Recherche année 2009/2010 Titre du stage





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Milne R. (2004). Molecular Phylogenetics and Evolution 33: 389-401.


Ng S.-C., Corlett R.T. (2000). Molecular Ecology 9: 959-969.

Williams E.G., Rouse J.L., Palser B.F., Knox R.B. (1990). Horticultural Reviews 12: 1-67.
Veuillez effacez les phrases inutiles


    • Ce stage ne se poursuivra pas par une thèse

Spécialité Ecologie, Biodiversité et Evolution

Proposition de stage de M2 RECHERCHE

Année 2009/2010

Titre du stage :
Budget carboné chez les orchidées mixotrophes :
pourquoi certaines orchidées restent chlorophylliennes.

Laboratoire d’accueil : CEFE CNRS
Responsable du stage :

Nom : Selosse Marc-André (en CRCT au laboratoire durant le second semestre)

Tél : 06 07 12 34 18

Fax : 04 67 41 21 38

Email : ma.selosss@wanadoo.fr
Références dans le domaine : les articles de l’équipe sont accessibles sur www.cefe.cnrs.fr/coev/MA_Selosse.htm (liste A).
(1) Selosse & Roy, 2009, Trends in Plant Sciences 14: 64-70 / Abadie et al., 2006, Canadian Journal of Botany 84: 1462-1477.

(2) Selosse et al., 2004, Microbial Ecology 47: 416-426 / Tranchida-Lombardo et al., 2009, Plant Biology, sous presse.

(3) Leake, 2004, Current Opinion in Plant Biology 7:422–428.

(4) Julou et al., 2006, New Phytologist 166: 639-653 / Gebauer & Meyer, 2003, New Phytologist 160: 209-223.

(5) Roy & Selosse, en cours de soumission.

(6) Horton & Bruns, 2001, Molecular Ecology 10: 1855-1871.

Description du stage (1 page maximum)

Certaines espèces d’orchidées photosynthétiques pérennes, en particulier au sein du genre Cephalanthera, reçoivent une partie de leur carbone de champignons mycorhiziens colonisant les racines – plantes en partie hétérotrophes, dites mixotrophes (1). Certaines populations présentent d’ailleurs de rares individus totalement blancs (dits albinos) (2), et des espèces voisines sont totalement non-chlorophylliennes (3). Les albinos représentent donc une opportunité pour comprendre le budget carboné des mixotrophes et de comparer auto- et l’hétéro-trophie dans le même cadre populationnel (= fond génétique) ; ils récapitulent les étapes de l’évolution (sans doute infructueuse dans leur cas) vers une hétérotrophie totale.

L’objet de ce stage est de contribuer à la compréhension du budget carboné au cours de l’année chez Cephalanthera damasonium en comparant les individus verts et albinos et, de là, de proposer des causes au faible succès (rareté) des albinos. La teneur en isotopes stables du carbone (12C/13C) diffère selon que le carbone provient du champignon (spontanément enrichi en 13C), ou de la photosynthèse (4) : à l’aide de références adéquates, on peut donc calculer le taux d’hétérotrophie (= carbone dérivé du champignon) d’un mixotrophe. Des données préliminaires suggèrent que celui-ci varie au cours de l’année dans les parties aériennes, de 100% à la mise en place de la tige à moins de 50% lors de la fructification des individus verts (5). Ce taux reste fixé à 100% chez les blancs, expliquant peut-être leur difficulté à murir leurs fruits (moindre fitness).

Une série d’expérience d’ombrage et de défoliation sur des individus verts (avec des contrôles albinos) a été réalisée en 2008 pour tester l’effet d’un forçage expérimental de l’hétérotrophie sur la teneur en isotopes du carbone (sur deux ans) et la fitness (en 2008). L’acquisition des échantillons en 2009 et les mesures isotopiques sur l’ensemble des échantillons font partie de ce stage.

Enfin, pour mieux comprendre la ressource fongique, on envisage une étude du taux de colonisation des racines et de l’identité des champignons mycorhiziens au cours l’année (données brutes de colonisation et échantillons acquis pour 2008, à compléter début 2009). L’identification sera réalisée par des typages moléculaires (amplification et séquençage de l’ITS fongique) (6). L’étude est à la fois réalisée sur des jeunes plantules en germination in situ (semées en 2006), et sur des plantes adultes, de façon à couvrir les variations annuelles et ontogénétiques.

Par ailleurs, jusqu’à présent, seules les teneurs en isotopiques de la biomasse ont été prises en compte : des mesures des teneurs isotopiques du CO2 respiré permettront de déterminer la part de l’hétérotrophie dans le catabolisme (verts et albinos ; une mesure en 2009). Elles seront complétées par une étude de la teneur isotopique de l’amidon des racines, (notamment en hiver) pour mieux comprendre l’origine des réserves utilisées par les plantes (vertes et albinos) au printemps. En mobilisant les données acquises sur la biomasse, on pourra ainsi décrire l’allure du budget carboné annuel (et notamment à la fructification) des deux phénotypes.

