Déterminisme génétique de la dynamique de croissance et de la composition isotopique du carbone chez l'Eucalyptus en réponse aux variations environnementales

Bartholomé Jérôme. 2014. Déterminisme génétique de la dynamique de croissance et de la composition isotopique du carbone chez l'Eucalyptus en réponse aux variations environnementales. Montpellier : Montpellier SupAgro, 296 p. Thèse de doctorat : Systèmes intégrés en biologie, agronomie, géosciences, hydrosciences et environnement (SIBAGHE). Biologie intégrative des plantes (BIP) : Montpellier SupAgro Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques

Thèse

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Titre anglais : Genetic determinism of growth dynamics and carbon isotope composition in Eucalyptus in response to environmental changes

Encadrement : Bouvet, Jean-Marc ; Gion, Jean-Marc

Résumé : Les différents scénarios sur l'évolution du climat prévoient une augmentation de la fréquence et de l'intensité des sécheresses. La croissance des arbres forestiers étant fortement conditionnée par la disponibilité en eau, ces changements devraient impacter de manière significative la productivité des forêts plantées. La compréhension de l'impact des facteurs génétiques et environnementaux sur la dynamique de croissance est donc un enjeu majeur pour assurer les niveaux de production des plantations de demain. L'Eucalyptus, grâce à sa croissance rapide et à la disponibilité de ressources génétiques et génomiques, est un modèle biologique idéal pour mener ces recherches. L'objectif de cette thèse est de caractériser l'architecture génétique de la dynamique de croissance à différentes échelles de temps chez l'eucalyptus en relation avec : (i) les variations environnementales, et notamment l'évolution de la disponibilité en eau, et (ii) la composition isotopique du carbone de l'arbre (?13C), un caractère lié à l'efficience d'utilisation de l'eau. Pour répondre à cet objectif, un croisement interspécifique Eucalyptus urophylla x E. grandis a été étudié dans quatre dispositifs expérimentaux en République du Congo. Notre approche se base sur la cartographie des loci à effet quantitatif (QTL) et combine : (i) un génotypage haut débit, (ii) une caractérisation inter et intra-annuelle de la croissance et du ?13C, ainsi qu'un suivi en continu des micro-variations du rayon et (iii) une caractérisation en continu des facteurs environnementaux. Ces travaux ont tout d'abord conduit à la construction des premières cartes génétiques à haute résolution chez l'Eucalyptus. L'analyse de l'architecture génétique du ?13C a ensuite permis de mettre en évidence des gènes candidats positionnels, potentiellement impliqués dans la variation de ce caractère. Enfin, la caractérisation inter et intra-annuelle de la dynamique de croissance a permis de montrer que l'architecture génétique de la croissance, au stade adulte, est structurée par les réponses à l'environnement au stade juvénile. Ces réponses ont ensuite été analysées grâce aux profils de micro-variations du rayon, permettant ainsi de préciser leurs déterminants génétiques Nos résultats soulignent l'importance de considérer la croissance comme un caractère dynamique, non seulement pour la compréhension de ses bases génétiques, mais également à des fins de sélection de variétés adaptées à un environnement changeant.

Mots-clés Agrovoc : Eucalyptus, Eucalyptus urophylla, Eucalyptus grandis, hybridation interspécifique, croissance, locus des caractères quantitatifs, carbone, isotope, eau, dendrométrie, carte génétique, génotype, plantations, facteur du milieu, sécheresse, intéraction génotype environnement, facteur climatique