My phd thesis will be defended monday 25 november 14.00, in the OSUR Conference room (building 14B, Beaulieu Campus, Rennes).
The jury members and thesis abstract are presented below:
Dr. Alex BAUMEL IMBE Marseille (France) Rapporteur
Dr. Angélique D'HONT, CIRAD, Montpellier (France) Rapportrice
Dr. Ilia LEITCH, Royal Botanical Gardens, Kew, England Examinatrice
Dr. Mathieu ROUSSEAU-GUEUTIN, INRAE IGEPP Le Rheu (France) Examinateur
Dr. Armel SALMON, UMR Ecobio, Université de Rennes (France) Co-Directeur de thèse
Pr. Malika AINOUCHE, UMR Ecobio, Université de Rennes (France) Co-Directrice de thèse
Abstract
The evolutionary history of plant genomes is punctuated by cyclical rounds of polyploidization and diploidization events. In the last decades much progress has been accomplished in our understanding of the immediate molecular, phenotypic and ecological consequences of polyploidization, but the long-term impact of such dynamics, and the rules governing diploidization remain poorly understood. In the Chloridoideae subfamily (Poaceae), the large Sporobolus genus which diversified in the last 12-20 mys, is characterized by variable base chromosome numbers and recurrent polyploidization. In this genus, the polyploid section Spartina contains a textbook example of recent allopolyploid speciation, Sporobolus anglicus (2n=124) formed during the 19th century following hybridization between S. maritimus (2n=60) and S. alterniflorus (2n=62). This system represents then an excellent model for investigating the effects of polyploidization at different evolutionary time scales, since the rho paleopolyploidization event inherited from the grass family ancestor 90-115 mya. We developed a dedicated pipeline to analyze the duplicated genomes of the polyploid S. maritimus and S. alterniflorus. We were able to identify two divergent subgenomes resulting from two successive meso-polyploidization events (WGD1 ~9.6-24.4 mya, WGD2 ~2.1-6.2 mya), revealing that S. maritimus and S. alterniflorus are meso-octoploids and not hexaploids as previously thought. We identified unequivocal evidence of diploidization, predominantly through nested chromosome insertions, leading, from an ancestral base chromosome number x=10, to a new base number x=15, making the modern S. maritimus and S. alterniflorus genomes tetraploid. We also showed that chromosomal restructuring resulted in the chromosome number difference between these two species. By comparing these genomes to various related grass lineages, we were able to reconstruct the karyotype evolution of the Sporobolus section Spartina genomes.
Résumé
L'histoire évolutive du génome des plantes est ponctuée de cycles de polyploïdisation et de diploïdisation. De nombreux progrès ont été récemment accomplis dans notre compréhension des conséquences moléculaires, phénotypiques et écologiques immédiates de la polyploïdisation, mais l'impact à long terme de cette dynamique et les lois qui régissent la diploïdisation restent mal compris. Le large genre Sporobolus, (Chloridoideae, Poaceae), qui s'est diversifié dans les 12 à 20 derniers millions d'années, est caractérisé par un nombre variable de chromosomes de base et une polyploïdisation récurrente. Dans ce genre, la section polyploïde Spartina contient un exemple classique de spéciation allopolyploïde récente, Sporobolus anglicus (2n=124) formé au cours du 19e siècle suite à une hybridation entre S. maritimus (2n=60) et S. alterniflorus (2n=62). Ce système représente donc un excellent modèle pour étudier les effets de la polyploïdisation à différentes échelles de temps évolutif, depuis l'événement de paléopolyploïdisation rho hérité de l'ancêtre de la famille des graminées il y a 90-115 millions d'années. Nous avons développé un pipeline dédié pour analyser les génomes dupliqués des polyploïdes S. maritimus et S. alterniflorus. Nous avons pu identifier deux sous-génomes divergents résultant de deux événements de méso-polyploïdisation successifs (WGD1 ~9,6-24,4 millions d'années, WGD2 ~2,1-6,2 millions d'années), révélant que S. maritimus et S. alterniflorus sont des méso-octoploïdes et non des hexaploïdes comme considérés auparavant. Nous avons mis en évidence un processus de diploïdisation, principalement par imbrications d'insertions chromosomiques, conduisant, d'un nombre de chromosomes de base ancestral x=10, à un nouveau nombre de base x=15, rendant les génomes modernes de S. maritimus et S. alterniflorus tétraploïdes. Nous avons également identifié une restructuration chromosomique à l'origine de la différence de nombre de chromosomes entre ces deux espèces. En comparant ces génomes à ceux de diverses lignées de Poacées apparentées, nous avons pu reconstituer l'évolution du caryotype des génomes du genre Sporobolus section Spartina.
