CE32 - Dynamique des écosystèmes et de leurs composants en vue de leur gestion durable

Les conséquences génétiques de reproduction partiellement clonale dans les populations colonisant de nouveaux territoires – Clonix2D

Résumé de soumission

Comprendre comment évolue la diversité génétique des populations est primordial pour prévoir et orienter les capacités de résilience des populations qui devront coloniser de nouveaux territoires en raison du changement climatique et des activités humaines. Ces résultats permettront de rationaliser les stratégies de gestion de nombreuses espèces écologiques et économiques clés. La façon dont les populations se reproduisent conditionne majoritairement les capacités des espèces à s'adapter aux changements environnementaux. Clonix2D vise à étudier les conséquences de la clonalité partielle sur l’évolution de la diversité génétique lors de néo- ou re- colonisation via une approche multidisciplinaire (modélisation mathématique, simulation et analyse de données) et un consortium éprouvé. Ce projet ajoutera une composante spatiotemporelle à notre compréhension de la génétique des populations d'organismes partiellement clonaux pour étudier la façon dont elle affecte dynamiquement la diversité génétique biogéographique et sa structure dans l'espace et le temps.
Le projet s’articule autour de 3 tâches
La Tâche1 formalisera les conséquences théoriques de taux croissants de clonalité sur la structure et la diversité génétique des populations, en utilisant des algorithmes de simulations basés sur des équations de transition des matrices génotypiques.
La tâche 2 se concentrera sur l'inférence empirique des histoires évolutives des populations partiellement clonales qui ont colonisé de nouvelles zones : 2a / en formalisant des méthodes d'inférence par coalescence et par anticipation et en étudiant leurs précisions comparées dans l'identification de scénarios démographiques connus et 2b / en utilisant des données réelles obtenus par les différents partenaires pour déduire des paramètres démographiques sur une gamme d'organismes présentant des histoires de colonisation contrastées ceci afin de tester la robustesse de la méthode.
La tâche 3 se concentrera sur la discrimination des signatures des événements démographiques des pressions sélectives. Cette dernière tâche est objectivement la plus délicate car la reproduction clonale génère un lien fort pangénomique qui peut masquer la détection des locus sélectionnés. Ici, nous émettons l'hypothèse que le découplage des effets de la sélection et de l’histoire démographique peut être réalisé en utilisant des données temporelles.
Ce projet repose sur un solide ensemble de développements théoriques. A cet égard, trois partenaires sur cinq collaborent depuis longtemps dans le développement de logiciels (du code source à la sortie du programme éprouvé par les utilisateurs). Une grande partie des risques est ainsi maîtrisée. En particulier, une force méthodologique de ce projet est la complémentarité avec les deux approches de modélisation retenues pour les simulations: un algorithme forward basé sur la transition de la génotype matrice et un programme backward basé sur la coalescence. Cette complémentarité sera utile aussi bien pour l'exploration de questions théoriques que pour la validation croisée des méthodes d'inférence. Une autre force et originalité du projet est d'envisager des modes de reproduction mixtes et des taux variables de clonalité qui augmenteront l'adéquation entre la modélisation et l'analyse des données biologiques.
Clonix2D rassemble des chercheurs et du personnel technique qui étudient depuis longtemps les questions convergentes sur la génétique des populations et l'écologie des espèces envahissantes partiellement clonales. Nous avons des domaines d'expertise complémentaires couvrant tout le spectre nécessaire pour atteindre les objectifs de ce projet. À ce titre, nous avons déjà rédigé des articles phares sur certains de ces thèmes et développé une recherche synergique et innovante. Tous ces efforts attendent de s'exprimer à nouveau dans ce prochain projet.

Coordinateur du projet

Monsieur Solenn Stoeckel (Institut de Génétique Environnement et Protection des Plantes)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

EBEA Evolutionary Biology and Ecology of Algae
INRA - BIOGECO Biodiversité, Gènes et Communautés
University of Kansas / Department of Ecology & Evolutionary Biology
The University of Alabama at Birmingham / Department of Biology
IGEPP Institut de Génétique Environnement et Protection des Plantes
MARBEC Centre pour la biodiversité marine, l'exploitation et la conservation
IAM Interactions Arbres-Microorganismes

Aide de l'ANR 437 706 euros
Début et durée du projet scientifique : mars 2019 - 48 Mois

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