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Agathe Hurel : 17 décembre - 14h00 - Airial
Génomique écologique de l’adaptation locale du pin maritime (Pinus pinaster)

De récentes prédictions montrent que le changement climatique causera une perte de valeur économique des forêts européennes de 21 à 50% d’ici 2071-2100. En France, la région Nouvelle-Aquitaine dépend fortement de ses forêts, qui occupent 34% du territoire. Le pin maritime (Pinus pinaster) y tient une place particulièrement importante car il représente 40% de la ressource en bois de cette région. Cette espèce, emblématique du bassin méditerranéen et de la zone Atlantique Sud-Ouest possède une distribution discontinue, ce qui en fait un objet d’étude particulièrement intéressant pour étudier son adaptation à différents environnements. C’est ce que j’ai entrepris pendant cette thèse en considérant différentes échelles spatiales et différents stades de la vie de l’arbre.
 La première partie de ce travail explore la susceptibilité de différentes origines de pins maritimes à deux champignons phytopathogènes : Armillaria ostoyae, pathogène des racines et Diplodia sapinea, pathogène systémique. Nous nous sommes pour cela appuyé sur un jardin commun (CLONAPIN) au sein duquel sont regroupés des représentants clonés d’une trentaine de populations du pin maritime. L’héritabilité au sens large (H²) et la différenciation génétique (Q_st) de cette susceptibilité ont été estimés ainsi que ceux pour la hauteur totale des arbres et la phénologie du débourrement du bourgeon végétatif. Pour la majorité des traits une H² modérée a été observée, alors que les Q_st élevé indiquent une forte différenciation entre populations. Les génotypes de ce dispositifs ayant tous été génotypés, nous avons pu également étudier les liens statistiques entre la variabilité génétique et phénotypique. Les SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) associés aux traits ont le plus souvent un faible effet, signe que ces caractères sont sous contrôle polygénique. Enfin, des corrélations ont été établies entre les valeurs génétiques des traits et des variables climatiques.  
 La deuxième partie de ce travail, s’inscrit dans le projet GenTree, destiné à étudier l’adaptation génétique et le potentiel évolutif des populations naturelles d’arbres sur l’ensemble du continent européen. Nous nous sommes intéressés aux populations de pin maritime d’Espagne, d’Italie et de France, ainsi que de pin sylvestre (Pinus sylvestris) d’Espagne, d’Allemagne, de Lituanie et de Finlande. Vingt-cinq arbres par population ont été phénotypés pour la hauteur, le diamètre, la densité du bois, la surface des aiguilles (SLA) et la discrimination isotopique du carbone, un proxy de l’efficience d’utilisation de l’eau. Des graines récoltées sur chaque arbre phénotypé ont alors servi afin d’établir des plantations comparatives réciproques en Espagne et en France pour le pin maritime et dans les quatre pays d’origine du pin sylvestre. Dans chacun de ces dispositifs, toutes les populations de l’espèce ont été plantées, de façon à mimer une régénération naturelle. La germination, la croissance en hauteur, la survie et les stades de développement des plantules ont été mesurés durant un (P. pinaster) ou deux ans (P. sylvestris). Nous avons montré que ces caractères de la fitness des plantules, possédaient fort un effet « population ». Puis, pour chaque population et dans chaque dispositif nous avons calculé les gradients de sélection en régressant les caractères de fitness des plantules sur les performances des adultes, tout en conservant la structure familiale. Une tendance très nette entre espèces a pu être observée : P. sylvestris présentant majoritairement des gradients de sélection significatifs vis-à-vis de la taille de l’arbre mère (hauteur et diamètre), alors que les gradients de sélection de P. pinaster étaient relatifs à la SLA et à la discrimination isotopique du carbone.
La dernière partie de la thèse s’intéresse aux populations de la Corse. Cette île a la particularité de présenter un seul gene-pool du pin maritime qui a réussi à s’adapter aux environnements très divers de ce territoire. Nous avons bénéficié de la plantation comparative PINCORSE, composée de 900 familles issues de 33 populations corses, qui ont été mesurées pendant plusieurs années pour la hauteur, et dont une partie a bénéficié d’un phénotypage de la discrimination isotopique du carbone. Nous avons pu estimer l’héritabilité au sens strict (h²) et le Q_st de ces caractères quantitatifs, et l’utilisation de 50,000 nouveaux marqueurs SNPs nous a permis d’identifier les populations marginales sur ce territoire.
 Ces études apportent de nouveaux résultats sur les paramètres génétiques de caractères liés à la réponse à des perturbations biotiques et abiotiques chez le pin maritime. Ces connaissances pourront alimenter des réflexions pour des applications relevant soit de la recombinaison génétique au sein du programme d’amélioration, soit de la conservation des ressources génétiques dans un environnement changeant.