Spéciation, diversification et structuration intraspécifiques

Responsable : Yamama Naciri

Description du programme

L’étude de la diversité génétique au sein des espèces ainsi que l’analyse des relations génétiques entre espèces proches est le fil rouge de ce programme. Les domaines d’applications sont divers et concernent l’étude de la structuration génétique intraspécifique (application à des programmes de conservation), la phylogéographie (inférence de l’histoire démographique et spatiale des espèces), ainsi que l’étude des patterns de différentiation et de spéciation en lien avec la phylogénie des espèces, avec un focus sur la délimitation d’espèces. Le programme fait appel aux outils de la génétique des populations, de la phylogénie moléculaire et utilise le cadre conceptuel de la théorie de la coalescence qui permet d’appréhender les processus populationnels intra- et inter-spécifiques en une approche synthétique. Les marqueurs utilisés sont de différents types : séquences chloroplastiques et nucléaires, microsatellites, SNP (Single Nucleotide Polymorphism) obtenus par séquençage classique (Sanger) ou haut débit (NGS, GBS, Genome skimming, capture de gènes). Ce programme aborde également des aspects plus théoriques pour lesquels des simulations sont utilisées.

Objectifs scientifiques

Plusieurs projets de ce programme ont pour but, à l’aide de marqueurs moléculaires, d’identifier des espèces ou de discriminer certaines espèces proches pour lesquels les critères morphologiques sont insuffisants ou trompeurs (A1). En permettant de meilleures délimitations d’espèces, ils participent ainsi à l’inventaire de la biodiversité végétale et fongique (A4). Certains projets sont basés exclusivement sur de nouvelles récoltes (A3) alors que d’autres utilisent également les collections d’herbiers comme source d’ADN (B1). Tous ont pour but de comprendre l’histoire évolutive des espèces et de la biodiversité en général (A2).

La valorisation des résultats obtenus se fait sous la forme de publication spécialisées à comité de lecture (C1) mais donne également lieu à des articles ou des activités de vulgarisation et de médiation dans différents supports (Feuille verte, Saussurea, réseaux sociaux, émissions radio, visites guidées, ateliers, etc, (C3). Le programme participe activement à la formation par l’encadrement de projets de master ou de thèse (C4).

Les objectifs scientifiques s’intègrent dans le cadre de la stratégie scientifique de l’institution qui définit les trois axes de recherche majeurs (A, B, C) des CJBG. Les abréviations A1-4, B1, C1, C3 et C4 font référence aux objectifs prioritaires de la stratégie scientifique visés par ce programme.

Liste des projets

Étude de la structure génétique du panicaut des Alpes Eryngium alpinum en Suisse

Ce projet vise à compléter les données génétiques déjà obtenues au laboratoire avec celles des populations suisses d’Eryngium alpinum transmises par les Cantons d’Obwald et de Nidwald en 2020 et à publier un article de synthèse sur la diversité de l’espèce et sa structuration en Suisse en y intégrant ces nouvelles données.

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La section Italicae des Silene du bassin méditerranéen

Ce projet a pour but de délimiter les espèces au sein de la section Italicae des Silene méditerranéennes et de comprendre les patterns de spéciation sous-jacents ayant mené en un temps court à une telle diversité d’espèces.

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Trachycarpus fortunei au Tessin : structure génétique et expression sexuelle

L’objectif principal de ce projet est de comprendre les mécanismes génétiques et structuraux ayant pu faciliter les processus d’invasion rapide du palmier invasif Trachycarpus fortunei dans le sud de la Suisse.

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Gladiolus palustris : structure génétique, conservation et différentiation des espèces proches

Les cantons ont pour obligation de protéger les espèces dès lors qu’elles sont menacées ou en danger. Dans certains cas, l’identification des espèces est difficile car elles peuvent être confondues avec des taxons voisins ou être issues d’hybridations entre espèces proches (Tison et Girod, 2014 ; Szczepaniak et al. 2016). C’est le cas dans les cantons de Zurich et Zoug où l’identification de Gladiolus palutris n’est pas certaine. Dans le canton de Genève, les populations existantes (Jussy et Préseinge) ont fait l’objet de mesures de protection mais une troisième population est apparue à Versoix dont l’origine est incertaine. Ces trois cantons ont donc mandaté les CJBG pour répondre à leurs questions propres à l’aide de marqueurs génétiques.

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Clarification des relations génétiques entre Salix bicolor / Salix hegetschweileri et Salix phylicifolia et espèces affines en Suisse en Europe Centrale

Ce projet vise à déterminer l’origine, l’évolution et l’écologie dans les Alpes et l’Europe centrale des taxons du groupement Salix bicolor / Salix hegetschweileri. Il s’agira aussi d’établir leur lien avec les taxons apparentés des pays nordiques comme Salix phylicifolia et leur voies probable de colonisation de l’Europe centrale et des Alpes après la dernière glaciation. Une analyse de l’origine et de l’évolution d’autres taxons endémiques des Alpes comme Salix laggeri et de taxons liés par de possibles hybridations à ceux cité ci-dessus, p. ex. Salix myrsinifolia, permettront également de comprendre ce genre complexe. Une meilleure connaissance de ces taxons faciliterait ainsi leur identification et la détermination de leur degré de menace, aujourd’hui et dans un futur soumis aux changements climatiques.

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Étude génomique des populations de plantes menacées du canton de Genève

Ce travail de Master vise à générer de nouvelles données et méthodes pour quantifier la diversité intraspécifique des plantes menacées du canton de Genève. L’étude s’intégrera dans le projet « Référentiel génétique de la flore vasculaire de Genève » financé par l’OFEV dans le cadre du programme RPT LPN 2020-2024. Celui-ci vise à créer un référentiel génomique des quelques 1126 espèces et sous-espèces de plantes vasculaires genevoises retenues pour la liste rouge (Mombrial et al. 2020). L’échantillonnage de l’ensemble de la flore genevoise prévu pour établir ce référentiel ne permettra cependant pas une étude approfondie de le diversité intraspécifique des espèces menacées. Pour combler cette lacune, ce projet propose d’explorer l’utilité des nouvelles méthodes de séquençage à haut débit de l’ADN dans l’étude de la biologie des populations d’espèces prioritaires identifiées par les CJBG (Lambelet-Haueter et al. 2011). Nous espérons que les résultats obtenus contribueront à guider les efforts encore nécessaires pour préserver les espèces rares de notre flore.

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