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HYBRID TAMARIX WIDESPREAD IN U.S INVASION AND UNDETECTED IN NATIVE ASIAN RANGE Des Tamarix hybrides répandus dans linvasion aux Etats-Unis et pas détectés.

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1 HYBRID TAMARIX WIDESPREAD IN U.S INVASION AND UNDETECTED IN NATIVE ASIAN RANGE Des Tamarix hybrides répandus dans linvasion aux Etats-Unis et pas détectés dans les populations indigènes asiatiques John F.Gaskin et Barbara A.Schaal Master 2 docénographie spécialité biologie et écologie marines – Centre docéanologie de Marseille Année universitaire 2006/2007 GEMINI Marie

2 IMPACT DES INVASIONS BIOLOGIQUES - Ecologique deuxième cause dappauvrissement de la biodiversité après la destruction des habitats (Wilson,1997) modification des habitats concurrence espèces introduites/espèces indigènes et prédation - Santé humaine et animale: transport de pathogènes,maladies émergentes - Economique modification des règles dimportation traitements curatifs coût annuel dû aux invasions aux Etats-Unis: 123 milliards $ (Pimentel et al.,2000)

3 Genre Tamarix: de 50 à 60 espèces darbustes et darbres à fleurs roses ou blanches Originaires du sud de lEurope et de lAsie Tamaris en Algérie 8 à 12 espèces introduites aux Etats-Unis au 19ème siècle

4 Importante prolifération jusquà dominer plus de hectares lacustres et marécageux. Invasion qui augmente de hectares par an dans de nombreuses régions des Etats-Unis.

5 METHODES DE CONTRÔLE DE CES POPULATIONS ENVAHISSANTES Contrôle mécanique Contrôle chimique: herbicides Contrôle biologique: le coléoptère Diorhabda elongata dont les adultes et les larves sont très friands des feuilles de Tamaris

6 Lintroduction despèces dans une nouvelle région met en contact des espèces ou des génotypes étroitement liés, qui avaient précédemment été géographiquement isolés ce qui crée de nouvelles occasions dhybridation. Importance de ce phénomène dhybridation dans les évènements dinvasions Présence dau moins 4 espèces introduites envahissantes aux Etats-Unis: - Tamarix parviflora - Tamarix canariensis - Tamarix gallica - Tamarix aphylla Tamarix gallica Tamarix parviflora

7 Les deux espèces de Tamarix les plus répandues aux Etats-Unis: - Tamarix chinensis: indigène en Chine,en Mongolie et au Japon - Tamarix ramosissima: indigène de lest de la Turquie jusquen Corée Répartition Tamarix chinensis Répartition Tamarix ramosissima Tamarix chinensis Tamarix ramosissima

8 On a placé ces 2 espèces dans 2 groupes taxonomiques différents (différences de certains caractères floraux microscopiques et dans les affinités édaphiques) MAIS pour certains botanistes la morphologie de ces 2 espèces est semblable et il est donc difficile de les identifier comme 2 espèces différentes. BUT DE LETUDE: Clarifier lidentité et les origines des populations de Tamarix de cette invasion: Analyses de séquences dADN Construction de généalogie de gènes:rapports de mutation entre les allèles Trouver un agent de contrôle biologique efficace contre ces invasions

9 MATERIELS ET METHODES

10 ECHANTILLONS : spécimens de louest des Etats-Unis spécimens dEurasie Soit au total 269 arbres ou arbustes de T.chinensis et T.ramosissima récoltés. SEQUENCES DADN ANALYSEES: le 4ème intron du gène de la phosphoénolpyruvate carboxylase: Pep C (environ 900 bases) Grande variabilité de cet intron chez T.ramosissima: 144 sites variables chez les espèces étudiées

11 METHODES DANALYSE: - amplification par PCR (primer établis à partir dexons et conditions de cycles très précises) - digestion de lADN avec les enzymes ECO RI et HINDIII - séparation des fragments par électrophorèse sur gel dagarose - Southern blot: hybridation du 4ème intron de Pep C avec une sonde radioactive

12 RESULTATS ET DISCUSSION

13 Sur les 269 spécimens indigènes et envahissants il y a 58 haplotypes. Construction dune généalogie de gène du 4ème intron de PepC 4 haplotypes ont été trouvés communs aux Etats-Unis et à lEurasie (6.9%): 1,2,7 et 12 8 haplotypes ont été trouvés seulement aux Etats-Unis 80 combinaisons génotypiques ont été trouvées dont : - 56 exclusives à lEurasie (70%) - 20 exclusives aux Etats-Unis (25%) - 4 communes aux deux zones (5%)

14 Les haplotypes 1 et 2 diffèrent par 9 mutations. Lhaplotype 12 diffère de lhaplotype 1 par 14 mutations. Lhaplotype 7 est le seul autre haplotype commun aux Etats-Unis et à lEurasie.Il diffère de lhaplotype 1 par 5 mutations.

