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Différentes échelles de structuration dans l’espace des adaptations locales
Caroline Scotti-Saintagne
To cite this version:
Caroline Scotti-Saintagne. Différentes échelles de structuration dans l’espace des adaptations locales.
Adaptation des forêts au changement climatique (Académie de l’agriculture), Académie d’Agriculture
de France (AAF). FRA., Oct 2018, Paris, France. 18 p. �hal-02784903�
Différentes échelles de structuration dans l’espace des adaptations locales
Académie de l'agriculture, Paris, le 3 octobre 2018
Caroline Scotti-Saintagne
INRA
Unité de recherche écologie des forêts méditerranéennes - Avignon
Peuplement naturel de sapin Plantation de pin sylvestre
La réponse au climat conditionnée par :
Dépérissement des forêts
ENVIRONNEMENT
PATRIMOINE GENETIQUE
INTERACTION entre les deux
La sélection en peuplement naturel
✔
Intensité de sélection
✔
Héritabilité
✔
Variance génétique
e f e ct if
après
croisement
après
sélection
avant
sélection
trait
R
La réponse à la sélection est
conditionnée par :
N
z
N N N
z z z
op tim u m op tim u m
optimum
Stabilisante Directionnelle Divergente Balancée
Différentes formes de la sélection naturelle
op tim u m
op tim u m op tim u m o p tim u m
conséquences pour la diversité génétique
Adaptation à l'échelle régionale : le pin maritime
● Croissance : hauteur
● Résistance à la sécheresse : résistance à la cavitation
La résistance à la cavitation : pression subie par le xylème induisant 50 % de de cavitation
Cavitation : suite à un stress hydrique, rupture de la colonne d'eau dans les
vaisseaux, dessication et mort de l'arbre (Cochard et al., 2009)
Hauteur
provenances de pin maritime
Sélection divergente
Pas de sélection divergente
Test de provenances Lamy et al., 2014
Résistance à la cavitation
Adaptation à l'échelle
régionale du pin maritime
différenciation entre prov (trait) – différenciation neutre
Inter-provenances :
Intra-provenance : H
2=0.25
CV
Amoyen =13.65
Inter-provenances :
Intra-provenance : H
2=0.56
CV
Amoyen =4.9
Hauteur
0 0.25 -0.25
Diversité génétique Conséquence :
différenciation entre prov (trait) – différenciation neutre
0 0.25 -0.25
Diversité génétique
Conséquence :
Martin-StPaul, Delzon, Cochard 2017.
Différentes stratégies
de résistance à la cavitation
de régulation de la transpiration Mortalité des plantes dans des conditions de sécheresse : besoin d'un cadre conceptuel
- fermeture des stomates
- seuil de transpiration minimum - surface foliaire
- épaisseur des feuilles - résistance cuticulaire
vers une approche intégrative :
traits hydrauliques et traits stomatiques
Compromis entre production de biomasse /résistance à la sécheresse
Adaptation à l'échelle du massif
● Le hêtre
● La date de débourrement
● Le Mont Ventoux
Adaptation à l'échelle du massif : le Hêtre
En test de provenances In situ
Thèse J. Gaüzère (2014)
Date de débourrement (jours Julien) Date de débourrement (degrès jours)
** 1400
1300 1200 1100 1000 1400
1300 1200 1100 1000
3 2 0 3 2 5 3
3 0 3
3 5 3
4 0 3
4 5 1
2 0 1
2 5 1
3 0 1
3 5
altitude altitude
1.5 jours 10 jours
Conséquence : Diversité génétique
Sélection
Adaptation à l'échelle
micro-géographique
Hétérogénéité spatiale à l'échelle micro- géographique
©Lalagüe
- Environnements similaires
- Diférenciation génétique forte
Bas fond Terre Ferme
A n o x i e
©Scotti
©Lalagüe
0.4 0.6 0.8 1 0.4
0.6 0.8 1
0.2
Candidats à la sélection
divergente (pvalue<1%)
neutralité
D iff ér en ci at io n gé né tiq ue ( F
ST)
Région codante Région non codante 18 11
39 locus candidats à la séléction divergente
Divergence écologique sans barrière aux flux de gènes.
Sélection divergente
à l'échelle micro-géographique : le symphonia
Diversité génétique
Conséquence : Diversité génétique Sélection
divergente
Hauteur en cm
50- 100-
150-
200- Pin brutia * Pin d'Alep
Pin d'Alep
Pin brutia Plantation comparative
Pin d'Alep Pin brutia Hybridation naturelle
Carte tirée de Chambel et al., 2014
Aire naturelle
Complexe d'espèces Pin d'Alep et Pin brutia
Hauteur hybrides >> Espèces parentales
Phénomène d'hétérosis
La rg eu r de c er ne s
Disponibilité en eau dans le sol
hybride du Japon
d'Europe
St Appolinaire 784 m
St-Saud 307 m
Stabilité de l'hétérosis dans le mélèze hybride
Hétérosis : hypothèse de stabilité macro environnementale (Gallais, 2009) Hétérosis : plastique avec la disponibilité en eau
Mélèze
Marchal et al., 2018
Plantations
comparatives
Sapin Cèdre 0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
Evolution de l'hétérozygotie des semis
lors de la phase initiale de régénération naturelle des peuplements forestiers
Morts
Vivants
Vivants
2001 Vivants 2005 Sapin : Mont Ventoux Cèdre : Luberon
hé té ro zy go tie
Sélection en faveur des hétérozygotes
diversité génétique
Sélection pour les hétérozygotes
Le cyprès du Tassili ou Tarout
Cupressus dupreziana A. Camus 1926
Evolution vers un système de reproduction unique par apomixie paternelle (Pichot et al., 2000)
Nombre de locus hétérozygotes (total=7 locus)
Espèce en danger de
disparition (UICN) 233 vivants
1 2 3 4 5 6 7
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
cyprés de l'Atlas cyprés de Provence cyprés de Tassili
Sélection des hétérozygotes
diversité génétique
Conséquences pour la gestion
●
Levier sur l'environnement (ressource en eau)
densité de peuplement, espacement, mélange d'espèces
●
Levier sur la capacité évolutive
maintien de la diversité génétique, diversifier les provenances, favoriser les flux de gènes
●
