Recolonisation postglaciaire du tremble

Recolonisation postglaciaire du tremble

Climat, perturbations, diversité génétique et structure clonale

La régénération et l’organisation de la structure clonale et génétique des peuplements de peuplier faux-tremble pourraient donc varier en fonction du type et de la fréquence des perturbations (Stevens et al. 1999; MacKenzie 2010). L’utilisation de marqueurs moléculaires révèle toutefois que la structure clonale peut être complexe et des tiges de génotypes différents sont souvent mélangées dans les peuplements (Wyman et al. 2003; Mock et al. 2008). Ces outils ont amené une perspective nouvelle pour l’étude de la structure génétique et clonale du peuplier faux-tremble. Une étude de marqueurs microsatellites montre que la présence de trois allèles pour un même locus est
fréquente suggérant des cas de triploïdie ou d’aneuploïdie (Mock et al. 2008; Mock et al. 2012). Mock et al. (2012) ont montré un effet significatif des conditions climatiques sur le taux de triploïdie avec une tendance des plus grands clones à être triploïdes. De forts niveaux de variation et des excès d’hétérozygotie sont rencontrés dans des conditions semi-arides (ouest de l’aire de répartition) alors qu’une plus faible variation et une d’hétérozygotie plus faible sont généralement observés en conditions relativement humides dans les forêts situées dans l’Est de l’aire de
répartition (Cheliak & Dancik 1982; Hyun et al. 1987; Lund et al. 1992; Mitton & Grant 1996). Jelinski & Cheliak (1992) ont montré que dans des zones écologiquement différentes, toutes les populations étudiées, par une analyse isoenzymatique, conservent un haut niveau de diversité intra-populations. En ce qui concerne la diversité génotypique, elle a tendance à diminuer avec une augmentation de la multiplication végétative chez les plantes clonales. Cependant, une forte
diversité génotypique, comparable à celle d’une population d’origine entièrement sexuée, peut être maintenue par des événements occasionnels de reproduction sexuée qui créent de nouveaux génotypes (Balloux et al. 2003; Bengtsson 2003). Enfin, des taux élevés de multiplication végétative vont influencer positivement les niveaux d’hétérozygotie étant donné que deux fois plus d’allèles par locus peuvent être maintenus dans les populations purement clonales par rapport à celles purement d’origine sexuée (Balloux et al. 2003).
Turner et al. (2003) ont suggéré que les perturbations peuvent jouer un rôle clé dans la structure, la génétique et évolution des populations chez les espèces forestières. L’effet du temps depuis le dernier feu (TDF) sur la diversité clonale (génotypique) du tremble a été documenté au Québec (Namroud et al. 2006). La diversité clonale augmente progressivement durant les 150 premières années après feu à l’échelle du peuplement pour se stabiliser par la suite en forêt boréale mixte (Namroud et al. 2006). Namroud et al. (2006) ont suggéré que la mortalité des ramets intra-genets,
plutôt que la mortalité des genets, contribuant à l’augmentation de la diversité clonale avec le TDF dans la forêt boréale mixte de l’Est du Canada.Les différences régionales de climat, de régimes de feu, et au mveau de la fragmentation du paysage devraient influencer la diversité génétique et la structure clonale du tremble en forêt boréale canadienne. La structure clonale du tremble (richesse, équitabilité) devrait varier selon ces régimes de perturbations. Des conditions sèches dans 1′ ouest de la forêt boréale devraient limiter le recrutement par voie sexuée, tandis que les incendies plus fréquents devraient favoriser une augmentation de la taille relative des clones par multiplication végétative. A l’inverse, la diversité clonale et la proportion de clones composés d’un seul ramet devraient être plus élevées dans la partie Est en raison de la présence de conditions humides (favorable au recrutement par graine) et de taux de brulage faible (cycle de feu long) favorisant l’auto-éclaircie des ramets (Namroud et al. 2006). Enfin, la diversité génétique (hétérozygotie, richesse allé li que) devrait également varier d’une région à l’autre en raison de conditions environnementales et de structure clonale différentes.

