Academic literature on the topic 'Génomique forestière'

Les ectomycorhizes sont des associations symbiotiques établies entre les racines des arbres et certains champigpons du sol. Ces relations mutualistes, dont les bénéfices sont avant tout trophiques, entraînent des modifications morphologiques et métaboliques importantes chez les deux partenaires. La formation de l'ectomycorhize Eucalyprus globulus-Pisolithus tinctorius s'accompagne également d'un changement du protéome et de l'expression génique des racines et du champignon. Afin d'acquérir une vision globale des gènes exprimés et régulés au cours de la formation de l'ectomycorhize E. Globulus-P. Tinctorius, nous avons développé une analyse de l'expression sénique dans l'organe symbiotique via l'analyse du transcriptome. Une première étude, nous a permis d'obtenir les profils d'expression de 400 ESTs (Expressed Sequer. . Ce Tags) dans une ectomycorhize en formation. Nous avons ainsi pu identifier 17% des ESTs qui sont régulés par la symbiose. Nous avons poursuivi notre analyse sur plus de 700 ESTs au cours du développement de l'organe symbiotique, depuis les premiers contacts entre les symbiotes jusqu'à la mise en place de l'ectomycorhize fonctionnelle. L'analyse statistique des profils d'expression nous il permis de mettre en évidence (i) des ensembles de gènes co-régulés (régulons) et (ii) une chronoséquence dans l'expression génique. Parmi les gènes fortement régulés nous avons identifié : ceux codant les protéines pariétales fongiques (hydrophobines et SRAP32), plusieurs familles de métallothionéines, des protéines de signalisation, des protéines de stress hydrique et des enzymes de la respiration mitocnondria. Le. Parmi ces gènes régulés, nous avons caractérisé en détail, un gène codant une nouvelle hydrophobine, HydPt-3, et plusieurs gènes de communication fongiques (ras, raf, calcineurine)
Ectomycorrhiza formation and function alter both fungal and plant gene expression. The identification of a large rumber of novel genes expressed exclusively or predominantly in the symbiosis will contribute greatly to the understanding of the function of the ectomycorrhizal association. We have constructed a cDNA library of 4-day-old Eucalyphls globulus-Pisolithus tinctorius ectomycorrhiza by random cloning and through suppression subtractive hybridization. We screened 715 arrayed cDNAs to identify symbiosis-regulated genes by using differential hybridization. Gene expression profiles obtained from free-living Pisolithus tinctorius, non-inoculated roots and ectomycorrhizas at various developmental stages, from the earliest contacts (4 days) to the functionning symbiotic organ (28 days) were analyzed. Comparisons of free-living partners and symbiotic tissues revealed significant changes in the expression levels (differential expression ratio> 2. 0) for 11 to 23% of the genes analyzed at the different stages of mycorrhiza formation. No ectomycorrhiza-specific gene was detected. We derived groups of coordinately expressed genes (i. E. Regulons) using hierarchical clustering and Self Organizing Maps. At least a dozen of distinct temporal patterns of induction/repression were observed. The main fungal regulons contained genes coding for cell-wall and membrane proteins, communication genes, and metallothionein-related poteins. In the host root, a major down-regulated regulon comprised genes involved in water transport and stress suggesting that mycorrhiza development improves water uptake. We have furthermore characterized cDNA clones corresponding to Pisolithus signalling genes (ras, raf and calcineurine) and to a new hydrophobin gene (HydPt-3)

