Université de Lille – Sciences et Technologies École Doctorale Sciences de la Matière, du Rayonnement et de l’Environnement Thèse de Doctorat pour obtenir le grade de DOCTEUR DE L’UNIVERSITE DE LILLE SCIENCES ET TECHNOLOGIES Discipline Sciences agronomiques et écologiques Sous-discipline Biologie de l'environnement, des populations, écologie HISTOIRE EVOLUTIVE D'UN GROUPE MESOPOLYPLOIDE CHEZ LES BRASSICACEAE: APPROCHES TRANSCRIPTOMIQUES ET PHYLOGENOMIQUES POUR EVALUER LES CONSEQUENCES DE LA POLYPLOÏDIE SUR L'EVOLUTION DU SYSTEME D'AUTO-INCOMPATIBILITE Soutenue publiquement le 19 Juin 2018 par Laura HENOCQ Unité de recherche : Unité Evolution, Ecologie et Paléontologie (Evo-Eco-Paléo) UMR 8198 – Villeneuve d’Ascq, France. Malika Ainouche Professeure, UMR-CNRS 6553 ECOBIO, Rennes Rapportrice Guillaume Besnard Chargé de Recherche, UMR-CNRS 5174 EDB, Toulouse Rapporteur Tatiana Giraud Directrice de Recherche, UMR-CNRS 8079, ESE, Paris-Sud AgroParisTech Examinatrice Vincent Castric Directeur de Recherche, UMR-CNRS 8198 EEP, Lille Examinateur Xavier Vekemans Professeur, UMR-CNRS 8198 EEP, Lille Directeur de thèse Céline Poux Maître de Conférence, UMR-CNRS 8198 EEP, Lille Co-encadrante de thèse –1– –2– « Ce que j'aime chez les chercheurs, c'est leur curiosité. Le monde s'est construit sur l'attention plus forte de certains d'entre nous : celui qui découvre la pénicilline, celui qui conçoit le vaccin contre la rage, celui qui invente la bombe atomique, celui qui imagine l'aviation... Tous les progrès sont le résultat du travail d'individus un peu plus curieux que les autres, qui ont gratté un peu plus. » Claude Lelouch ; Le dictionnaire de ma vie (2016) « Celui qui pose une question est bête cinq minutes, celui qui n'en pose pas l'est toute sa vie. » Bernard Werber ; Les fourmis (2002) –3– –4– REMERCIEMENTS Tout a commencé il y a de cela bien des années, alors que je n’étais encore qu’une enfant. Il serait bien trop long de retracer toute l’histoire et d’évoquer l’influence de toutes les personnes qui m’ont amenée jusqu’ici, je tiens toutefois à remercier chacune de ces personnes en tâchant de n’oublier personne. Tout d’abord, REYNALD, le directeur de l’association de protection de la faune sauvage le C.H.E.N.E (Centre d’Hébergement et d’Etude sur la Nature et l’Environnement) dont le discours et l’engagement m’ont profondément touchée à tel point que j’ai décidé de m’impliquer dans cette association en tant que bénévole dès le mois de Juillet 2007. J’y ai passé trois semaines consécutives durant l’été puis des jours à droite et à gauche sur mon temps libre durant les années qui suivirent. J’avais le sentiment d’être utile et d’apporter une contribution à une cause qui m’était chère. Merci infiniment à ALAIN, CHRISTELLE, ERIC, MARC et LAURE pour toutes les connaissances que vous m’avez transmises et pour tous les bons moments passés ensemble. C’est en partie grâce à vous que j’ai continué dans cette voie. En parallèle de ces activités de bénévolat, je poursuivais la préparation de mon baccalauréat en essayant de préciser mon projet professionnel qui était encore un peu flou à l’époque. Merci à toi EDITH pour avoir nourri ma curiosité scientifique et éveillé mon goût pour la recherche en cours de biologie et d’écologie, tes enseignements m’auront été précieux. Merci à toi NICOLAS d’avoir partagé ton expérience de thèse avec moi lorsque j’étais lycéenne. Tes journées de doctorant devaient être bien chargées mais tu as pris la peine de répondre à chacune de mes questions et de me parler de tes recherches concernant la prédation du chat sur une espèce d’oiseau endémique de l’île de La Réunion. Nos échanges ont encore plus attisé mon goût pour l’écologie et la recherche. Mes stages d’étude et mes activités de bénévolat au sein du M.E.R.L.E m’ont permis de découvrir d’autres thématiques de recherche toutes aussi passionnantes. C’est ainsi que j’ai suivi le master GEB (gestion et évolution de la biodiversité) à Lille, au cours duquel j’ai effectué mon stage de master 1 avec MATHILDE et EMNA sur le succès reproducteur des individus gynomonoïques de Silene nutans et mon stage de master 2 avec JEAN-FRANÇOIS et LESLIE sur l’histoire évolutive du crapaud calamite dans le Nord Pas-de- Calais. Ces deux stages ont été très enrichissants et ont attisé ma curiosité en matière de biologie de l’évolution. Mon stage de M2 avait une dimension de biologie de la conservation qui m’a permis de renouer un peu avec mes premières aspirations. Je remercie vivement mes encadrants de stage pour leur pédagogie, leur sympathie et pour toutes les choses qu’ils m’ont apprises. A