilibrium in thedirection of a population expansion likely related to Holocene perturbations. This expansion may have contributed to the hybrid zone formation in French Guiana.
L'origine et le maintien de la diversité spécifique des forêts tropicales humides est une question clé en biologie évolutive. Ce travail contribue à améliorer la compréhension de ces mécanismes à travers l'étude de la distribution de la diversité génétique de deux espèces sœurs interfertiles, le Carapa procera et C. guianensis en Guyane. L'assignation botanique des arbres échantillonnés (506) a été effectuée en adoptant une approche moléculaire qui repose sur l'analyse de la répartition des fréquences alléliques de six microsatellites nucléaires (Pritchard et al. 2000). Chaque locus présente des allèles dont les différences de fréquences entre espèces sont importantes, permettant ainsi d'envisager des outils simples de reconnaissances pour ces espèces difficilement identifiables sur la seule base de leurs caractères phénotypiques. Une zone de contact des deux espèces où les phénomènes d'hybridations sont fréquents a par ailleurs été localisée. En associant une analyse de la diversité au niveau du génome chloroplastique sur un sous ensemble d'individus (244), j'ai pu montrer que l'introgression est bidirectionnelle et que les backcross sont possibles. Les flux de gènes entre les deux espèces sont fréquents, et à l'intérieur des espèces, les populations sont peu structurées bien que la différenciation soit significative entre les sites les plus éloignés. Enfin, ce travail met en évidence que les populations de chacune des deux espèces présentent un signal d'expansion de population, avec un signal plus fort pour le C. procera, qui laisse présager une expansion récente, vraisemblablement à l'origine de la zone de contact. L'impact des évènements climatiques et/ou des activités amérindiennes des 10 000 dernières années pourrait expliquer la restriction puis l'expansion de ce genre post pionnier.
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01189488

hal-01189488
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PRODINRA : 42333

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Diplôme : DEA
il s'agit d'un type de produit dont les métadonnées ne correspondent pas aux métadonnées attendues dans les autres types de produit : DISSERTATION
absent
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01189541

hal-01189541
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PRODINRA : 46419

Résumé : Face aux difficultés d’identification des arbres de la famille des Lauracées et dans un but d’établissement d’une production durable et certifiée d’huiles essentielles, l’entreprise KLR a voulu mettre en place un nouvel outil d’identification multi-critères qui consiste à croiser plusieurs types de caractères afin d’obtenir une détermination taxonomique fiable.Trois méthodes d’identification ont été utilisées : la chimie (analyse de l’odeur de l’écorce), le code barre génétique et l’anatomie du bois. Une analyse par positionnement multidimensionnel non-métrique a permis de faire un tri des critères anatomiques du bois pertinents dans l’identification des Lauracées étudiées, au final 14 critères ont été retenus. D’après les données anatomiques dont nous disposons, nous proposons une clé de détermination au genre. En génétique, la technique de code barres de la région chloroplastique intergénique trnH-psbA a été appliquée aux individus récoltés. En comparant les séquences de tous les individus, 40% des individus peuvent être identifiés au genre car ils présentent des haplotypes uniques. Des haplotypes au sein des genres ont été déterminés et permettent d’identifier l’espèce pour 40 à 100 % des individus selon le genre. L’analyse SPME de l’odeur des écorces a permis de définir pour chaque espèce une carte d’identité chimique à partir des molécules majoritaires. Des chémotypes ont été définis au sein des espèces Licaria cannella, Ocotea indirectinervia et Sextonia rubra. Ces trois domaines d’observation ont permis de constituer une base de type Xper2 pour l’identification.Un criblage des essences intéressantes de par leur rendement en huile essentielle a été effectué. En ce qui concerne la partie extraction de l’huile essentielle, trois espèces montrent un rendement en huile essentielle de l’écorce supérieur à 0,3% et 5 espèces montrent un rendement en huile essentielle du bois supérieur à 0,3%. Les évaluations olfactives menées par un expert ont permis de séparer les huiles distillées en 5 différentes notes. Nous avons jugé intéressant de savoir si l’outil d’identification multicritère pouvait prédire les compositions et rendements en huile essentielle de l’espèce identifiée avant l’abattage de l’arbre. Des études complémentaires ont donc été menées. Pour plus de la moitié des arbres, la signature de l’écorce, la composition de l’huile essentielle de l’écorce et la composition de l’huile essentielle du bois sont similaires. La tentative d’établir un lien entre les caractéristiques des cellules à huile et le rendement s’est avérée infructueuse.
In order to develop a sustainable production of certified essential oils extracts, the compangy KLR has struggled with the identification of the trees from the family of Lauraceae. This is the main reason that led to the project of creating an identification tool for this family.This tool would be based on three approaches: chemistry (chemical signature of the dark), wood anatomy and genetic barcoding. By means of a non-metric multidimensional scaling analysis, we selected a list of 14 relevant wood anatomical features that can identify the trees to the genera. For the genetics, the barcoding of trnH-psbA an intergenic region of the DNA has been used. When comparing all the sequences from all the individuals, 40% of the individuals can be identified to the genera because of their specific haplotype. Haplotypes within the genera have also been established. Chemical identity cards have been set with the SPME analysis technique and chemotypes have been defined inside the species Licaria cannella, Ocotea indirectinervia and Sextonia rubra. These three identification approaches allowed us to construct an identification tool on Xper².During the study, we aimed to screen what species would be interesting for its essential oil yield. Three species showed an essential oil bark yield above 0.3%. five species showed an essential oil wood yield above 0.3%. An expert held an olfactory evaluation on the oils and divided the essential oils in five olfactory groups. We found it relevant to improve the identification tool by trying to predict the compositions of the oils before the three was cut down. In the case of the half of trees studied by SPME analyses, the composition of the wood and the bark essential oils were similar. On the other hand, no link was found between the oil cells dimensions and the essential oil yield.

