Étude comparée des traces génétiques de la domestication chez trois Solanacées : l’aubergine, le piment et la tomate

La domestication des plantes a debute il y a quelques milliers d’annees quand les hommes se sont sedentarises. Ils ont selectionne les plantes sauvages portant des caracteres phenotypiques d’interet pour la consommation et production humaine. Ce processus evolutif a par consequent modifie le patrimoine genetique des especes domestiquees. Cette these se penche sur les traces genetiques induites par la domestication chez trois especes de Solanacees : l’aubergine (Solanummelongena), le piment (Capsicum annuum) et la tomate (S. lycopersicum). En effet, si les caracteres phenotypiques des plantes cultivees ont ete selectionnes depuis des milliers d’annees, les consequences moleculaires d’une telle selection restent peu etudiees a l'echelle du genome. Cette etude est basee sur des donnees de diversite et d’expression de genes (RNAseq). En utilisant des methodes comparatives entre des varietes cultivees et leurs especes sauvages apparentees, j’a ietudie, a l’echelle intra-specifique, d’une part les histoires demographiques de chacune des especes,et d’autre part les changements de diversite nucleotidique et d’expression des genes dus a la domestication. La comparaison de ces trois evenements independants de domestication, offre l’opportunite de decrypter les changements genetiques qui convergent chez ces trois especes lors du processus de selection humaine.Suite a une introduction qui pose le cadre de cette etude et presente l’etat de l’art, le premier chapitre, s’inscrit dans un ouvrage portant sur la genomique des populations d’especes modeles. Il propose une synthese des connaissances accumulees en plus d’un siecle de recherche sur l’espece modele qu’est la tomate (S. lycopersicum). Ce chapitre permet egalement de completer le contexte scientifique dans lequel cette these s’inscrit, notamment, en retracant l’importance que les especes sauvages apparentees ont eu dans l’amelioration de l’adaptabilite des varietes cultivees actuelles.L’hypothese du deuxieme chapitre revele la convergence des changements demographiques entre les trois especes malgre leurs evenements independants de domestication. L’etude comparee d’inferences de scenarios demographiques a permis de reconstruire l’histoire demographique de chaque espece cultivee. Ces inferences ont aussi facilite l’estimation des parametres tels que les flux migratoires entre les especes sauvages et cultivees, la force des goulots d’etranglement lies a l’intensite de la selection humaine et la duree des evenements de domestication. Ce chapitre permet de demontrer que les changements demographiques lies a la domestication dependent de l’etat de sympatrie ou d’allopatrie des varietes cultivees avec leurs sauvages apparentees. Les connaissances quant a la datation des evenements de domestication de nos trois especes restent tres faibles, et les inferences ont permis d’etablir des estimations de duree de domestication relativement precise. Ces nouvelles connaissances apportent une plus-value a cette etude pour nos trois especes et nous invitent a s’interroger sur les differents compartiments du genome qui ont ete selectionnees et modifiees lors de la domestication.Le troisieme chapitre teste l’hypothese d’une convergence evolutive des changements moleculaires, notamment transcriptionnels, induits par la domestication et l’amelioration moderne.La comparaison des varietes cultivees a leurs especes sauvages apparentees permet d’evaluer la convergence des mecanismes de regulation et d’adaptation lies a la domestication. C’est en testant la correlation entre les traces genetiques (diversite nucleotidique) de selection et les changements d’expression des genes observes chez les varietes cultivees que l’hypothese de depart a ete validee.Cette analyse montre que la domestication, au-dela meme de changements nucleotidiques, a modifie l’expression des genes chez les trois especes.