Approche moléculaire des mécanismes de microévolution chez une espèce d'arbre introduite, <em>Cedrus atlantica Manetti</em>

Francés. De nouvelles ressources génomiques sont développées chez une espèce non-modèle de conifère, le cèdre de l'Atlas<em> Cedrus atlantica Manetti</em>, introduite dans le Petit Luberon (France) dans la deuxième moitié du XIXème siècle dans le cadre d’une opération de restauration des terrains de montagne. La première partie de la thèse expose l’exploration du génome de <em>C. atlantica,</em> le développement et la validation de marqueurs moléculaires par séquençage haut débit de fractions de son génome avec deux méthodes de réduction de complexité: la méthode RADseq (séquençage de fragments d’ADN associés à un site de restriction en utilisant une enzyme sensible à l’hypométhylation) appliquée ici pour la première fois à un génome de conifère et la méthode de séquençage de transcriptome. Nos résultats ont validé l’efficacité de la méthode RADseq dans la réduction de la complexité d’un génome de conifère et par suite ont confirmé l’hyper-méthylation de ses éléments transposables. Grâce aux données de séquençage, 17348 marqueurs SNP (polymorphisme d’un seul nucléotide) et 5714 marqueurs microsatellites ont été détectés in silico. Dans la deuxième partie, la structure génétique de la génération fondatrice de <em>C. atlantica</em> a été caractérisée par une combinaison d’analyses de diversité génétique et d’analyses de structure génétique. Ces dernières ont été basées sur une approche purement statistique (Analyse Discriminante des Composantes Principales) et une approche bayésienne reposant sur un modèle de génétique des populations (avec le logiciel STRUCTURE). Les analyses ont été réalisées avec 144 SNP validés expérimentalement parmi ceux développés dans la première partie. Nos résultats ont montré une structure génétique très marquée, avec deux groupes correspondant potentiellement à des provenances de l’aire d’origine et un groupe correspondant probablement à une famille de demi-frères. Le fait du mélange génétique explique la forte diversité génétique observée dans ce peuplement. Ceci montre que les introductions d’espèces se font parfois à partir de matériel génétique complexe en termes de diversité génétiques et de niveaux d'apparentement, ce qui peut limiter l'utilisation des approches basées sur des modèles de génétique des populations pour analyser leur structure génétique. Dans la troisième partie, nous avons caractérisé l’évolution de la diversité génétique et de la structure génétique en trois générations et avons recherché des traces de sélection sur la base des variances temporelles de fréquences alléliques. Dans cette population en croissance démographique, la diversité génétique globale est conservée au fil des générations mais elle est fortement réorganisée : augmentation de la consanguinité et augmentation de la variance d'apparentement, disparition des déséquilibres de liaison et apparition de génotypes « hybrides » entre groupes génétiques fondateurs. Néanmoins, la structure génétique détectée à l’introduction n'est pas complètement annihilée après trois générations. Ceci peut être expliqué par deux hypothèses non exclusives, l’une démographique et l’autre adaptative, respectivement : soit le mélange est en train de se produire à une vitesse lente du fait de la contribution des arbres fondateurs, plus développés, aux générations chevauchantes successives, soit les hybrides inter-groupes ont été en partie contre-sélectionnés. Finalement, deux évolutions génétiques pourraient être des indicateurs d’une sélection rapide mise en place à l’échelle de quelques générations après la phase initiale d'installation: (i) l'absence de trace d’un groupe génétique fondateur dans les générations qui ont suivi l’introduction et (ii) la détection d’un SNP dont la grande variance de fréquences alléliques serait une signature de sélection. En conclusion, nous avons démontré l’importance de caractériser la structure génétique initiale d’une population (qui peut être complexe) afin de comprendre son évolution. Malgré les générations chevauchantes chez les arbres, nous avons montré qu'une réorganisation marquée de la diversité génétique et des traces d'évolution adaptatives peuvent être détectées après trois générations seulement. Les marqueurs SNP, issus de régions codantes et non codantes du génome, sont assez puissants pour ce type d'analyse