http://www.theses.fr/2012AGUY0516/document

Résumé : La distribution actuelle des espèces d’arbres des forêts tropicales humides amazoniennes est le résultat de processus dynamiques sur lesquels les perturbations passées, d’origine climatique ou anthropique, peuvent avoir jouées un rôle majeur. Des outils génétiques actuels associés à des méthodes d’analyses puissantes permettent d’inférer et de dater l’empreinte génomique des évènements démographiques subits par les populations naturelles. Le but de cette thèse est de contribuer à une vision d’ensemble de l’évolution démographique de la forêt tropicale humide du plateau des Guyanes pendant le Quaternaire. J’ai d’abord étudié les propriétés des microsatellites (répétitions simple de séquences, SSR) et les limites de leurs applications en tant que marqueurs moléculaires en phylogéographie. Plusieurs allèles SSR contenu dans diverses populations de trois genres d’arbres différents ont été séquencés et le polymorphisme, porté par chaque partie des fragments ADN contenant des SSR, a été étudié. J’ai observé que la quantité de variation génétique était aussi importante dans les régions encadrant le microsatellite que dans le SSR lui-même. Ces régions ont contribué significativement à l’information phylogénétique et ont parfois été la principale source de différenciation entre les individus et les populations. Cette expérience m’a permis de choisir la meilleure stratégie à adopter pour traiter les données de variation génétique des SSR dans des modèles démographiques. J’ai ensuite utilisé ces marqueurs SSR et des méthodes ABC pour étudier l’impact local des occupations humaines précolombiennes sur les forêts en Guyane française. Les changements démographiques subis par des populations de quatre espèces d’arbres ont été comparés entre cinq sites occupés et quatre sites non perturbés. Les perturbations naturelles et induites par l’homme ont contribué à la mise en place de la diversité observée actuellement, comme le suggère des signatures d’effet fondateur détectées sur les sites perturbés ou non. Néanmoins, la taille des populations fondatrices semble être proportionnelle à l’impact humain estimé, indiquant que les perturbations anthropique ont induit un remplacement des populations plus important que les processus écologiques naturels. Pour terminer, j’ai mené une étude de démographie comparative d’espèces d’arbres tropicaux à l’échelle régionale de la Guyane française. Cinq scénarios démographiques ont été testés pour neuf populations de huit espèces en utilisant des microsatellites nucléaires et des séquences chloroplastiques. Les changements démographiques les plus récents détectés convergent vers une signature générale d’expansion de la forêt humide depuis probablement la dernière glaciation. Cela peut suggérer, soit que la composition des forêts du plateau des Guyanes était différente, ou que le couvert forestier était moins étendu. Ce résultat constitue le premier indice de changement passé, probablement d’origine climatique, subi par les communautés forestières du plateau des Guyanes ; qui n’avait jusque-là pas pu être testé avec des méthodes standards en raison d’un manque de fossiles. En conclusion, j’ai recueilli des preuves génétiques que les perturbations, à différents échelles de temps, ont marqué la structure et la composition génétique des forêts du plateau des Guyanes. L’application de ces méthodes à d’autres régions Néotropicales pourrait contribuer, à l’avenir, à reconstruire l’histoire écologique de la forêt amazonienne de façon détaillée.
The current tree species distribution in Amazonian tropical rainforests is the outcome of dynamic processes in which past perturbations, climatic or anthropogenic, may have played a major role. Currently available genetic tools associated with powerful analytical methods allow inferring and dating the genomic imprint of demographic events undergone by natural populations. The aim of my thesis is to contribute to an overview of the demographic evolution of the tropical rainforest in the Guiana shield during the Quaternary. I have first studied the properties of microsatellites or Simple sequence repeat (SSR) and the limits in their applications as molecular markers in phylogeography. Several SSR alleles in multiple populations of three divergent tree genera have been sequenced and the sources of polymorphisms, carried by each portion of SSR-containing DNA amplicons, have been broken apart. I have observed that the amount of variation was as large in flanking regions as in the SSR itself. The former contributed significantly to the phylogenetic information and sometimes was the main source of differentiation among individuals and populations. This experiment allowed me to choose the best strategy to treat SSR variation in demographic modeling. I have subsequently used SSR markers and ABC methods to study the impact of pre-Columbian human settlements at the local level on rainforests in French Guiana. Demographic changes undergone by populations of four tree species were compared between five settled and four undisturbed sites. Both natural turnover and human-induced disturbances appeared as shaping currently observed genetic diversity, with signatures of founder effect both at disturbed and undisturbed sites. Nevertheless, the size of founding populations appeared to be proportional to the estimated human impact, suggesting that human-made disturbance caused deeper population turnover than background ecological processes. Finally, I have conducted a comparative demography study of tropical tree species at the regional level across French Guiana. Five demographic scenarios have been tested for nine populations from eight species using both nuclear microsatellites and chloroplastic sequences. The most recent demographic signals detected converge on a global signature of expansion of the rainforest since probably the last glaciation. This finding can suggest either that the composition of the Guiana shield rainforests was different, or that its global extent was smaller, during earlier epochs of the Pleistocene than today. This result is the first firm indication of changes undergone by the forest communities of the Guiana shield in the distant climatic past – something which could not be tested with standard methods due to almost complete lack of fossil evidence. In conclusion, I have gathered genetic evidence that disturbances, both in historical and geological times, have marked the structure and composition of forests in the Guiana shield.The extensive application of these methods to other regions of the Neotropics maycontribute, in the future, to the detailed reconstruction of the ecological history ofAmazonian forests.

http://www.theses.fr/2012AGUY0568/document