En contexte de changements climatiques anticipés, des épisodes de sécheresses de plus en plus intenses et fréquents affecteront la disponibilité en eau des espèces forestières boréales, poussant les améliorateurs des arbres à considérer l'adaptation aux stress hydriques comme une priorité. Nous avons utilisé un test comparatif de descendances d'épinette blanche (Picea glauca [Moench] Voss) de 19 ans issu de croisements polymixtes établi sur deux sites ayant subi des épisodes de sécheresses pour comparer le contrôle génétique et le potentiel d'amélioration pour la réponse à la sécheresse à ceux des aux caractères plus conventionnels liés à la croissance. Pour ce faire, nous avons utilisé l'approche de sélection par la génomique (SG) et celle de la sélection classique basée sur l'information du pedigree (SP). Le contrôle génétique pour les caractères de réponse à la sécheresse était un peu plus faible que pour ceux de la croissance, mais avec des gains génétiques estimés comparables, ce qui permet d'envisager l'utilisation de la SG dès le plus jeune âge. Nous avons observé des corrélations opposées sur les deux sites étudiés entre les caractères de résistance au stress hydrique et la croissance radiale des arbres, probablement parce que les épisodes de sécheresse n'étaient pas au même moment de la saison de croissance d'un site à l'autre. Toutefois, certains scénarios de sélection ont permis d'améliorer tous les caractères en sacrifiant très peu le gain en hauteur, qui est le caractère prioritaire ciblé pour cette espèce au Québec. Nos résultats suggèrent que l'intégration de la réponse à la sécheresse dans les programmes d'amélioration génétique de l'épinette blanche ne nécessite qu'un léger sacrifice pour les gains en croissance en hauteur, et que la précision au niveau des prédictions obtenues par l'approche de sélection conventionnelle ou par la génomique semble être négativement affectée par de plus faibles effectifs disponibles lors des analyses effectuées site par site lorsque les épisodes de stress hydriques varient d'un site à l'autre
In the context of anticipated climate change, increasingly intense and frequent episodes of drought will affect water availability for boreal tree species, prompting tree breeders to consider adaptation to water stress as a priority. We used a 19-year-old comparative test of white spruce (Picea glauca [Moench] Voss) polycross progeny established on two sites affected by drought episodes to compare the genetic control and the potential for improvement of drought response with those of more conventional growth traits. To do this, we used genomic selection (GS) based on genomic profiles and traditional selection based on pedigree information only (PS). The genetic control for drought-response traits was somewhat weaker than for growth traits, but with comparable estimated genetic gains, which makes it possible to consider the use of GS at an early age. The accuracy of predicted breeding values for drought response traits was only slightly lower than that for growth traits. We observed opposite correlations on the two sites studied between water stress resistance traits and tree radial growth, likely because the water stress episodes occurred at different times during the growth season between sites. However, some selection scenarios made it possible to improve all traits while sacrificing very little on height gain, which is the priority trait targeted for this species in Quebec. Our results suggest that integrating drought response into white spruce breeding programs would require only a slight sacrifice in height growth, but that the accuracy of predictions obtained by the genomic or the conventional approach is negatively affected by the lower numbers of trees in site-specific analyses when the water stress episodes are different from site to site.

Les espèces forestières sont particulières à bien des égards par rapport aux autres espècesdomestiquées. Les arbres forestiers ont de longues phases juvéniles, entrainant de long et couteuxcycles de sélection et nécessitant une sélection en plusieurs étapes indépendantes. Bien que cetteméthode soit efficace du point de vue opérationnel, elle reste couteuse en temps et en ressources,entrainant une dilution de l’intensité et de la précision de sélection. Au vu de ces contraintes,les arbres sont de bons candidats pour la mise en oeuvre de l’évaluation génomique. La sélectiongénomique (SG) repose sur le classement et la sélection d’individus à partir de l’informationcontenu dans leur génome sans utilisé une étape d’évaluation phénotypique et ainsi accélérerle processus de sélection.Ce travail visait à identifier les situations, les critères et les facteursdans lesquelles la SG pourrait être une option réalisable pour le peuplier. Notre étude a montréque les avantages de l’évaluation génomique dépendent du contexte. C’est dans des situationsles moins avantageuse que l’évaluation génomique se montre la plus performante, elle profiteégalement de la densification de l’information génétique de faible à moyenne suite à une étaped’imputation de haute qualité. La sélection génomique pourrait être une option intéressante àstade précoce, où la précision de la sélection est généralement faible et la variabilité génétiqueabondante. Notre travail a également montré qu’il est important d’évaluer les performancesavec des critères alternatifs, comme ceux liés au classement, notamment lorsque ces critèresrépondent au contexte opérationnel du programme d’élevage étudié
Forest species are unique in many ways compared to other domesticated species. Forest trees have long juvenile phases, leading to long and costly selection cycles and requiring selection in several independent stages. Even if this method is operationally effective, it remains costly in terms of time and resources, resulting in a diluted intensity and accuracy of selection.In view of these constraints, trees are good candidates for the implementation of genomic evaluation. Genomic selection (SG) is based on the classification and selection of individuals from the information contained in their genome without using a phenotypic evaluation step and thus accelerating the selection process, in order to identify the situations, criteria and factors in which SG could be a feasible option for poplar. Our study showed that the benefits of genomic evaluation are context-dependent. Genomic evaluation is most effective in theless-advantageous situations, it also benefits from low to medium density genetic information following a high-quality imputation step. Genomic selection could be an interesting option at an early stage, when the accuracy of selection is generally low and genetic variability is abundant.Our work has also shown that it is important to evaluate performance with alternative criteria,such as those related to ranking, especially when these criteria fit the operational context of the breeding programme under study

