Sujet de thèse de Malou Deplancke ED Montpellier 2 SIBAGHE Directrice : Hélène JOLY, UMR CEFE, responsable de l’équipe IBC : Interactions Bioculturelles : Domestication et gestion des ressources. Structuration et évolution de la diversité génétique des fruitiers méditerranéens, facteurs anthropiques, biologiques et historiques: le cas de l’amandier Prunus dulcis ou Amygdalus communis Objectif L’objectif principal de ce travail est de comprendre les interactions entre les facteurs anthropiques contemporains, la biologie de l’amandier et l’histoire de sa domestication sur la structuration actuelle de la diversité génétique dans le pourtour méditerranéen. Les résultats attendus devraient permettre d’élaborer une stratégie de gestion de la diversité génétique alliant approches in situ et ex situ. Contexte et enjeux Contrairement au figuier ou à l’olivier, l’amandier ne drageonne pas et ne se reproduit pas par bouturage, il est cependant l’un des premiers arbres fruitiers à avoir été domestiqué (Zohary et Hopf, 2000) essentiellement grâce au fait que le principal caractère de domestication, le caractère de douceur de l’amande, est déterminé par un seul gène et que la douceur est dominante. Ainsi la multiplication par semis produit une proportion importante (au moins 50%) d’individus dont les amandes sont consommables (l’ingestion d’amandes amères est très toxique, une quinzaine d’amandes peut s’avérer fatale). L’amandier cultivé fait partie ...
Sujet de thèse de Malou Deplancke ED Montpellier 2 SIBAGHE Directrice :Hélène JOLY, UMR CEFE,responsable de léquipe IBC: Interactions Bioculturelles : Domestication et gestion des ressources. Structuration et évolution de la diversité génétique des fruitiers méditerranéens, facteurs anthropiques, biologiques et historiques: le cas de lamandierPrunus dulcisouAmygdalus communis Objectif Lobjectif principal de ce travail est de comprendre les interactions entre les facteurs anthropiques contemporains, la biologie de lamandier et lhistoire de sa domestication sur la structuration actuelle de la diversité génétique dans le pourtour méditerranéen. Les résultats attendus devraient permettre délaborer une stratégie de gestion de la diversité génétique alliant approchesin situet exsitu.Contexte et enjeux Contrairement au figuier ou à lolivier, lamandier ne drageonne pas et ne se reproduit pas par bouturage, il est cependant lun des premiers arbres fruitiers à avoir été domestiqué (Zohary et Hopf, 2000) essentiellement grâce au fait que le principal caractère de domestication, le caractère de douceur de lamande, est déterminé par un seul gène et que la douceur est dominante. Ainsi la multiplication par semis produit une proportion importante (au moins 50%) dindividus dont les amandes sont consommables (lingestion damandes amères est très toxique, une quinzaine damandes peut savérer fatale). Lamandier cultivé fait partie dun * groupe dePrunusdont la spéciation sest très vraisemblablement faite par isolation et adaptation locale. Si Browicz et Zohary (1996) soutiennent que la domestication sest fait dans les pays du Levant (actuels Liban, Jordanie, Israël et Syrie), Ladizinsky (1999) pense quant à lui, que lancêtre de lamandier estAmygdalus fenzliana,originaire de lArménie et de louest de lAzerbaijan. A notre connaissance les études actuelles de diversité génétique semploient essentiellement à la caractérisation des variétés modernes (généralement clonales et propagées par greffage) et à retracer leurs liens de parenté. La pratique de reconduction des vergers par semis se poursuit encore largement de nos jours dans de nombreuses zones de culture (pays du Levant, Maghreb, Sud de lEurope). Ces pratiques alliées au fait que lamandier possède un système dauto-incompatibilité (Lopez et al., 2006) ont produit une grande diversité de variétés-populations (port de larbre, précocité de floraison et de maturation, forme du fruit et de lamande) dont la structuration intra et inter variété » de la diversité génétique est très mal connue. Huit hybrides naturels et fertiles entre lamandier cultivé et des espèces dePrunus spontanésont été observés (Browicz et Zohary, 1996) mais limportance dun tel phénomène au cours de lévolution du groupe na pas encore été évaluée. Loriginalité de ce projet est darticuler lhistoire évolutive de lespèce à lhistoire de sa domestication par lhomme; il requiert donc la contribution de différentes disciplines, principalement la biologie évolutive et lethnobiologie. * Certains auteurs considèrent que lamandier cultivé et une vingtaine dautres espèces dePrunusconstituent un genre à partAmygdalus, qui regroupe les espèces à noyau dont le péricarpe sèche et éclate à maturité ; cest la position de Browicz et Zohary (1996).
