Graignic2014

Référence

Graignic, N. (2014) Impacts de la fragmentation sur la capacité reproductrice et la diversité génétique de l'érable à sucre (Acer saccharum marshall) au québec. Thèse de doctorat, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue.

Résumé

Cette thèse visait à mieux comprendre la dynamique de répartition de l'érable à sucre (Acer saccharum Marshall) à sa limite nordique au Québec en évaluant la capacité reproductrice et la structure génétique des populations. L'érable à sucre atteint sa limite de répartition continue nordique dans le nord-est du Canada à la transition entre la forêt feuillue tempérée et la forêt boréale mixte. Nous avons étudié : (1) le potentiel de régénération et la diversité génétique des populations naturelles fragmentées situées à la limite nordique discontinue de répartition de l'érable à sucre et (2) la structure génétique des peuplements affectés par une perturbation de type anthropique, la coupe de jardinage. Le territoire d'étude était localisé entre 45 ° 51 '–48° 59' N et 70 ° 21'–79 ° 27 'O et a été divisé en deux zones, continue et discontinue, sur la base de l'abondance des peuplements d'érable à sucre dans chacune des zones. La zone continue se situait dans le domaine bioclimatique de l'érablière à bouleau jaune et la zone discontinue se trouve dans les domaines bioclimatiques de la sapinière à bouleau jaune et de la sapinière à bouleau blanc. Vingt-quatre sites répartis le long de trois transects latitudinaux (situés dans l'ouest, le centre et l'est du Québec) ont été utilisés. Nous avons examiné la capacité reproductrice, et la diversité et structure génétique de ces populations. En ce qui a trait à la capacité reproductrice, nous avons analysé la structure d'âge des peuplements, la production et la germination des graines d'érable à sucre, de même que la densité et la structure d'âge des plantules. Les analyses génétiques ont été réalisées avec des marqueurs microsatellites développés spécifiquement pour cette espèce. Elles ont été réalisées sur 2 cohortes : jeunes arbres et arbres matures. L'impact de la coupe de jardinage sur la structure génétique des peuplements d'érable à sucre a été analysé dans trois paires de peuplements situés dans la zone de répartition continue du transect central. Chaque paire était composée d'une forêt ancienne et d'un peuplement coupé en 1990–1991. Nous avons comparé la diversité génétique de ces peuplements pour trois cohortes : plantules, jeunes arbres et arbres matures. Les résultats ont montré que (1) la régénération de l'érable à sucre est bonne dans tous les sites étudiés et (2) que cette espèce possède une grande diversité génétique et une faible différenciation entre les populations, sur l'ensemble du Québec. Les peuplements d'érable à sucre avaient une structure d'âge inéquienne dans les zones continue et discontinue. Toutefois, nous avons observé moins de samares pleines et de plantules dans la zone discontinue par rapport à la zone continue sur le transect ouest. La limite nordique de l'érable à sucre est influencée en partie par le climat (années semencières et densité de plantules). La différence entre les zones se retrouvait aussi au niveau génétique. Ainsi, la diversité génétique était inférieure et la différenciation entre les populations était plus importante dans la zone discontinue par rapport à la zone continue sur l'ensemble du Québec et, plus particulièrement, sur le transect ouest (en Abitibi-Témiscamingue). Nous n'avons pas détecté de différences significatives d'un point de vue génétique entre les deux cohortes. Nous avons observé un motif de structure génétique particulier chez l'érable à sucre au Québec : les populations les plus nordiques formaient un groupe distinct et l'on a observé un flux génique plus important des populations du sud vers celles de nord. Les données génétiques et palynologiques indiquent que l'érable à sucre serait arrivé au Québec par deux voies migratoires, l'une en provenance de l'est et plus tardivement une seconde provenant du sud-ouest de la province. L'étude de la coupe de jardinage nous a révélé une différence significative entre les cohortes d'érable à sucre pour tous les types de peuplements : les arbres matures possédaient un taux d'hétérozygotie observée plus élevé comparativement aux jeunes arbres et aux plantules. Ceci pourrait indiquer une sélection naturelle en faveur des hétérozygotes dans le temps. La coupe de jardinage n'a pas eu d'effet important sur la structure génétique des peuplements. Toutefois on a détecté la présence d'un goulot d'étranglement dans tous les peuplements jardinés. Ceci pourrait refléter la perte de certains allèles à la suite du prélèvement d'une partie des arbres matures. Dans un contexte de réchauffement climatique, il ressort clairement de cette étude que les populations nordiques d'érable à sucre au Québec ont le potentiel d'être à l'origine de l'expansion de cette espèce au nord de sa limite de répartition discontinue. Toutefois, avec leur patron distinct (capacité reproductrice et diversité génétique plus faibles), les populations au nord-ouest du Québec mériteraient une attention particulière. La détection d'un goulot d'étranglement dans les peuplements jardinés demanderait un suivi à plus long terme afin d'éviter une certaine érosion génétique suite à des coupes successives.

