Évolution Post-domestication Marie ROUMET (DEPS) Florence LOUIS (IPV)

Plan Impact de la domestication et de la post- domestication sur les caractères Comment la post-domestication a-t-elle créé de la diversité ? Méthodes utilisées pour étudier ces effets de la post-domestication

Plan Impact de la domestication et de la post- domestication sur les caractères Comment la post-domestication a-t-elle créé de la diversité ? Méthodes utilisées pour étudier ces effets de la post-domestication

Impact de la domestication sur la diversité Population sauvage Forme domestiquée

Syndrome de domestication Facilité de la récolte  Rachis non cassants  Levée de la dormance  Graines nues Augmentation du rendement  Taille des graines  Nombre de graines par épis

Impact de la domestication sur la diversité Population sauvage Forme domestiquéePopulations de pays Réduction de la diversité

Effets post-domestication Adaptation au climat  Photopériode  Vernalisation Résistance à des maladies  Augmentation de la diversité allélique

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Quels mécanismes Sélection de phénotypes divergents  Adaptation à de nouvelles contraintes évolutives Exemple de la photopériode et de la vernalisation

Diversification Cas de la photopériode / vernalisation  Maximiser sa fitness = maximiser : - Pollinisation - Développement de la graine - Dispersion Restriction de la période de floraison Réponse à photopériode / vernalisation

LieuClimatVernalisation Photopériode Intérêt Croissant fertile Printemps / automne : pluies Été : Chaud et sec Oui Après froid Avant été sec Nouveaux environnements : nouveaux traits adaptatifs Europe Climat + tempéré Sols plus fertiles Cycle court : 2 récoltes/an Non Plus de biomasse

Gène majeur impliqué dans la réponse à la photopériode Orge (Ppd-H1) Sensible à photopériode Blé (Ppd) Réduit sensibilité à photopériode Jours longsFloraison précoce Jours courtsFloraison précoce

Exemple chez l’orge et le blé Impact de Ppd sur la production

Adaptation « Type » d’été : vernalisation - Photopériode +/- « Type » d’hiver : vernalisation + Photopériode + Domestication Requièrent des caractères agronomiques différents : résistance au froid, à des maladies différentes … création variabilité à plusieurs locus

Comment ? Mécanismes permettant de créer de la diversité Allèle ancestral Nouveaux allèles de résistance Mutations ponctuelles Recombinaisoninsertion / délétion

Résistance du blé au mildiou mutation La spécificité de Pm3 = quelques d’acides aminés potentiellement évolution rapide Le taux de changement nucléotidiques non synonymes > taux de changement synonymes par comparaison aux séquences non codantes forte sélection diversifiante Date de diversification (nombre de substitution synonymes) = date de domestication du blé

Création de diversité Cas du gène de résistance du blé au mildiou (Pm3) : sélection divergente Pm3CS Nouveaux allèles de résistance Diversification

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Méthodes utilisées Synténie et études phylogénétiques

Exemple 1 : schémas réactionnels Cockram et al., 2007

Exemple 1 : schémas réactionnels Cockram et al., 2007

Méthodes utilisées Synténie et études phylogénétiques Croisements  Détection de QTL  Dominant/récessif Cartographie par marqueurs et clonage  Analyse de la diversité, alignements de séquence  Mutations synonymes/non-synonymes et datation

Exemple 2 : cas du gène Ppd-H1 Turner et al., 2005

Conclusion Effets diversifiants de la post-domestication : justification de l’intérêt de la gestion dynamique Très utile aussi pour la sélection future si on utilise :  la diversité créée après la domestication  la synténie

Articles sur lesquels se base l’étude The Importance of Barley Genetics and Domestication in a Global Perspective, Pourkheirandish et al., 2007 The Pseudo-response Regulator Ppd-H1 Provides Adaptation to Photoperiod in Barley, Turner et al., 2005 Control of flowering time in temperate cereals: genes, domestication, and sustainable productivity, Cockram et al., 2007 Rapid generation of new powdery mildew resistance genes after wheat domestication, Yahiaoui et al., 2006