15 Dans population eurasienne indigène: les génotypes les plus communs sont 1/1 (T.ramosissima) et 2/2 (T.chinensis) Dans linvasion aux Etats-Unis: - ces génotypes sont les 2ème et 3ème plus communs - le génotype le plus commun est 1/2: un hybride de T.ramosissima et T.chinensis - le génotype 1/2 na pas été détecté en Eurasie

16 Haplotype 1 Haplotype 2 Haplotype 7 Haplotype 12 Génotype 1/1 Génotype 2/2 Génotype 12/12 Les 2 espèces sont présentes à travers toute la Chine MAIS : - génotype 1/1: à louest de la Chine centrale - génotype 2/2: à lest de la Chine centrale En Asie, pas de barrière physique connue entre ces 2 espèces.

17 Lhaplotype 7 a été trouvé dans un population aux Etats-Unis: en Idaho Aux Etats-Unis, on a trouvé les génotypes de T.ramosissima (1/1) et T.chinensis (2/2) qui grandissaient ensemble dans 5 populations et parfois ils se développaient à moins de 2m lun de lautre.

18 Haplotype 1 Haplotype 2 Haplotype 7 Haplotype 12 Génotype 1/1 Génotype 2/2 Génotype 12/12 Lhaplotype 12 a été trouvé une seule fois en Eurasie chez une plante homozygote (12/12) en Azerbaïdjan. Lhaplotype 7 a été trouvé en Eurasie dans la République de Georgie, au Turkménistan et au Kazakhstan. La plus petite région indigène contenant tous les haplotypes de T.ramosissima communs aux E.U et à lEurasie: la république de Georgie et lAzerbaïdjan.

19 3 haplotypes (51,53 et 55) sont connus dans dautres espèces envahissantes (T.gallica et T.parviflora) qui sont natives de la région méditerranéenne. Ils ont été trouvé, aux Etats- Unis, en combinaison avec les haplotypes les plus communs (1 et 2) Il est alors possible que des combinaisons génotypiques aient commencé récemment, entres ces espèces envahissantes, en raison de la culture et des mouvements humains.

20 4 autres haplotypes trouvés aux Etats-Unis (50,54,56 et 57) sont aussi éloignés génétiquement de lhaplotype 1 et nont pas été trouvés dans les populatiosn indigènes de T.ramosissima et T.chinensis. Les Tamaris sont encore vendus aux Etats-Unis: contribution à linvasion. En effet lhaplotype 56 a été trouvé dans les T.ramosissima Pink cascade généralement vendus et dans 2 spécimens envahissants ce qui indique bien que la contribution de ces cultures a linvasion peut être rare mais existe.

21 CONCLUSION

22 Nous avons été étonné de ne pas trouver lhaplotype de T.ramosissima dans la moitié est de la Chine. Nous avons trouvé une hybridation étendue (génotype 1/2) entre les 2 espèces T.ramosissima et T.chinensis. Cet hybride étant larbuste le plus commun trouvé dans linvasion et sétendant de la Californie à Washington en passant par lOklahoma.

23 Des hybrides moins étendus existent dans linvasion,comportant des combinaisons de T.ramosissima et T.chinensis avec T.parviflora et T.gallica. Labondance dhybrides nous aide à expliquer la problématique majeure de ces recherches. QUE SIGNIFIENT CES RESULTATS POUR LE CONTRÔLE BIOLOGIQUE DES INVASIONS DE TAMARIS? Les génotypes hybrides de Tamarix aux Etats-Unis ont pu se produire il y a à peine 200 ans. Ils nont donc aucune histoire évolutive partagée avec des génotypes spécifiques de prédateurs ou de maladies. Ceci ne permet donc pas de trouver, pour linstant, un agent de contrôle biologique efficace. Cependant les résultats rapportés ici nous permettent dentourer une zone indigène contenant tous les haplotypes de T.ramosissima communs aux Etats-Unis et à lEurasie ce qui pourra aider les recherches futures sur les agents de contrôle biologiques.

24 On peut donc dire que les introductions multiples de Tamaris ont permis de mettre en contact des génotypes autrefois isolés, permettant à lhybridation de se produire. Ceci a alors changer la structure génétique des Tamaris aux Etats-Unis. La présence répandue de lhybride de Tamaris dans sa population dintroduction sert davertissement à la façon dont limportation accidentelle ou intentionnelle continue de nombreuses espèces peut inopinément changer la composition génotypique des populations indigènes et potentiellement contribuer à une dévastation écologique des populations et des habitats.

25 MERCI DE VOTRE ATTENTION


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