Proposition de thèse – Octobre 2017- Septembre 2020

Impact de la reproduction sexuée sur la dispersion de la jussie : Diversité génétique, modélisation et adaptation.
Mots-clés : Invasion biologique/ diversité génétique/ modélisation/ Adaptation

1 – Contexte scientifique et socio-économique du projet :
Le développement d’espèces invasives représente une menace pour les écosystèmes et les agrosystèmes particulièrement dans un contexte de changement climatique où leur capacité adaptative peut s’avérer être un avantage. En Europe, « la » jussie, espèce aquatique invasive originaire du Brésil, est considérée comme « la peste » des milieux aquatiques où elle a démontré sa capacité à envahir ces milieux. En France, deux espèces de Jussie ont actuellement envahi les cours d’eau et étangs en France. Il s’agit de Ludwigia peploides, espèce diploïde et autogame et de Ludwigia grandiflora, espèce décaploïde et allogame. Les nuissances y sont telles qu’un arrêté du 2 mai 2007 en interdit la commercialisation, le transport, l’utilisation horticole et l’introduction dans le milieu naturel et elles figurent désormais aussi sur la liste européenne des espèces invasives. Plus récemment, les jussies ont envahi les prairies inondables, conduisant à leur dépréciation et à un risque de pertes des aides européennes pour les agriculteurs.
Espèces à multiplication végétative, les jussies sont capables, immédiatement ou quelques années après leur installation, de fleurir, de fructifier et de produire des graines fertiles. L’ apparition de la reproduction sexuée et la production d’une descendance fertile peuvent avoir un impact sur le potentiel invasif de ces 2 espèces. L’apparition de la reproduction sexuée peut être plus favorable à l’espèce L. grandiflora qui, de par son statut de plante allogame, peut produire des hybrides montrant un effet d’hétérosis favorisant son adaptation, en particulier en milieu terrestre.
Afin de mieux comprendre le potentiel adaptatif de la jussie (au sens large), il est nécessaire de prendre en compte l’impact de la reproduction sexuée dans son installation et sa dispersion. L’étude portera sur des populations de jussies aquatiques et terrestres de L grandiflora et de L peploides réparties sur le cours de la Loire (de Clermont-Ferrand à Saint Nazaire).

2 – Hypothèse et questions posées :
Nous posons comme hypothèse que la reproduction sexuée participe au potentiel adaptatif de la jussie et représente un risque dans la dispersion de la jussie, en particulier pour l’espèce allogame, Ludwigia grandiflora.
La question centrale de la thèse cherchera à comprendre les conséquences de l’apparition de la reproduction sexuée sur la dispersion des 2 espèces de jussie, L. grandiflora et L. peploides.
Elle se déclinera en 3 questions :
(a) Existe-t-il un lien entre la fertilité des populations de jussie et leur diversité génétique?
(b) Quelle est la part de la reproduction sexuée dans la dispersion de la jussie pour chacune des deux espèces?
(c) Est ce que les plantes issues de la reproduction sexuée présentent un risque plus important que celles issues de la multiplication végétative pour la dispersion de la jussie?

3 – Approche méthodologique et techniques envisagées :
– La 1ère question sera abordée à travers des études associant l’évaluation de la fertilité des populations de jussie (via le taux de germination et de production de plantules) et la diversité génétique des différentes populations de jussie sur le cours de la Loire (via l’utilisation de marqueurs de type RAD-Seq). Les études de génétique des populations se feront en collaboration avec E. Petit (UMR ESE, INRA Rennes)
Des données concernant la date d’apparition de la reproduction sexuée seront collectées par enquête et pourront être mises en relation avec les données de fertilité.
– La 2nde question fera appel à l’utilisation de modèles prenant en compte les modes de reproduction mixte ‘sexuée et asexuée’ en collaboration avec S. Stoeckel (UMR IGEEP, INRA Le Rheu). Pour cela, un suivi de l’évolution de la diversité génétique des populations sera effectué par comparaison de la diversité des jeunes plantes issues de la germination des graines et celle de la population originelle.
– Pour la 3ème question, les plantes issues de la reproduction sexuée et de la reproduction asexuée seront soumises à des stress hydriques, simulant les contraintes du milieu terrestre. L’acquisition de données morphologiques et de données physiologiques (métabolomiques) permettront de voir si les plantes issues de la reproduction sexuée sont plus aptes à supporter les stress hydriques et ce, pour les 2 espèces, L. grandiflora et L. peploides.

4 – Profil du candidat (compétences scientifiques et techniques requises) :
Le candidat devra être sensibilisé aux invasions biologiques, être spécialisé en génétique des populations, montrer un intérêt pour la modélisation et les approches pluridisciplinaires (écophysiologie, physiologie). Il devra être disponible pour les sorties de terrain nécessaires à la collecte des échantillons biologiques de sa thèse.
Le candidat devra savoir concevoir et mettre en place une expérimentation. Il devra connaître les techniques de base en biologie moléculaire. Il devra être capable de mobiliser les outils de statistiques nécessaires à l’analyse de ses résultats (ANOVA, ACP, …).

5 – Conclusion :
Cette thèse a pour ambition de combiner des approches différentes afin de rendre compte de l’impact de la reproduction sexuée sur la dispersion de la jussie. Elle permettra au doctorant de se former à des méthodologies très variées alliant la génétique des populations, la modélisation et la génomique.
Cette thèse bénéficie d’un financement obtenu dans le cadre d’un projet FEDER Pays de la Loire. Elle se déroulera à Agrocampus Ouest à Rennes et débutera au 1er octobre 2017.
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Merci de faire acte de candidature (CV, relevés de notes M1 et M2, et lettre de motivation) avant le 15 août auprès de Dominique Barloy et Jacques Haury. Un entretien sera organisé la 1ère quinzaine de septembre 2017.
Nom du directeur scientifique : BARLOY Dominique – UMR 0985 Ecologie et Santé des Ecosystèmes (ESE), Equipe Ecologie des Invasions Biologiques (EIB) – 65 rue de Saint Brieuc – 35 042 Rennes cedex. [email protected]
Nom du codirecteur : HAURY Jacques – UMR 0985 Ecologie et Santé des Ecosystèmes (ESE), Equipe Ecologie des Invasions Biologiques (EIB) – 65 rue de Saint Brieuc – 35 042 Rennes cedex. [email protected]

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