Phylogéographie de l'hyperaccumulatrice Noccaea caerulescens

Noccaea caerulescens est une petite Brassicaceae en rosette qui pousse sur des sols calaminaires (enrichis en zinc, plomb, cadmium), sur des sols serpentiniques (enrichis en nickel) et sur des sols normaux. Cette espèce est donc par définition tolérante aux fortes concentrations en métaux dans le sol. Elle se singularise aussi par une extraordinaire capacité à accumuler du Zn, du Cd et du Ni dans ses feuilles (jusqu’à 1000 fois plus que des plantes non accumulatrices). Cette « hyperaccumulation » résulte d’une absorption accrue des métaux du sol, suivie de leur exportation vers les parties aériennes, puis d’une séquestration efficace dans les vacuoles des feuilles. Tolérance et hyperaccumulation des métaux sont des caractères adaptatifs étudiés dans différents domaines de la biologie (génétique et génomique des populations, physiologie moléculaire, génétique fonctionnelle, etc.). Pour ces études, N. caerulescens est souvent l'espèce modèle. L’hyperaccumulation et la tolérance sont des traits constitutifs de l’espèce et s’observent donc dans les populations des trois types édaphiques, mais des variations génétiques considérables existent entre les populations. L'origine de ces variations reste inexpliquée. Notamment, les relations phylogéographiques entre les populations serpentiniques, calaminaires et normales n’étant pas connues, on ne peut discuter rigoureusement les rôles respectifs de l'histoire démographique et des événements de sélection dans la distribution actuelle des variations quantitatives. Dans ce contexte, à l’aide de marqueurs neutres chloroplastiques (SNP), permettant la construction de généalogies de gène, et nucléaires (microsatellites), ce projet établira la distribution géographique de la diversité génétique neutre dans les populations de l'espèce. Il visera à une meilleure compréhension de la phylogéographie de l’espèce et des flux de gènes récents entre populations. Les résultats nous permettront notamment i) de localiser les refuges glaciaires et de tester l'hypothèse d'un rôle potentiel de refuge joué par les sites serpentiniques, ii) d’évaluer l’importance de la migration entre populations et de l’adaptation locale dans la distribution des polymorphismes pour la tolérance et l'hyperaccumulation, iii) de vérifier la légitimité des nombreuses sous-espèces décrites. Le phénotypage des caractères de tolérance et d’hyperaccumulation sera également réalisé, ce qui permettra de confronter ces mesures de traits adaptatifs à la distribution des marqueurs neutres. Ce projet est au centre d’une collaboration entre plusieurs laboratoires européens. La partie ‘biologie moléculaire’ sera faite dans le laboratoire de Génétique et Evolution des Populations végétales (Université des Sciences et Technologies de Lille).

Intéressé(e) ? contact : Nausicaa NORET, Université libre de Bruxelles, nnoret@ulb.ac.be

Les interactions biotiques peuvent-elles expliquer l’éndémisme d’une espece metallicole endemique ?

Viola calaminaria est une espèce endémique des sites métallifères, ce qui signifie qu’elle ne pousse que sur des sites pollués par les métaux lourds. Les communautés d’herbivores et de pathogènes des sites métallifères ne sont pas similaires à celles des sites non pollués, et plusieurs données suggèrent que les plantes métallicoles se sont adaptées à leur environnement biotique particulier. Le travail consistera à déterminer pourquoi Viola calaminaria est incapable de pousser hors des sites métallifères, et en particulier, il visera à évaluer le rôle des agents biotiques (herbivores et pathogènes) dans l’endémisme de cette espèce.

Intéressé(e) ? Contact : Nausicaa Noret (nnoret@ulb.ac.be)

Les différentes méthodes pour évaluer expérimentalement les traits de tolérance et d’accumulation sont-elles comparables entre elles ?

Depuis une dizaine d’années, plusieurs laboratoires de recherche cherchent à établir des cartes génétiques des traits de tolérance et d’accumulation des métaux lourds (capacité à supporter ou à accumuler des métaux ; ex. : Deniau et al. 2006, Courbot et al. 2007). Pour identifier les gènes responsables de ces traits, il faut d’abord évaluer correctement les génotypes qui tolèrent ou accumulent le plus, et ceux qui tolèrent/accumulent le moins. Plusieurs méthodes sont utilisées pour identifier ces génotypes, comme des cultures hydroponiques sur des solutions variées, des cultures en pots, etc. Curieusement, les cartes génétiques établies de façons différentes donnent des résultats inconstants, et il se pourrait donc que le problème se trouve dans la façon d’évaluer la tolérance/l’accumulation des plantes.

L’objectif du présent travail est de voir si les différentes méthodes de culture fournissent des résultats comparables, ou si selon le mode de culture, ce sont des génotypes différents qui tolèrent/accumulent le plus/moins.

Intéressé(e) ? Contact : Nausicaa Noret (nnoret@ulb.ac.be)