Intitulé de la thèse: "Histoire génomique d’une espèce pérenne méditerranéenne emblématique : diversité génétique, structure, admixture, trace de sélection et adaptation locale des populations naturelles d’olivier de l’ouest du bassin méditerranéen."

Les changements climatiques ont lieu depuis des millions d'années, avec des phases successives de réchauffement et de refroidissement. Par exemple, plusieurs évènements de glaciation se sont produits au cours du Miocène, du Pliocène et du Pléistocène, entrainant d'importants déplacements et extinctions d'espèces. Cependant, le changement global actuel est différent de ceux du passé, il se produit très rapidement en raison de l'augmentation des activités anthropiques.

Dans ce cadre, la connaissance et la compréhension des mécanismes évolutifs d'adaptation des espèces à leur environnement pourrait contribuer à atténuer les effets des changements actuels. Ce mécanisme est particulièrement complexe chez les plantes pérennes et constitue actuellement un enjeu majeur d’étude en biologie évolutive et en écologie. L’apport des nouvelles techniques de séquençage et d’analyse des données en génomique permet d’étudier l’adaptation locale de ces plantes en milieu naturel sur la base de données moléculaires.

L'olivier (Olea europaea L.) est une espèce pérenne emblématique du bassin méditerranéen, pouvant vivre des milliers d'années. La forme cultivée et la forme sauvage coexistent dans la même aire de distribution. Des flux génétiques existent entre ces deux groupes, donnant lieu à l'émergence en milieu naturel, en plus des populations sauvages, à des populations admixées et férales. Il est actuellement impossible de distinguer les vrais oliviers sauvages des oliviers admixés et cultivés dans l'environnement naturel en raison de l'absence de traits morphologiques discriminants facilement mesurables. Cette distinction n’est possible que par l’utilisation de marqueurs génétiques.

Cette thèse aborde la question de l'adaptation locale des populations d'oliviers sauvages de l'ouest du bassin méditerranéen, à travers trois sous-questions :

(1) Quelle est la diversité génétique et la structure génétique des oliviers en milieu naturel ?

(2) Quelles parties du génome sont soumises à la sélection ?

(3) Quels sont les loci potentiellement liés aux variations environnementales ?

Pour examiner la structure génétique et la diversité des oliviers sauvages, nous avons échantillonné 27 populations comprenant chacune 12 à 15 arbres, d'oliviers sauvages présumés le long d'un gradient nord-sud en France, en Espagne et au Maroc. Nous avons utilisé des sondes de séquençage ciblées sur les gènes annotés du génome de référence "Farga" pour analyser leurs caractéristiques génomiques. En plus des populations naturelles, nous avons séquencé des accessions d'oliviers cultivés de la collection mondiale de Marrakech et une population d'oliviers sauvages originaire du sud de la Turquie.

L'analyse génétique a révélé l’existence de vrais oliviers sauvages tous aussi bien dans le sud de la France, qu’en Corse, en Espagne et au Maroc ; mais aussi la présence de nombreux oliviers admixés en milieu naturel. Cette présence majoritaire d’olivier admixés au sein du même environnement que les sauvages, pose question sur le processus d’adaptation locale qui aurait pu être facilité par le flux de gènes provenant du compartiment cultivé. Ces résultats nous ont conduit à examiner les différences de traces de sélection entre le groupe admixé, le groupe sauvage et le groupe cultivé, nous renseignant ainsi sur leur histoire évolutive.

Nous avons ensuite examiné l’adaptation locale potentielle du groupe admixé et du groupe sauvage à travers l’étude d'association génome-environnement. Notre objectif était d'abord de déterminer si les populations sont localement adaptées à leur environnement et ensuite d'identifier les gènes impliqués dans ce processus, ainsi que leurs fonctions. En comparant le groupe des admixés et le groupe des sauvages, nous avons pu identifier des différences dans les signatures d’adaptation locale. Ces résultats ouvrent la voie à des études futures visant à déterminer le potentiel adaptatif de l’olivier face au changement global.

Mots-clés : étude d’association génome-environnement, génomique des populations, Olea europaea ssp. europaea var. sylvestris, histoire évolutive, flux de gène cultivé-sauvage

Article scientifique: bioRxiv preprint doi: https://doi.org/10.1101/2023.04.18.537296 ; this version posted April 20, 2023 (papier sous presse dans Plos One)

Sous la direction de: Evelyne Costes et le co-encadrement de Bouchaib Khadari, Philippe Cubry, Gautier Sarah (UMR Agap Institut équipe AFEF et UMR DIADE, équipe Dynadiv)

Jury: 

- Laurence Despres, Professeur des universités, Université de Grenoble Alpes - Rapportrice

- Thibault Leroy, Chargé de recherche, INRAE Toulouse - Rapporteur

- Laurène Gay, Chargée de recherche, INRAE Montpellier - Examinatrice

- Olivier François, Professeur des universités, Université de Grenoble Alpes - Examinateur

- Benjamin Dauphin, Collaborateur Scientifique, Swiss Federal Research Institute WSL - Invité

Cadre de réalisation des travaux de thèse

1) Bourse doctorale de l’Institut Agro / Concours de l’Ecole Doctorale GAIA en juillet 2020.

2) Travaux de recherche (travaux de terrain pour l’échantillonnage des populations d’olivier, analyses génomiques, participation aux symposiums et publication) ont bénéficié d'une aide du Labex AGRO 2011 - LABX-002, projet n°2003-001, intégré à l'i-Site Muse coordonnée par Agropolis Fondation.

3) Travaux de recherche ont été soutenus par le CBNMed (Conservatoire Botanique National Méditerranéen).

LIEN VISIOCONFERENCE mardi 19 décembre 2023 9:00: https://teams.microsoft.com/l/meetup-join/19%3ameeting_Y2RlZmVlYTQtNzhmNi00MmQ4LTg3ZGEtY2JhNjVjN2IwYTVi%40thread.v2/0?context=%7B%22Tid%22%3A%2260af5f90-e3b4-47d6-8c8e-e6d6d2b117b9%22%2C%22Oid%22%3A%22a93e1498-ed74-4b40-85d5-419e4acfabbd%22%2C%22IsBroadcastMeeting%22%3Atrue%2C%22role%22%3A%22a%22%7D&btype=a&role=a