Diversité génétique et croissance radiale

La dendrochronologie est un outil puissant pour mesurer la croissance des arbres et en particulier comprendre les effets de l’environnement sur cette dernière. Les techniques de dendrochronologie ont été utilisées pour l’étude des pertes de productivité ou de biomasse (Hogg et al. 2008) et pour évaluer les relations entre la croissance et le climat (Hogg 2001; Hogg & Bernier 2005; Leonelli et al. 2008), entre la croissance et la compétition (Drobyshev et al. 2013; Huang et al. 2013), ou les
effets de perturbations sur la croissance ( défoliateurs, vent, coupes partielles; Brais et al. 2004; Huang et al. 2008; Man et al. 2008; Gendreau-Berthiaume et al. 2012; Moulinier et al. 2014).
En forêt boréale mixte composée de peuplier faux-tremble et d’épinette noire (Picea mariana), la réponse de croissance aux variations climatiques diffère d’une espèce à l’autre et ne serait pas synchrone entre ces deux espèces (Drobyshev et al. 2013). Ceci pourrait donc conduire à des changements en ce qui concerne la structure et la composition des forêts mixtes dans le futur (Drobyshev et al. 2013). Les variations interannuelles de croissance chez le peuplier sont particulièrement sensibles aux évènements de défoliation par la livrée des forêts (LDF) et à l’aridité du sol (Climate Mai sture Index, CMI; Hogg et al. 2002b ). En revanche, dans la plupart des études, la composition génétique des populations étudiées n’est jamais évaluée et les variations de croissance sont principalement considérées comme étant seulement influencées par une réponse au climat sans contribution significative de la génétique (King et al. 2013).
Chez le peuplier, un seul génotype (ou clone) peut couvrir de grandes surfaces (e .g. le clone “Pando” dans le sud de l’Utah qui couvre 43 ha; Grant et al. 1992; De Woody et al. 2008) et ces surfaces peuvent être affectées par un dépérissement rapide et soudain à la suite de changements environnementaux sévères, comme une sécheresse ( e.g. Worrall et al. 2013). Ce dépérissement peut être dû à une mauvaise adaptation de certains génotypes aux nouvelles conditions environnementales. Il est tout aussi possible d’observer des génotypes qui seraient mieux adaptés aux nouvelles conditions climatiques. Par conséquent les performances de croissance d’une
population pourraient être, en moyenne, similaires dans le temps si les peuplements sont constitués d’un assemblage d’une multitude de clones avec des tolérances climatiques différentes. Les plus grandes différences de croissance seraient donc observées au niveau du peuplement entre les génotypes plutôt qu’entre les populations.Mitton & Grant (1996) ont émis l’hypothèse que les différences régionales en matière de génétique et de structure clonale des peuplements de peuplier reflèteraient l’aridité du climat, la capacité à se reproduire végétativement et le mode de reproduction dominant (sexuée ou végétative). Au niveau régional, une plus forte hétérozygotie individuelle pourrait permettre à l’arbre d’avoir une plus grande flexibilité dans sa réponse de croissance face aux changements environnementaux (Mitton & Grant 1984), conduisant à une plus forte croissance radiale (Jelinski & Cheliak 1992; Cole et al. 2010). Il à été montré qu’en moyenne 20% de la variation de croissance des arbres (valeurs variant entre 10% et 40% en fonction de l’espèce) est sous contrôle génétique (Cornelius 1994; Beaulieu & Bousquet 20 10). L’étude des variations de croissance observées entre des peupliers d’origines géographiques différentes dans des tests de provenance ont montré que la croissance était en partie sous contrôle génétique (Gray et al. 2010; Li et al. 2010; Schreiber et al. 2013). L’héritabilité au sens large (h2 : proportion de variance phénotypique qui est sous contrôle génétique) pour la croissance en hauteur et le diamètre à hauteur de poitrine (DHP à 1,3m), sont estimées à 0.45 et 0.43, respectivement, pour des clones de peuplier (Gylander et al. 2012). Il semble donc que la croissance du peuplier soit en partie influencée par des facteurs génétique ce qui n’a, jusqu’à présent, jamais été evalué dans des peuplements naturels de peupliers faux-tremble en forêt boréale.

 Objectifs généraux

De nombreuses études génétiques ont été réalisées sur le tremble (e.g. Namroud et al. 2005a; Namroud et al. 2005b; Ally et al. 2008; Mock et al. 2008; Mock et al. 2012; Callahan et al. 2013), mais peu se sont intéressées aux dynamiques de la diversité génétique et de la structure clonale de cette espèce à l’échelle transcontinentale au Canada (Mock et al. 2012; Callahan et al. 2013). L’objectif principal de cette thèse était d’évaluer les différences régionales de diversité génétique et de structure clonale, de comprendre leurs ongmes (facteur historique, environnement,perturbations) et de quantifier l’effet de facteurs génétiques sur les variations de la réponse de croissance du peuplier. Plus précisément, cette thèse s’articule autour de trois chapitres:
• Refuge glaciaire et recolonisation : Déterminer les zones de refuges glaciaires et les voies de migration postglaciaire du peuplier faux tremble dans la partie ouest de 1 ‘Amérique du Nord.
• Structure génétique et clonale : Mesurer la diversité génétique et la
structure clonale du peuplier dans les différentes régions de la forêt boréale canadienne et de la tremblaie-parc. Puis évaluer dans quelle mesure le climat, les feux de forêt et la fragmentation du paysage influencent les différences de diversité génétique et de structure clonale observées.
• Croissance : Evaluer l’influence de la diversité génétique et clonale des populations sur les variations de la réponse de croissance du peuplier.

