GEN

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Diversité génétique, écologie et évolution des populations d’arbres forestiers

Animateur : Ivan Scotti

Tél. : +33 (0)4 32 72 29 56
Fax : +33 (0)4 32 72 29 02
email :ivan.scotti(at)inrae.fr

Participent aux activités de cet axe disciplinaire : Bruno FADY (DR) ,Victor FRIRION (Post-doctorant), François LEFEVRE (DR), Nasradin TOUHAMI (TR), Christian PICHOT (CR), Anne ROIG (IE), Ivan SCOTTI (DR), Caroline SCOTTI-SAINTAGNE (IR), Marion PARIZAT (TR), Alice COPIE (Doctorante).

THEMES DE RECHERCHE :
1. Régime de reproduction et capacités de dispersion des gènes par pollen et par graines
2. Adaptation locale le long de gradients environnementaux à une échelle spatiale fine
3. Potentiel adaptatif et la capacité des populations d’arbres à répondre à la sélection sur un petit nombre de générations (micro-évolution)
4. Variabilité génétique des populations et des espèces à l’échelle du bassin Méditerranéen

MODELE D'ETUDES

La Hêtraie-Sapinière, un écosystème en phase de recolonisation à l’étage montagnard-méditerranéen. (Mont Ventoux)
 
La cédraie reconstitue un écosystème forestier sur l'étage méso-méditerranéen (Luberon)
La pinède à pin d'Alep, un écosystème pionnier transitoire de l'étage thermo méditerranéen (Alpiles)

La Hêtraie-Sapinière, un écosystème en phase de recolonisation à l’étage montagnard-méditerranéen.
(Mont Ventoux)

La cédraie reconstitue un écosystème forestier sur l'étage  supra-méditerranéen. 
(Luberon)

La pinède à pin d'Alep, un écosystème pionnier transitoire de l'étage méso-méditerranéen.
(Alpilles)

 

Dans ce dossier

L’étude des capacités de dispersion du pollen et des graines revêt un intérêt particulier dans le contexte du changement global. D’une part, la dispersion des graines est l’une des composantes du processus de migration, qui détermine la capacité des populations à suivre leur optimum bioclimatique. D’autre part, le régime de reproduction au sens large (taux d’autofécondation, immigration pollinique, variances de fécondité des individus) affecte la dérive génétique et le niveau de consanguinité des descendants, et par le biais de la dépression de consanguinité, la dynamique de la régénération naturelle. La dispersion du pollen a aussi des impacts démographiques quand la limitation pollinique réduit le nombre de graines produites. Enfin, la migration du pollen et des graines a aussi des impacts génétiques car les flux de gènes entre populations déterminent les patrons d’adaptation locale.

Dans un environnement spatialement hétérogène, on s’attend à ce que, dans chaque population, les traits adaptatifs évoluent vers des valeurs qui augmentent la fitness moyenne de la population dans son environnemental local. Ce processus d’adaptation, piloté par la sélection divergente, devrait conduire à un patron dit d’adaptation locale, tel que des lignées locales ont de meilleures performances dans leur habitat d’origine que des individus issus d’autres localités. Les tests de provenance, mis en place par les forestiers depuis plusieurs dizaines d’années, suggèrent l’existence de tels patrons d’adaptation locale dans les populations arbres. De même, un nombre croissant d’étude de génomique des populations montrent une variation clinale des fréquences de gènes candidats impliqué dans la réponse aux stress ou dans la phénologie. Ces études à large échelle posent néanmoins un certain nombre de problèmes méthodologiques pour décomposer le rôle des différents processus contribuant à l’adaptation locale (ie la dispersion des gènes, la variance génétique additive et l’intensité de la sélection en chaque point de l’espace), et s’affranchir des processus de nuisance (par exemple la dérive génétique).

Dans un environnement variable dans le temps, la capacité d’une population à s’adapter de façon dynamique au fil des générations dépend des mécanismes générant la variabilité phénotypique et génétique, de l’architecture génétique des traits adaptatifs et des corrélations génétiques entre traits, et de la sélection. C’est une longue tradition en génétique évolutive de mesurer ces composantes du potentiel adaptatif, mais le développement de nouveaux outils (notamment de marqueurs génétiques) et le contexte des changements globaux ont donné au regain d’intérêt à ces questions.

Le concept de biodiversité intègre les différentes échelles de la diversité biologique : la diversité entre espèces, la diversité des populations au sein de chaque espèce, la diversité entre individus d'une même population, mais aussi la diversité des gènes que chaque arbre peut transmettre à ses descendants au fil des générations. Les ressources génétiques concernent plus particulièrement la diversité génétique, des populations aux gènes. Du fait des mécanismes de l'hérédité, les ressources génétiques sont naturellement en perpétuelle évolution. Qu'elles soient naturelles ou artificielles, les perturbations écologiques (par exemple les incendies, les changements climatiques, ou l'aménagement forestier) influencent les processus de cette évolution.