Plasticité d'un allopolyploïde C. arabica en comparaison à ses espèces parentales diploïdes : variations de l'expression des gènes sous stress thermiques
La polyploïdie est un mécanisme majeur d'adaptation et de spéciation chez les végétaux. Les polyploïdes seraient à l'origine de phénotypes nouveaux et de conquêtes de nouvelles niches écologiques. Coffea arabica est un allopolyploïde (2n=4x=44) relativement récent issu d'une hybridation entre deux espèces diploïdes proches (2n=2x=22), Coffea eugenioides et Coffea canephora. Les deux espèces, C. arabica et C. canephora, se différencient par leur aptitude par rapport aux variations des conditions environnementales. La culture de C. canephora est basée sur des populations présentant une diversité génétique importante alors que celle de C. arabica est basée sur une très faible diversité génétique. Nos objectifs ont été d'étudier 1) la divergence transcriptomique entre l'allopolyploïde et ses espèces parentales en faisant varier les conditions de température pendant la croissance ; 2) la plasticité de l'allopolyploïde face aux stress thermiques en s'intéressant à la voie de biosynthèse des acides gras ; 3) la comparaison du transcriptome de C. arabica avec les profils obtenus pour les transcriptomes de trois groupes génétiques distants de C. canephora. Une micropuce à ADN a été développée et des techniques basées sur la PCR quantitative en temps réel (qRT-PCR) et sur le séquençage à haut débit de fragments d'ARN (RNAseq) ont été utilisés. Les acides gras ont été déterminés par chromatographie en phase gazeuse. Il apparaît que la divergence entre l'espèce C. arabica et ses parents varie suivant la température. Nous avons également établi une meilleure tolérance traduisant une meilleure plasticité de l'allopolyploïde aux stress thermiques. A partir des données RNA seq, nous avons observé une grande variabilité des profils de transcriptome des trois groupes génétiques de C. canephora qui traduirait sa capacité à s'adapter à des niches écologiques variées. L'ensemble de ces résultats étaye l'hypothèse largement admise mais rarement démontrée que la duplication du génome chez un allopolyploïde est une source importante de plasticité et jouerait un rôle dans l'adaptation de celle-ci. Cette plasticité est basée sur des variations des niveaux d'expression génique dont les mécanismes de régulation restent à élucider.
| Summary: | La polyploïdie est un mécanisme majeur d'adaptation et de spéciation chez les végétaux. Les polyploïdes seraient à l'origine de phénotypes nouveaux et de conquêtes de nouvelles niches écologiques. Coffea arabica est un allopolyploïde (2n=4x=44) relativement récent issu d'une hybridation entre deux espèces diploïdes proches (2n=2x=22), Coffea eugenioides et Coffea canephora. Les deux espèces, C. arabica et C. canephora, se différencient par leur aptitude par rapport aux variations des conditions environnementales. La culture de C. canephora est basée sur des populations présentant une diversité génétique importante alors que celle de C. arabica est basée sur une très faible diversité génétique. Nos objectifs ont été d'étudier 1) la divergence transcriptomique entre l'allopolyploïde et ses espèces parentales en faisant varier les conditions de température pendant la croissance ; 2) la plasticité de l'allopolyploïde face aux stress thermiques en s'intéressant à la voie de biosynthèse des acides gras ; 3) la comparaison du transcriptome de C. arabica avec les profils obtenus pour les transcriptomes de trois groupes génétiques distants de C. canephora. Une micropuce à ADN a été développée et des techniques basées sur la PCR quantitative en temps réel (qRT-PCR) et sur le séquençage à haut débit de fragments d'ARN (RNAseq) ont été utilisés. Les acides gras ont été déterminés par chromatographie en phase gazeuse. Il apparaît que la divergence entre l'espèce C. arabica et ses parents varie suivant la température. Nous avons également établi une meilleure tolérance traduisant une meilleure plasticité de l'allopolyploïde aux stress thermiques. A partir des données RNA seq, nous avons observé une grande variabilité des profils de transcriptome des trois groupes génétiques de C. canephora qui traduirait sa capacité à s'adapter à des niches écologiques variées. L'ensemble de ces résultats étaye l'hypothèse largement admise mais rarement démontrée que la duplication du génome chez un allopolyploïde est une source importante de plasticité et jouerait un rôle dans l'adaptation de celle-ci. Cette plasticité est basée sur des variations des niveaux d'expression génique dont les mécanismes de régulation restent à élucider. |
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