……….

Le rapport de stage ou le pfe est un document d’analyse, de synthèse et d’évaluation de votre apprentissage, c’est pour cela rapport gratuit propose le téléchargement des modèles gratuits de projet de fin d’étude, rapport de stage, mémoire, pfe, thèse, pour connaître la méthodologie ?avoir et savoir comment construire les parties d’un projet de fin d’étude.

Table des matières

DÉDICACE
A V ANT-PROPOS
LISTE DES FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
RÉSUMÉ
CHAPITRE 1 INTRODUCTION GÉNÉRALE
1.1 Recolonisation postglaciaire du tremble
1.2 Climat, perturbations, diversité génétique et structure clonale
1.3 Diversité génétique et croissance radiale
1.4 Objectifs généraux
1.5 Zone d’étude
CHAPITRE 2 FINE SCALE ASSESSMENT OF GENETIC DIVERSITY AND GENETIC STRUCTURE OF TREMBLING ASPEN IN NORTHWESTERN NORTH AMERICA
2.1 Abstract
2.2 Résumé
2.3 Background
2.4 Materials and methods
2.4.1 Study area and sampling
2.4.2 DNA extraction, amplification and sequencing
2.4. 3 Data manipulation
2.4.4 Variation of genetic diversity
2.4. 5 Population genetic bottleneck
2.5 Results
2.5.1 Variation ofgenetic diversity
2.5.2 Patterns of genetic structure
2.5.3 Population genetic bottlenecks
2.6 Discussion
2.6.1 Genetic diversity and structure
2.6.2 Population genetic bottlenecks
2.7 Conclusion
2.8 Acknowledgements
2.9 Literature cited
2.10 Appendices
CHAPITRE 3 GENETIC DIVERSITY AND CLONAL STRUCTURE OF NATURAL POPULATIONS OF TREMBLING ASPEN IN CANADA: A TRANSCONTINENTAL STUDY
3.1 Abstract
3.2 Résumé
3.3 Introduction
3.4 Materials and methods
3.4.1 Study sites and sampling
3.4.2 Climatic data
3.4.3 Fire and fragmentation data
3.4.4 Spatial clonai structure and genetic diversity
3.4.5 Effects of climate and disturbances on the genetic diversity and clonai structure
3. 5 Results
3.5.1 Differences between regions in terms of climatic conditions,fire regimes and landscape fragmentation
3. 5. 2 Clonai structure
3.5.3 Genetic diversity
3. 5.4 Effect of climate, fire regime and landscape fragmentation on aspen genetic diversity and donal structure
3.6 Discussion
3.6.1 Genetic diversity
3.6.2 Clonai structure
3.6.3 Effect of climate, fire regimes and landscape fragmentation
on as pen genetic diversity and donal structure
3.7 Conclusion
3.8 Acknowledgements
3.9 References
3.10 Appendices
CHAPITRE 4 THE EFFECTS OF GENETIC DIVERSITY, CLIMATE AND DEFOLIATION EVENTS ON TREMBLING ASPEN GROWTH PERFORMANCE ACROSS CANADA
4.1 Abstract
4.2 Résumé
4.3 Introduction
4.4 Materials and Methods
4.4.1 Study are a and sampling
4.4.2 Tree-ring width measurement and crossdating
4.4. 3 Environmental data
4.4.4 Clonai structure and genetic diversity
4.4. 5 Statistical analysis
4.5 Results
4. 5.1 Descriptive tree ring analysis
4.5.2 Descriptive genetic statistics
4.5.3 Modelling growth responses to genetics and environmental data
4.6 Discussion
4.6.1 Descriptive genetic statistics
4.6.2 Modelling growth responses to genetics and environrnental data
4.6.3 Conclusions and perspectives
4.7 Acknowledgements
4.8 References
4.9 Appendices
CHAPITRE 5 CONCLUSION GÉNÉRALE
5.1 Discussion générale
5.2 Perspectives
BIBLIOGRAPHIE

Rapport PFE, mémoire et thèse PDFTélécharger le rapport complet

Télécharger aussi :

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *