Diversification et adaptation le long de gradients environnementaux: rôle de l'introgression dans la diversification écologique de papillons alpins – DIVALPS

Assemblage et annotation de 5 génomes de référence (2 espèces parentales, deux espèces provenant d'un évènement d'hybridation ancien, un hybride récent); recherche de variants structuraux; analyse populationnelle: recherche d'îlots génomiques de différenciation, identification des gènes et des traits biologiques impliqués. Analyse de clines phénotypiques (phéromones, composés cuticulaires, morphométrie, thermotolérance), génomiques et environnementaux dans les zones de contact entre espèces, et analyses d'association Génotype x phénotype x environnement.

Cinq génomes assemblés au niveau chromosomique et annotés; publication en préparation
Développement du logiciel de génotypage de Variants de Structure avec des lectures longues, SVJedi-graph, diffusé en open-source via github et Bioconda : github.com/SandraLouise/SVJedi-graph; publication en cours
L'analyse démographique des 4 espèces confirme que 1/ les deux espèces parentales ont divergé il y a environ 2 millions d'années et qu'elles ont des histoires démographiques asynchrones en lien avec les fluctuations climatiques du quaternaire, 2/ que les deux espèces hybrides sont issues d'un évènement d'hybridation il y a environ 12000 ans, et ont des histoires récentes d'introgression différentes avec les espèces parentales dont le rôle adaptatif reste à démontrer. Des différences de composés chimiques et de thermotolérance des oeufs ont été mises en évidence entre espèces.

L'analyse de clines dans les zones de contact permettra de confirmer le rôle des îlots de différenciation génomique dans l'adaptation à l'altitude chez ce complexe d'espèce, et l'étude d'association permettra de lier variation génétique, variation phénotypique et variation environnementale.

SVJedi-graph: Logiciel de détection de variants structuraux diffusé en open-source via github et Bioconda : github.com/SandraLouise/SVJedi-graph.

L’adaptation répétée à des conditions environnementales similaires chez des espèces apparentées peut résulter de la sélection naturelle agissant de façon indépendante entre les différentes lignées, ou d’échanges de gènes par hybridation (introgression adaptative). Nous étudions ici un complexe d'espèces de papillons le long du gradient altitudinal dans les Alpes, afin de comprendre comment les populations s'adaptent le long du gradient altitudinal. L’analyse du génome des papillons dans les zones de contact entre taxons permettra d’identifier les régions plus ou moins perméables au flux de gènes, en particulier les introgressions et réarrangements, et de les associer à la variation phénotypique adaptative. Grace à l’analyse de taxons provenant d’un évènement d’hybridation ancien, nous pourrons distinguer les effets de la différenciation pan-génomique (dus à l’allopatrie et la démographie), de ceux de la sélection sur les gènes impliqués dans l'adaptation locale et l’isolement reproducteur. et comprendre dans quelle mesure ces gènes ont été échangés entre les lignées. En utilisant des hybrides récents dans les zones de contact, nous bénéficions d'une expérience naturelle de ségrégation des traits caractérisant chaque taxon, brassés par de nombreuses générations de recombinaison, que nous étudierons afin de comprendre comment les principaux traits conférant l'adaptation altitudinale sont partagés par introgression entre les lignées alpines ou au contraire agissent comme des barrières au flux de gènes. Nous relierons ces introgressions à l’adaptation aux changements climatiques et biotiques liés à l’altitude. Ce système permettra de déchiffrer les processus impliqués dans l'adaptation à de nouvelles conditions le long du gradient altitudinal, et d'identifier les principaux traits et gènes candidats impliqués. Le projet mobilisera les équipes de trois unités et combinera leur expertise en bio-informatique, génomique des populations, écologie et approches expérimentales.