Génétique d’association chez le pin maritime (Pinus pinaster Ait.) pour la croissance et les composantes de la qualité du bois, Association genetics in maritime pine (Pinus pinaster Ait.) for growth and wood quality traits

N° d’ordre : 3923






THÈSE

PRÉSENTÉE A

L’UNIVERSITÉ BORDEAUX 1

ÉCOLE DOCTORALE SCIENCES ET ENVIRONNEMENTS

Par Camille LEPOITTEVIN

POUR OBTENIR LE GRADE DE

DOCTEUR
SPÉCIALITÉ : Ecologie évolutive, fonctionnelle et des communautés

Génétique d’association chez le pin maritime (Pinus pinaster Ait.) pour
la croissance et les composantes de la qualité du bois
Association genetics in maritime pine (Pinus pinaster Ait.) for growth
and wood quality traits



Soutenue le : 10 décembre 2009


Devant la commission d’examen formée de :

M. Santiago GONZALEZ-MARTINEZ Chargé de Recherche, INIA Madrid Rapporteur
Mme Joëlle RONFORT Directeur de Recherche, INRA Montpellier Rapporteur
M. Patrick BABIN Profeseur, Université de Bordeaux I Examinateur
Mme Catherine BASTIEN de Recherche, INRA Orléans
Mme Pauline GARNIER-GERE Chargée de Recherche, INRA Bordeaux Co-Directeur de thèse
M. Luc HARVENGT Laboratoire de Biotechnologies, FCBA Co-Directeur de thèse
M. Christophe PLOMION Directeur de Recherche, INRA Bordeaux Directeur de thèse

Université Bordeaux 1
Les Sciences et les Technologies au service de l’Homme et de l’environnement
















To call in the statistician after the experiment is done may be no more than asking him to
perform a post-mortem examination: he may be able to say what the experiment died of.

~ Sir Ronald Aylmer Fisher





La fin est dans les moyens comme l’arbre est dans la semence.

~Gandhi
Remerciements

Tout d’abord je tiens à remercier Antoine Kremer pour m’avoir reçue au sein de BIOGECO,
ces quatre années ont été formidables, et ça va continuer !
Ensuite, merci à Christophe Plomion de m’avoir proposé ce sujet de thèse, le seul sujet qui
pouvait me donner envie de poursuivre mes études. Merci pour la confiance et la liberté que
tu m’as accordées, pour les nombreux colloques auxquels j’ai pu participer, et pour ton
enthousiasme communicatif pour les nouvelles techniques de génotypage ou de phénotypage.
Merci à Luc Harvengt pour avoir financé cette thèse CIFRE, m’avoir accueillie au sein de
l’AFOCEL (maintenant FCBA) et pour les bilans réguliers qui ont permis de tenir le cap
durant ces quatre ans (encore désolée pour la quatrième année !).
Cette thèse n’aurait pas été ce qu’elle est sans Pauline Garnier-Géré : je te remercie mille fois
pour ta disponibilité et ta pédagogie, les heures passées à m’expliquer la théorie de la
coalescence, la sélection naturelle, la génétique d’association, pour nos longues discussions
sur les modèles démographiques… J’ai beaucoup appris grâce à toi. Nous avons encore
beaucoup de choses à écrire toutes les deux !
Merci à mes deux rapporteurs pour avoir accepté de relire ce manuscrit, Joëlle Ronfort et
Santiago Gonzalez-Martinez (c’est grâce à toi que je me suis lancée dans les modèles
démographiques, merci !), et à Patrick Babin et Catherine Bastien pour avoir accepté de faire
partie du jury.