la fin de ma deuxième année de master, XAVIER et CELINE m’ont parlé d’un projet de thèse qui a suscité à la fois un grand intérêt mais aussi de grandes appréhensions de ma part. En effet, les questionnements de ce projet de recherche nécessitaient la maîtrise d’outils que je n’avais encore jamais utilisés jusqu’à présent et il me semblait difficile de mobiliser dans le cadre de cette thèse les compétences que j’avais acquises au cours de mes stages précédents. Après mûre réflexion et discussions (merci notamment à PASCAL pour ses conseils avisés) et après avoir regardé les projets de thèse proposés ailleurs, j’ai choisi de me lancer dans l’étude proposé par Xavier et Céline. Je savais que j’apprendrais beaucoup au cours de ma thèse et que je découvrirais tout un nouveau pan de la biologie évolutive. Et ce fût le cas. Tout d’abord, merci à toi XAVIER, tu as toujours su te rendre disponible et tu as été très réactif malgré la charge incommensurable de travail qui pèse sur tes épaules. Tu as tenu, et ce dès le début, à instaurer un rendez-vous hebdomadaire ou bimensuel autant que faire se peut, et on s’y est tenu, sauf quand cela n’était pas nécessaire. Merci pour tous les échanges constructifs, de visu ou par mail, que l’on a pu avoir. Merci CELINE de m’avoir guidé dans les premiers temps de la thèse pour la mise en place des manipulations en serre et des premières manipulations en laboratoire. Merci aussi pour toutes les initiations à la phylogénie, moi qui n’en avais jamais fait auparavant en dehors de mes quelques cours à l’Université. Merci d’avoir eu les mots qu’il fallait quand parfois mon moral n’était pas au mieux après plusieurs semaines de manipulations avortées. J’ai souvent su trouver en toi une pointe de réconfort et une oreille attentive dans mes moments de doutes et de stress intense. Un grand merci aux membres du jury qui ont accepté d’évaluer mes travaux et qui se sont déplacés pour assister à ma soutenance de thèse, MALIKA AINOUCHE, GUILLAUME BESNARD, TATIANA GIRAUD et VINCENT CASTRIC. J’ai été ravie d’avoir pu échanger avec vous sur mes recherches et de bénéficier de vos conseils avisés et de vos suggestions. Merci également à CHRISTIAN PARISOD, SYLVAIN GLEMIN et VINCENT CASTRIC qui ont participé à mon comité de thèse et qui m’ont apporté des conseils précieux. Mes travaux de thèse ont requis de nombreux travaux de biologie moléculaire en laboratoire. A ce titre, je tiens à remercier grandement ANNE-CATHERINE avec qui j’ai réalisé énormément de manipulations (PCR, purification sur colonne ou sur gel, séquençage) dans la bonne humeur et la rigolade mais toujours dans le sérieux et la rigueur. J’ai trouvé en toi un soutien précieux et une bonne camarade et je te remercie vivement pour ça. Merci également à CHRISTELLE avec qui j’ai également réalisé des manipulations laborieuses (BioAnalyzer) et à CECILE qui m’a initiée aux extractions d’ADN et aux PCR lors de mes stages antérieurs, ce qui m’a été très utile. Mes travaux de thèse ont aussi nécessité de faire pousser et de maintenir pas mal de plantes en serre pour réaliser entre autres des croisements, je tiens donc à adresser un immense merci à ERIC qui a bichonné toutes mes belles petites plantes. C’était un plaisir de travailler à la serre avec toi et nos discussions scientifiques et –5– souvent moins scientifiques étaient vraiment appréciables. Merci également à CEDRIC, NATHALIE, ANGELIQUE ET CHLOE. Enfin, merci à CHLOE C. qui a effectué son stage de Master 1 à mes côtés et avec qui j’ai pu réaliser, entre autres, la détermination du système de reproduction des espèces que j’étudiais. Mes travaux de thèse ont également requis de nombreuses analyses bio-informatiques, lesquelles ont été menées par mes soins mais aussi et surtout par de nombreux collègues que je tiens à remercier tout particulièrement. Merci à SOPHIE pour son aide précieuse et faramineuse dans la rédaction de centaines voire de milliers de lignes de commande nécessaires à l’élaboration de nos phylogénies de gènes puis nos phylogénies d’espèces. On en aura passé des heures à discuter longuement toutes les deux et à s’arracher les cheveux sur les difficultés qu’on peut rencontrer quand on cherche à faire de la phylogénomique à partir de données d’assemblages de transcriptome et d’espèces anciennement polyploïdes. Merci pour ton « acharnement », ta persévérance à toute épreuve. Merci à MATHIEU, que j’ai sollicité pour mes « Orychotrucmuches » mais pour des tas d’autres choses encore ! Merci également à CLEMENT, qui m’a beaucoup aidé sur la prise en main du pipeline WGDetect et d’autres analyses connexes.