Phylogenomic study and specific diversity depiction of frankia genus : special focus on non-cultivable strains and ecological implications
Approche phylogénomique et diversité spécifique du genre Frankia : cas particulier des souches non cultivables et implications écologiques
Résumé
The depiction of the phylogenetic structure of the genus Frankia is still troublesome and the evolutionary forces guiding the speciation, dispersion and diversity are not well documented. The current phylogeny has been defined on the basis of the comparative analysis of the 16S rRNA gene sequence while de genomospecies definition is still subjected to DNA-DNA hybridization trials. Aiming to bring to light the genomic variability of the genus and its translation into the ecological and specific diversity, our studies consisted in, firstly, evaluating the specific diversity within the genus and the ability of the Amplified Fragment Length Polymorphism technique (AFLP) to describe Frankia genomospecies and their phylogenetic liaisons. Moreover this technique was also tested for the study of the non isolated Frankia directly in the actinorhizal nodules. Secondly, we defined a MLSA (Multilocus Sequence analysis) scheme which allowed us to establish a phylogeny of the genus by using a hundred of strains and for the first time to describe the phylogenetic divergence of a group of non culturable strains exhibiting the particular ability (phenotype) of sporulating in planta (Sp+). The Sp+ strains are distributed into two divergent clades whose structure is highly correlated to the host genotype. The importance of genetic markers having impact over ecology of the strains has been revised. In this regard we have studied the phylogenetic analysis and the occurrence of the genetic components for the siderophore production and of the sodF gene in Frankia.
La définition de la structure phylogénétique du genre Frankia est encore problématique, les forces évolutives guidant son spéciation, dispersion et donc la génération de sa diversité ne sont pas complètement documentées. La phylogénie actuelle du genre a été définie par l’analyse comparative de la séquence du 16S rRNA. Par ailleurs, la définition des espèces génomiques a été gênée par la faible applicabilité de la technique d’hybridation ADN-ADN. Dans le cadre de cette thèse nos travaux ont consisté à étudier la variabilité génomique dans le genre et sa conséquente traduction en variabilité spécifique et écologique. Dans un premier temps, nous avons évalué la diversité spécifique du genre ainsi que l’utilité de la technique AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) pour la définition des espèces génomiques. De plus, notre protocole fut aussi utilisé pour analyser souches non isolées en appliquant le protocole directement sur des nodosités actinorhiziennes. Dans un deuxième temps, un schéma MLSA (Multilocus Sequence Analysis) nous a permis de redéfinir la phylogénie du genre sur une centaine de souches, et pour la première fois de décrire la divergence phylogénétique d’un groupe de souches non-isolées présentant un phénotype unique de sporulation in planta (Sp+). Les souches Sp+ sont distribuées dans deux clades très divergents dont la structuration est fortement corrélée au génotype de la plante hôte et au phénotype Sp+/Sp- de la souche. L’intérêt de marqueurs génétiques présentant un intérêt pour l’écologie des souches a été révisé. Dans ce but nous avons étudié la présence, distribution et phylogénie de sodF et des différents composants génétiques impliquées dans la production des siderophores chez Frankia.
Origine : Version validée par le jury (STAR)