Je tiens aussi à remercier vivement toutes les personnes qui ont contribué à ce travail, de près
ou de loin, votre aide a été précieuse :
- L’UE de Pierroton pour l’échantillonnage et la collecte d’aiguilles, en particulier
Christophe, Fred, Nico, Laurent, Henri, Hervé et Bernard ;
- L’équipe FCBA de la Station Sud-Ouest pour leur aide à la collecte et au broyage des
échantillons de bois, en particulier Jean-Pierre, Thomas, François, mais aussi Pierre
Alazard pour la collecte d’aiguilles et ses réponses rapides à mes questions concernant
les essais de terrain ;
- Denilson et Audrey de l’équipe IntechFibres du FCBA, pour leur accueil chaleureux à
Grenoble, l’initiation à la spectrométrie proche infrarouge, mais aussi pour toutes les
données chimiques qu’ils ont produites. Merci aussi Denilson pour ta participation à
mes comité de thèse et pour la relecture du chapitre III ; - Fredo, François, Delphine, Maëlys, les deux Guillaume(s) et Pierre pour leur
participation aux manips de broyage et de spectrométrie. Mentions spéciales pour
François, qui m’a aussi aidée pour le séquençage des gènes candidats, et Fredo, qui a
brillamment géré le labo QB pendant que je terminais ma thèse ;
- Jorge Paiva (Obligada pour ta bonne humeur envahissante !), John MacKay et Frank
Bedon pour le choix des gènes candidats ;
- Jean-Marc Frigerio pour le support bioinformatique ;
- Frank Salin pour la manip’ de génotypage sur la plateforme de Toulouse ;
- Rémy Petit et Valérie Le Corre pour la relecture de mon premier article ;
- Un grand merci à mon comité de thèse pour ses conseils pertinents, Alain Charcosset,
Valérie Le Corre, Brigitte Mangin, Philippe Rozenberg et Leopoldo Sanchez.

Merci aussi à tous les Pierrotonais qui ont fait de cette thèse quatre années inoubliables,
notamment Grégoire, pour me supporter tous les jours au bureau (on est p’têt ben un peu
Normands tous les deux, sûrement pour ça qu’on s’entend bien… Tes dons en déchiffrage de
runes plomionesques m’impressionneront toujours !) ; Céline, Valérie et Patrick pour les
pauses de midi qui me changent bien les idées ; Philou, François, Erwan, Fred, Loic, Corine et
bien d’autres pour parler d’autre chose que de génétique ; le club de mots-fléchés Pierrotonais
pour établir de nouveaux records de vitesse chaque midi ; et bien sûr tous les membres de
BIOGECO, visiteurs ou permanents, je suis très heureuse de pouvoir rester parmi vous !

Et parce qu’il n’y a pas que le travail dans la vie, je souhaite aussi remercier le Club de Judo
de Cestas (promis maintenant je ne louperai plus un entraînement, Hajime !) et l’Ecole de
Musique du Val de Leyre. Et oui, pas besoin de génétique pour exécuter un Tai Otoshi ou
jouer du Bach !

Le plus important pour la fin : merci à ma famille et mes amis pour leur soutien et leur
affection, Joëlle pour les escapades Québécoises ou shopping, les Forains pour la course
annuelle au trophée de Theil Rabier (Hancore !), mes grands-parents et mes parents qui m’ont
toujours encouragée à poursuivre mes études, et Chloé pour ses coups de fil quasi-quotidiens
(Haha ! Tu ne t’y attendais pas à celle-là !).
Enfin, MERCI à Thomas : tu as vaillamment supporté mes états d’âme statistiques et
moléculaires, maintenant apprécions ensemble quelques vacances bien méritées et pensons à
nous ! Contents

Introduction………………………………………………………………………………….…1

Disentangling diversity patterns due to demography or natural selection in Pinus pinaster
transcription factors involved in wood formation................................................................... 11
Introduction ........................................................................................................................ 12
Materials and Methods ...................................................................................................... 15
Population sampling and DNA extraction ....................................................................... 15
Candidate gene selection and sequencing ........................................................................ 15
Sequence processing and polymorphic sites detection .................................................... 16
Diversity, molecular differentiation and recombination rate estimates ........................... 16
Extent of linkage disequilibrium...................................................................................... 17
Neutrality tests under the standard neutral model............................................................ 18
Simulations of demographic scenarii ............................................................................... 19
Results ................................................................................................................................. 21
Nucleotide diversity ......................................................................................................... 21
Population differentiation................................................................................................. 21
Recombination and LD .................................................................................................... 24
Neutrality testing.............................................................................................................. 25
Assessment of alterna