La contribution à plusieurs manipulations permettra à l’étudiant de se former à diverses méthodes complémentaires : mesures isotopiques, mesure des échanges gazeux in situ (Licor), typage moléculaire (au CEFE), travaux de terrain (population avec albinos à Montferrier-le-Lez), analyses statistiques sur des données acquises. Ce sujet lui permettra d’agréger les données en une vue synthétique du phénotype albinos et du budget carboné des mixotrophes sur l’année.

Encadrement :

Mélanie ROY / Marc-André SELOSSE / Marie-Pierre DUBOIS (CEFE-CNRS), 06 07 12 34 18 (ma.selosse@wanadoo.fr); suivi réalisé par M.-A. S. (en CRCT au laboratoire durant le second semestre) ; financement Soc. Fr. d’Orchidophilie et ANR. Les articles de l’équipe sont accessibles sur www.cefe.cnrs.fr/coev/MA_Selosse.htm



    • Ce stage peut se poursuivre par une thèse (financement Région)


Spécialité Ecologie, Biodiversité et Evolution

Proposition de stage de M2 RECHERCHE

Année 2009/2010

Titre du stage :

Le plateau continental antarctique est-il un accélérateur de spéciation ?

Diversité génétique des oursins incubants.
Laboratoire d’accueil :

DIMAR Diversité évolution et écologie fonctionnelle marine UMR6540
Responsable du stage :

Nom : CHENUIL

Tél : 0491041617

Fax : 0491041635

Email : chenuil@univmed.fr
Références dans le domaine :
Chenuil A., Egea E., Rocher C., Touzet H., Féral J-P. 2008. Does hybridization increase evolutionary rate ? Data from the 28S-rDNA D8 domain in echinoderms. Journal of Molecular Evolution 67: 539–550.

Chenuil A., Gault A. & Féral J.-P. 2004. Paternity analysis the Antarctic brooding sea urchin Abatus nimrodi. A pilot study. Polar Biology 27(3):177-182

Chenuil A., Egea E, Rocher C. & J.-P. Féral. Comparing substitution rates in spatangoid sea urchins with putatively different effective sizes, and other echinoderm datasets. Proc. 12th International Echinoderm conference. Balkema

Poulin E, Féral J-P. 1995. Why are there so many species of brooding antarctic echinoids ? Evolution 50, 820-830.

Poulin E, Feral J-P.1995. Pattern of Spatial-Distribution of a Brood-Protecting Schizasterid Echinoid, Abatus Cordatus, Endemic to the Kerguelen Islands. Marine Ecology-Progress Series 118, 179-186.

Poulin E, Palma AT, Feral J-P. 2002. Evolutionary versus ecological success in Antarctic benthic invertebrates. Trends in Ecology & Evolution 17, 218-222.
Description du stage (1 page maximum)

Veuillez SVP indiquer les objectifs du stage et la méthodologie employée.
La faune marine du plateau continental antarctique montre une propension à former des « species flocks » chez différents phylums de métazoaires. Ces groupes monophylétiques d’espèces endémiques, proches entre elles donc formées rapidement en une région géographique donnée, soulèvent d’importantes questions : Pourquoi se sont-ils formés et par quel processus de spéciation ? Est-ce une innovation clé dans l’ancêtre des espèces sœurs qui leur a permis (i) de coloniser des niches vides et différenciées, (ii) de former de nouvelles espèces rapidement, par limitation du flux génique, (iii) de résister mieux aux extinctions, ou bien un changement dans le milieu a-t-il permis à l’ancêtre commun de se retrouver préadapté à des niches écologiques disponibles, ou encore, l’aire de distribution s’est-elle retrouvée brutalement fragmentée pour une durée permettant aux spéciations allopatriques d’avoir lieu ?

Chez les oursins, au sein de chacune des deux familles, Cidaridae et Schizasteridae, dont la divergence précède nettement la séparation de l’Antarctique et du Gondwana, on observe un nombre important d’espèces antarctiques proches, formant vraisemblablement un groupe issu d’un unique ancêtre commun (monophylétique). Un point commun à ces deux groupes est l’absence de dispersion larvaire, qui a probablement permis une accélération des spéciations. La phylogénie moléculaire à plusieurs marqueurs (mitochondriaux, nucléaires) est achevée pour les Schizastéridae, confirmant la monophylie des espèces incubantes de l’Océan austral. (Possibilité 1) Pour les Cidaridae, nous devons compléter cette phylogénie avec les espèces récoltées durant la campagne océanographique CEAMARC (par PCR-séquençage de deux marqueurs) afin de vérifier la monophylie, et de tenter d’inférer les dates des événements de spéciation, puis de les comparer avec les taxons proches non antarctiques. (Possibilité 2) Afin d’estimer finement l’échelle de dispersion, nous souhaitons aussi étudier la structure génétique des populations chez certains Abatus sp. (Schizastéridae) au moyen de marqueurs nucléaires codominants séquençables, les EPICs (Chenuil et al, en prep 1,2) pour compléter les données obtenues avec d’autres marqueurs (microsatellites, et COI). Nous voudrions confirmer les phénomènes d’autocorrélation spatiale surprenants : au sein d’un carré de moins d’un mètre, les paires d’individus présentaient une corrélation entre distance génétique et distance spatiale (DEA de Ledoux, 2004). Cette confirmation soutiendrait la possibilité de spéciation extrêmement rapide. Les taux d’évolution par ailleurs bien étudiés dans ce groupe (Chenuil et al 2008, et sous-presse), permettent d’envisager des datations sérieuses. Le stagiaire développera ou bien la phylogénie des Cidaridae, ou bien la structure génétique fine des Abatus, l’autre thématique étant étudiée par un CDD recruté en novembre 2009, les deux sous l’encadrement d’Anne Chenuil.