Questions Le travail portera sur deux approches complémentaires: un volet centré sur les interactions entre pratiques et dynamique génétique, et un volet centré sur la structuration de la diversité génétique de lamandier.1) Quels sont les impacts des pratiques actuelles de gestion des vergers sur la dynamique de la diversité génétique ? Les critères de sélection sont-il différents dune société à lautre ? Quelle est limportance des savoirs locaux sur cet arbre dans lélaboration des critères de sélection ? Comment sont intégrés ou pas les pratiques de greffage et le matériel sélectionné par les instituts de recherche? Quels risques pour la diversité génétique et la résistance aux maladies ? 2) Quelle est la structuration de la diversité génétique à léchelle du pourtour méditerranéen, tant des cultivars modernes », des variétés populations que des populations naturelles encore identifiables ?Comment la diversité de lamandier cultivé sinscrit-elle dans la diversité des Prunus? Quelle est la phylogéographie de ce groupemême groupe du? Comment la diffusion de lamandier par lhomme a-t-elle participé à la distribution de la diversité génétique observée aujourdhui ? Matériels et méthodes 1) Pour évaluer limpact des pratiques actuelles sur la dynamique de la diversité génétique, trois sites seront retenus. Ils seront choisis dans la zone probable de domestication (vraisemblablement en Syrie), et dans deux zones de diffusion,au Maghreb (au Maroc) et en Europe (Italie du Sud) où la culture de lamandier repose encore sur des pratiques de gestion par semis. Nous aurons recours à une approche alliant lobservation des pratiques, la réalisation denquêtes ethnologiques et létude de la diversité génétique. 2) Pour étudier la structuration de la diversité génétique et la phylogéographie du groupe, léchantillonnage sappuiera dune part sur du matériel en collections vivantes (échange dans le cadre de réseaux regroupant chercheurs et professionnels) et sur des échantillons dherbiers et dautre part sur des prospections. Les marqueurs microsatellites sont largement développés sur lesPrunuset al, 2005; Hua Xie et al., 2006) et un tri sera réalisé pour être le (Mnejja mieux adapté à cette étude; la diversité sera aussi analysée sur le gène du système dauto-incompatibilité dont 27 allèles ont déjà été répertoriés (Lopez et al., 2006) et dont les fréquences alléliques sont reliées à lorigine géographique. Ces résultats devront sanalyser en prenant en compte les éléments archéologiques et historiques de la diffusion de lagriculture du Levant vers le Maghreb et le Sud de lEurope. Résultats attendus Les résultats scientifiques attendus devraient mener à une meilleure compréhension de la phylogénie, de la distribution génétique et des dynamiques de flux de gènes de lamandier sur le pourtour méditerranéen, en lien avec lhistoire de sa domestication. Ce projet pourrait déboucher sur une meilleure gestion de la diversité génétique, dans un contexte où les programmes damélioration génétique conduisent à une disparition progressive des variétés locales anciennes au bénéfice de variétés modernes. Tout en consolidant ses compétences en biologie évolutive (biologie moléculaire, génétique des populations, phylogéographie), cette thèse permettra à létudiant de développer les outils nécessaires à létablissement dun dialogue interdisciplinaire, compétence qui est de plus en plus requise dans les programmes de recherche sur lenvironnement
Bibliographie K. Browicz and D. Zohary, 1996. The genusAmygdalusL. (Rosaceae): Species relationships, distribution and evolution under domestication. Genetic Resources and Crop Evolution 43: 229-247. Hua Xie, Yi Sui, Feng-Qi Chang, Yong Xu and Rong-Cai Ma, 2006. SSR allelic variation in almond (Prunus dulcisMill.). Theoretical and Applied genetics 112: 366-372. G. Ladizinsky, 1999. On the origin of almond. Genetic resources and Crop Evolution 46: 143-147. Mercè Lopez, F. José Vargas and I batlle, 2006. Self-(in)compatibility almond genotypes: a review. Euphytica 150:1-16. M . Mnejja, J. Garcia-Mas, W. Howad, and P Arùs, 2005. Development and transportability acrossPrunusof 42 polymorphic almond microsatellites. Molecular Ecology Notes species 5: 531-535. Zohary and Hopf, 2000. Domestication of Plants in the Old World. Oxford University press, New York, third edition. p185.