Génomique des populations d'ostreococcus tauri (chlorophyta) : diversité et évolution du plus petit eucaryote photosynthétique

Population genomics of ostreococcus tauri (chlorophyta) : diversity and evolution of the smallest photosynthetic eukaryote

• Auteur / Autrice : Romain Blanc-Mathieu
• Direction : Gwenaël Piganeau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Diversité du vivant
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biodiversité

Organites

Recombinaison génétique

Résumé

Le plus petit eucaryote photosynthétique libre Ostreococcus tauri est identifié par la séquence codant pour l'ARN 18S. Pour estimer la diversité génétique associée à cette caractérisation, l'ADN total de 13 souches, échantillonnées au nord-ouest de la mer Méditerranée, a été séquencées en Illumina. L'analyse du polymorphisme génomique par alignement sur la séquence du génome de référence nous permet d'estimer la diversité génétique à 0. 004 ce qui est similaire au taux de polymorphisme estimé pour des eucaryotes unicellulaires comme la levure par exemple. Ces données nous ont permis de construire la carte du taux de recombinaison de la population pour le génome d' O. Tauri. L'analyse du patron de mutations, inféré à partir des fréquences des sites polymorphes, nous permet de tester les prédictions des différents modles d'évolution à l'origine de la composition en bases du génome. Les données d' O. Tauri ne sont compatibles qu'avec le modle de conversion génique biaisée vers GC. L'analyse de la généalogie des génomes cytoplasmiques de cette population nous permet de confirmer la transmission uniparentale de la mitochondrie et de proposer une transmission biparentale du chloroplaste à la base de la lignée verte. Enfin, nous avons estimé le potentiel d'Illumina pour l'assemblage de novo du génome d' Ostreococcus tauri pour son utilisation à d'autres espèces du phytoplancton eucaryote. Ce travail de thèse nous renseigne sur le niveau de diversité, le mode de reproduction et l'évolution d' O. Tauri et permet de mieux comprendre l'histoire évolutive de la lignée verte et des mécanismes évolutifs qui l'ont façonnée.

The smallest free-living photosynthetic eukaryote Otsreococcus tauri is identified based on its rDNA 18S encoding sequence. To estimate the genetic diversity associated with this molecular identification, whole DNA of 13 strains sampled in North-West Mediterranean Sea has been sequenced with Illumina. From whole genome polymorphisms analysis we estimated the genetic diversity at 0. 004, which is similar to other unicellular eukaryotes such as yeasts. From single nucleotide polymorphisms we built the population scaled recombination map of O. Tauri. Mutational pattern analysis inferred from polymorphisms frequencies allows us to test different evolutionary model at the origin of genome base composition. Our data is consistent with GC-biased gene conversion. Polymorphisms analysis along cytoplasmic genomes gives insight into the mode of transmission of the chloroplast and mitochondria along the green lineage. Last but not least we estimated the power of Illumina to assemble de novo the genome of O. Tauri for its use to other eukaryotic phytoplankton. Overall this work gives insight into the diversity level and evolution of O. Tauri. It fosters our understanding of the green lineage evolutionary history and mechanisms shaping this lineage.