Les Streptomyces sont des bactéries de la rhizosphère qui contribuent à la fertilité des sols (recyclage de la matière organique), et à la croissance et la santé des plantes. Elles possèdent parmi les plus grands génomes bactériens (12 Mb) et présentent une variabilité génétique importante. Cette variabilité connue au niveau interspécifique n’a jamais été abordée à l’échelle de la population, c’est-à-dire entre individus sympatriques appartenant à la même espèce (souches sœurs) au sein de la même niche écologique. L’objectif de ce travail est de rechercher cette diversité dans les populations de l’écosystème sol forestier, d’approcher sa dynamique et son rôle fonctionnel. Après séquençage et comparaison des génomes complets, nous avons observé une grande diversité génomique en termes de taille, de présence/absence d’éléments extrachromosomiques, mais également en terme de présence/absence de gènes le long du chromosome. Un grand nombre d’événements d’insertions et délétions (indels) comprenant de 1 à 241 gènes différencient les individus de la population. Au vu des liens phylogénétiques étroits entre les individus, l’ancêtre commun de la population est récent, aussi la diversité génomique résulterait d’un flux massif et rapide de gènes. La forte prévalence d’éléments conjugatifs intégrés dans la population suggère que la conjugaison est le moteur prépondérant de cette diversité génomique. La production différentielle de métabolites spécialisés (antibiotiques) a également été utilisée pour estimer l’impact de la diversité génétique sur le fonctionnement de la population. Nous avons pu montrer que cette production était liée à des gènes spécifiques de souches et qu’elle pouvait constituer un bien commun pour la population. Nous proposons que l’évolution rapide du génome participe au maintien des mécanismes de cohésion sociale chez ces bactéries du sol
Streptomyces are rhizospheric bacteria that contribute to soil fertility (recycling of organic matter), plant growth and health. They have among the largest bacterial genomes (12 Mb) with a high genetic variability. The genome variability, observed at the interspecific level has never been addressed within a population, i.e. between sympatric individuals belonging to the same species (Conspecific strains) within the same ecological niche. The objective of this work was to investigate this diversity in the forest soil ecosystem, to estimate its dynamics and its potential functional roles. After sequencing and comparison of the complete genomes, we observed a wide genomic diversity in terms of size, presence/absence of extrachromosomal elements, but also in terms of presence/absence of genes along the chromosome. A large number of insertion and deletion events (indels) from 1 to 241 genes differentiate individuals in the population. Given the close phylogenetic relationship of these strains, the common ancestor of the population is recent, hence the genomic diversity would result from a massive and rapid gene flux. The high prevalence of integrative and conjugative elements in the population suggests that conjugation could act as a driving force of this diversity. Differential production of specialized metabolites (antibiotics) was also used to estimate the impact of genetic diversity on population’s ecology. We were able to show that this production was linked to strain specific genes and that it may constitute a « public good » for the population. We propose that the rapid evolution of the genome contributes to the maintenance of social cohesion mechanisms within these soil bacteria

Les morilles présentent une grande diversité de formes, difficiles à interpréter même pour les spécialistes. Ceci a engendré un grand nombre de classifications différentes. Par ailleurs, ces champignons présentent une grande variabilité de modes de vie, qui semblent fortement influencés par des facteurs micro-écologiques. Nous avons développé un outil moléculaire basé sur le polymorphisme de l'ADN ribosomal qui permet à la fois de clarifier la systématique ambigüe des morchellacees et une approche plus précise de leur écologie. Une étude préalable du polymorphisme isoenzymatique a montré que celui ci permet la séparation précise des souches y compris au sein d'une espèce, sans toutefois rendre compte des relations phylogénétiques. L'analyse par PCR/RFLP de l'espaceur interne transcrit de l'ADN, a permis la distinction de trois groupes d'espèces avec des longueurs de l'ITS qui varient entre 740 et 1230 pb ; le séquençage de cette région a autorisé une analyse de la phylogénie des morchellacees. Les distances phylogénétiques observées entre les groupes d'espèces au sein du genre morchella sont comparables voire supérieures à celles avec les genres voisins. Ceci suggère que de même que les fausses morilles Mitrophora et Verpa ont été exclues du genre Morchella au siècle dernier il paraîtrait justifié de scinder les vraies morilles en deux voire trois genre. L'analyse de la région ITS permet également de mettre en cause la valeur de certaines espèces de morille telle que M. Vulgaris. L'étude sur le terrain des associations avec des plantes a confirmé la double aptitude des morilles à la symbiose et au parasitisme. L'étude en conditions contrôlées a apporté une confirmation expérimentale de la spécificité de M. Elata pour Pinus banksiana, qui avait été décrite sur le terrain. La possibilité d'une association M. Esculenta-Betula pendula a en outre été démontrée. L'étude expérimentale a également renforcé l'hypothèse du caractère crucial de l'association des morilles à des plantes supérieures lorsqu'elles se développent dans un contexte écologique difficile.