    • Ce stage ne se poursuivra pas par une thèse



Spécialité Ecologie, Biodiversité et Evolution

Proposition de stage de M2 RECHERCHE

Année 2009/2010

Titre du stage : Dépression de consanguinité et maintien du système d’auto-incompatibilité sporophytique chez les plantes à fleurs.
Laboratoire d’accueil : Génétique et Evolution des Populations Végétales, UMR CNRS 8016, Université Lille 1 59655 Villeneuve d’Ascq.
Responsable du stage :

Nom : Billiard Sylvain

Tél : 03 20 33 59 23

Fax : 03 20 43 69 79

Email : sylvain.billiard@univ-lille1.fr
Références dans le domaine :

Igic, et al. 2008. Loss of self-incompatibility and its evolutionary consequences. International Journal of Plant Sciences 169:93-104.

Billiard et al. 2007. A general model to explore complex dominance patterns in plant sporophytic self-incompatibility systems. Genetics 175: 1351-1369.

Porcher. and Lande. 2005. Loss of gametophytic self-incompatibility with joint evolution of inbreeding depression. Evolution. 59:46-60.
Description du stage (1 page maximum)

Chez les plantes à fleurs, de nombreux systèmes de reproduction permettent de contrôler le taux d’autofécondation. L’évolution de ces systèmes de reproduction est une question récurrente en biologie évolutive, ayant des applications aussi bien dans la biologie de la conservation (doit-on gérer des espèces faisant beaucoup d’autofécondation de la même manière que des espèces totalement allofécondante ?) que dans la domestication des espèces végétales (comment sélectionner les caractères intéressants chez les espèces où l’hybridation est nécessaire à chaque reproduction ?).

Parmi tous les systèmes de reproduction favorisant l’allofécondation, les systèmes d’auto-incompatibilité (SI) sont les plus stricts puisque chez les espèces auto-incompatibles non seulement toute autofécondation est impossible mais également toute fécondation entre individus proches génétiquement. Malgré cette contrainte forte, plus de 40% des angiospermes sont auto-incompatibles (Igic et al. 2008). Une si large représentation des SI peut paraître comme un paradoxe puisque tout mutant universellement autocompatible devrait envahir et ainsi faire disparaître le SI, du fait que ce mutant peut se reproduire avec tout autre individu de la population, lui-même inclus. De fait, chez toutes les familles végétales possédant un SI, il existe des espèces ayant perdu ce système, et ce de manière indépendante.

Plusieurs modèles ont étudié comment le SI pouvait être maintenu ou perdu (e.g. Porcher and Lande 2005) et ont montré que la dépression de consanguinité pouvait être la cause majeure. Toutes ces études ont cependant effectué en ne considérant qu’un SI particulier : le système gamétophytique. Un autre système, le SI sporophytique, est largement répandu, chez les Brassicacées (choux, colza, …) et Astéracées (tournesol,…). La particularité du système sporophytique est que le déterminisme génétique du phénotype d’auto-incompatibilité est plus complexe, puisqu’il dépend de relations de dominance.

Le but de ce stage sera d’étudier, par le biais de la modélisation, les conditions de maintien et de perte du système d’incompatibilité sporophytique. Plus précisément, il s’agira d’étudier le devenir d’un mutant auto-compatible dans une population d’auto-incompatibles, en fonction de différents paramètres tels que la dépression de consanguinité et les relations de dominance au locus contrôlant le SI. Pour cela, il s’agira d’utiliser le modèle de dépression de consanguinité utilisé dans Porcher and Lande (2005) ainsi que le modèle de dynamique des SI sporophytiques de Billiard et al. (2007).

NB : Ce stage pourra faire l’objet d’une rémunération du CNRS pour les élèves issus d’une école d’ingénieur.
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    • Ce stage ne se poursuivra pas par une thèse (trop tôt pour le dire).


Spécialité Ecologie, Biodiversité et Evolution

Proposition de stage de M2 RECHERCHE

Année 2009/2010

Titre du stage :
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