Origines génétiques de la variation de tolérance au stress au sein de populations naturelles de levures

Genetic basis of stress tolerance in natural populations of yeast

• Auteur / Autrice : Anastasie Sigwalt
• Direction : Joseph Schacherer, Jacky de Montigny
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 03/06/2016
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Génétique moléculaire, génomique et microbiologie (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Hugueney
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marc Lemaire
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Gilles Fischer, Philippe Marullo

Mots clés

Mots clés contrôlés

Résistance au stress

Génotype

Phénotype

Variabilité génétique

Cytogénétique

Saccharomyces cerevisiae

Mots clés libres

Levures

Tolérance au stress

Complexité génétique

Phénotypes

Croissance

Morphologie cellulaire

Relation génotype-phénotype

Analyse de pool de ségrégants

Yeast

Stress tolerance

Genetic complexity

Phenotypes

Fitness

Cell morphology

Genotype-phenotype relationship

Bulk segregant analysis

Résumé

Une question centrale de la génétique moderne est de mieux comprendre comment la variation génétique présente au sein d’individus d’une même espèce influence la diversité phénotypique et l’évolution. La levure modèle Saccharomyces cerevisiae offre une occasion unique d’apporter des éléments de réponse à cette question à travers la dissection de l’architecture génétique de la variation de tolérance à des stress environnementaux à l’échelle d’une population. Mon étude révèle un niveau supplémentaire de complexité de la relation génotype-phénotype où finalement les caractères supposés les plus simples, dits Mendéliens (déterminisme strictement monogénique) peuvent se révéler être complexes (déterminisme multigénique) selon le fond génétique en raison de l’action de gènes modificateurs, d’interactions épistatiques et/ou de suppresseurs. Toutefois, les processus évolutifs peuvent être bien différents en fonction des espèces. Afin de mieux les décrypter, je me suis également intéressée à Lachancea kluyveri, une levure phylogénétiquement distante de S. cerevisiae. Cette espèce présente une diversité génétique plus élevée et constitue une ressource encore peu exploitée. L’exploration de la diversité phénotypique et la détermination de leurs origines génétiques initiées dans cette étude sont extrêmement prometteuses et apportent de solides fondations pour l’étude à la fois de l’architecture génétique des caractères et de l’évolution de la relation génotype-phénotype au sein de diverses espèces de levures.

A central issue of modern genetics is to better understand how genetic variations between individuals within a species influence the phenotypic diversity and the evolution. The budding yeast Saccharomyces cerevisiae as a model organism offers a unique opportunity to address this issue through the dissection of the genetic architecture of stress tolerance across a population. My study reveals an additional level of complexity of the genotype-phenotype relationship. Indeed, simple Mendelian traits (monogenic determinism) may become more complex (multigenic determinism) depending on genetic background due to the action of modifier genes, epistatic interactions and / or suppressors. However, evolutionary processes can be very different depending on the species. That is why a non-conventional yeast species namely Lachancea kluyveri (formerly S. kluyveri) was also studied. This species distantly related to S. cerevisiae has a higher genetic diversity and remains a relatively unexplored resource. The exploration of the phenotypic diversity and the determination of the genetic origins initiated in this study lay foundations for the analysis of the genetic architecture of traits and the evolution of the genotype-phenotype relationship within diverse yeast species.