Sujet de thèse

2017
Sujet de thèse:
UMR 7205 Institut de systématique, Evolution, Biodiversité
Caractérisation des processus de développement responsables de la diversité des formes de pétales
Directeur de thèse:
Manuela López-Villavicencio
[email protected], [email protected]
Co-directeur(s) titulaire(s) HDR:
Co-directeur(s) non-titulaire(s) HDR:
Catherine DAMERVAL (DR CNRS, Génétique Quantitative et Evolution ' Le
Moulon, Gif-sur-Yvette) : encadrement de l'étudiant pour les manips d'évodévo (40%)
Prof. Shahin ZARRE (Université de Téhéran, Iran) : personne référente en
Iran, qui aidera l'étudiant lors des missions d'échantillonnage (5%).
Florian Jabbour (MC MNHN ISYEB, équipe 2, HDR à soutenir avant
décembre 2017, si l'autorisation de passer l'HDR est obtenue) :
encadrement de l'étudiant pour les études de morpho-anatomie et de
développement. (50%)
Equipe:
1. Systèmes génétiques, adaptation et domestication
2. MADP (Morpho-Anatomie et Développement des Plantes)
Publications récentes des directeurs de thèse avec leurs anciens doctorants:
Ropars J, Lo YC, Dumas E, Snirc A, Begerow D, Rollnik T, Lacoste S, Dupont J, Giraud T, López-Villavicencio M. 2016. Fertility depression among
cheese-making Penicillium roqueforti strains suggests degeneration during domestication. Evolution 70: 2099-2109.
Ropars J, Rodríguez de la Vega R, López-Villavicencio M, Gouzy J, Sallet E, Dumas E, Lacoste S, Debuchy R, Dupont J, Branca A, Giraud T. 2015.
Adaptive horizontal gene transfers between multiple cheese-associated fungi. Current Biology 25: 2562-2569.
Ropars J, Dupont J, Fontanillas E, Rodríguez De La Vega R, Malagnac F, Coton M, Giraud T, López-Villavicencio M. 2012. Sex in cheese: Evidence for
sexuality in the fungus Penicillium roqueforti. PLoS One 7: e49665.
Descriptif du sujet de thèse et méthodes envisagées:
La diversité et l'évolution des formes de fleurs sont intimement liées à la pollinisation et à la fonction de reproduction des angiospermes. Au sein de la
structure florale, les pétales sont souvent les organes qui attirent les pollinisateurs vers la partie centrale de la fleur où sont localisés les organes sexuels.
Les pétales peuvent aussi produire et stocker du nectar, substance sucrée dont les pollinisateurs sont friands. Des changements dans la forme des
pétales peuvent influencer la spécificité des relations entre fleurs et pollinisateurs, entraîner des spécialisations écologiques et par là favoriser des
processus de spéciation.
L'ordre des Ranunculales, qui est le premier à diverger au sein des eudicots, est un des clades d'angiospermes les plus divers en terme de morphologie
des pétales. La famille des Ranunculaceae est cosmopolite et représente à elle seule une part importante de la diversité morphologique des pétales de
l'ordre. Un périanthe zygomorphe, la présence d'éperons nectarifères sur les pétales et la fusion partielle de parties du périanthe sont des
synapomorphies de certains genres de Ranunculaceae qui ont vu leur nombre d'espèces augmenter très fortement au cours de l'évolution.
L'origine de la diversité morphologique des pétales de Ranunculaceae reste assez méconnue. L'objectif de cette thèse est d'étudier les bases
développementales et génétiques de l'évolution des formes de pétales de Ranunculaceae et d'évaluer les contributions de la division et de la
différentiation cellulaires à la diversité des pétales. En effet, au cours de l'organogenèse et de la morphogénèse, le primordium de pétale voit se succéder
une phase de prolifération cellulaire et une phase d'expansion et de différentiation cellulaires post-mitotiques, dont les durée et localisation respectives
peuvent influencer la forme du pétale mature.
L'élaboration des pétales au cours du développement sera analysée par des méthodes de morphométrie géométrique et d'évo-devo, et les
expérimentations se feront aux niveaux macro- et microscopique. Les domaines en prolifération et ceux en expansion cellulaire seront cartographiés via
l'hybridation in situ des ARNm de l'Histone H4, un marqueur de la division cellulaire très conservé chez les angiospermes.
L'échantillonnage inclura une quinzaine d'espèces issues de neuf genres différant par la structure et la composition de leur corolle et par la morphologie
de leurs pétales. Des espèces de trois genres à fleurs zygomorphes (Aconitum, Consolida et Delphinium) seront étudiées et comparées à des espèces
des genres Adonis, Aquilegia, Anemone, Clematis, Filaria et Helleborus. Des espèces de milieux tempérés et arides seront étudiées. Ce sujet de thèse a
été mis au point en collaboration avec Prof. Zarre de l'Université de Téhéran, et étant donnée la diversité de la flore de Ranunculaceae iranienne et ses
différences marquées avec la flore tempérée, il sera intéressant d'échantillonner, pour un même genre, des espèces de ces deux zones bioclimatiques.
Ces travaux permettront ainsi de comparer la morphologie des pétales entre espèces confrontées à des contraintes environnementales différentes
(milieux tempérés versus arides, avec des cohortes de pollinisateurs différentes). En second lieu, cette étude comparative permettra d'identifier les
modules de développement ancestraux et dérivés intervenant dans la croissance et la morphogenèse des pétales de Ranunculaceae. Enfin, elle
permettra de comprendre comment la chronologie et l'orientation des divisions cellulaires et des directions majeures de croissance cellulaire contribuent à
la diversité des formes de pétales chez les Ranunculaceae.
Stratégie de publication:
Sont prévues une publication présentant le développement des pétales dans les espèces choisies, une seconde sur la dynamique spatio-temporelle de la
prolifération/expansion cellulaire durant le développement, et une dernière sur l'analyse quantitative du développement en morphométrie géométrique,
associant les résultats précédents dans un contexte phylogénétique. Nous ciblerons des journaux de botanique, de biologie évolutive et d'évo-dévo.
Réorientation possible du sujet si échecs:
Le sujet ne comporte pas de risques notables d'acquisition ou de traitement des données. D'autres espèces de climat tempéré pourront être ajoutées à
l'échantillonnage au cas où le matériel iranien serait difficile à rassembler.
Faisabilité sur 3 ans (échéancier):
Les analyses moléculaires et de développement pourront commencer dès le premier semestre. Le reste du matériel sera disponible en fin de première
année. Les analyses de morphologie et les expérimentations en évo-dévo se poursuivront jusqu'au premier semestre de la dernière année. Les
publications ainsi que le manuscrit de thèse seront écrits à partir du début de la deuxième année. La participation à un congrès national et deux congrès
internationaux est prévue, répartis sur les trois ans de la thèse.
Profil du candidat recherché:
Le candidat devra être familier avec l'évolution morphologique des angiospermes, manifester un intérêt pour l'évo-dévo et la biologie moléculaire, et avoir
des connaissances solides en biologie évolutive. Cette étude comparative requerra une excellente capacité
d'organisation.