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@PHDTHESIS { Graignic2014,
    AUTHOR = { Graignic, N. },
    TITLE = { Impacts de la fragmentation sur la capacité reproductrice et la diversité génétique de l'érable à sucre (Acer saccharum marshall) au québec. },
    SCHOOL = { Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue },
    YEAR = { 2014 },
    MONTH = { Octobre },
    NOTE = { CEFTMS, Tremblay, M.F. and Bergeron, Y. },
    ABSTRACT = { Cette thèse visait à mieux comprendre la dynamique de répartition de l'érable à sucre (Acer saccharum Marshall) à sa limite nordique au Québec en évaluant la capacité reproductrice et la structure génétique des populations. L'érable à sucre atteint sa limite de répartition continue nordique dans le nord-est du Canada à la transition entre la forêt feuillue tempérée et la forêt boréale mixte. Nous avons étudié : (1) le potentiel de régénération et la diversité génétique des populations naturelles fragmentées situées à la limite nordique discontinue de répartition de l'érable à sucre et (2) la structure génétique des peuplements affectés par une perturbation de type anthropique, la coupe de jardinage. Le territoire d'étude était localisé entre 45 ° 51 '–48° 59' N et 70 ° 21'–79 ° 27 'O et a été divisé en deux zones, continue et discontinue, sur la base de l'abondance des peuplements d'érable à sucre dans chacune des zones. La zone continue se situait dans le domaine bioclimatique de l'érablière à bouleau jaune et la zone discontinue se trouve dans les domaines bioclimatiques de la sapinière à bouleau jaune et de la sapinière à bouleau blanc. Vingt-quatre sites répartis le long de trois transects latitudinaux (situés dans l'ouest, le centre et l'est du Québec) ont été utilisés. Nous avons examiné la capacité reproductrice, et la diversité et structure génétique de ces populations. En ce qui a trait à la capacité reproductrice, nous avons analysé la structure d'âge des peuplements, la production et la germination des graines d'érable à sucre, de même que la densité et la structure d'âge des plantules. Les analyses génétiques ont été réalisées avec des marqueurs microsatellites développés spécifiquement pour cette espèce. Elles ont été réalisées sur 2 cohortes : jeunes arbres et arbres matures. L'impact de la coupe de jardinage sur la structure génétique des peuplements d'érable à sucre a été analysé dans trois paires de peuplements situés dans la zone de répartition continue du transect central. Chaque paire était composée d'une forêt ancienne et d'un peuplement coupé en 1990–1991. Nous avons comparé la diversité génétique de ces peuplements pour trois cohortes : plantules, jeunes arbres et arbres matures. Les résultats ont montré que (1) la régénération de l'érable à sucre est bonne dans tous les sites étudiés et (2) que cette espèce possède une grande diversité génétique et une faible différenciation entre les populations, sur l'ensemble du Québec. Les peuplements d'érable à sucre avaient une structure d'âge inéquienne dans les zones continue et discontinue. Toutefois, nous avons observé moins de samares pleines et de plantules dans la zone discontinue par rapport à la zone continue sur le transect ouest. La limite nordique de l'érable à sucre est influencée en partie par le climat (années semencières et densité de plantules). La différence entre les zones se retrouvait aussi au niveau génétique. Ainsi, la diversité génétique était inférieure et la différenciation entre les populations était plus importante dans la zone discontinue par rapport à la zone continue sur l'ensemble du Québec et, plus particulièrement, sur le transect ouest (en Abitibi-Témiscamingue). Nous n'avons pas détecté de différences significatives d'un point de vue génétique entre les deux cohortes. Nous avons observé un motif de structure génétique particulier chez l'érable à sucre au Québec : les populations les plus nordiques formaient un groupe distinct et l'on a observé un flux génique plus important des populations du sud vers celles de nord. Les données génétiques et palynologiques indiquent que l'érable à sucre serait arrivé au Québec par deux voies migratoires, l'une en provenance de l'est et plus tardivement une seconde provenant du sud-ouest de la province. L'étude de la coupe de jardinage nous a révélé une différence significative entre les cohortes d'érable à sucre pour tous les types de peuplements : les arbres matures possédaient un taux d'hétérozygotie observée plus élevé comparativement aux jeunes arbres et aux plantules. Ceci pourrait indiquer une sélection naturelle en faveur des hétérozygotes dans le temps. La coupe de jardinage n'a pas eu d'effet important sur la structure génétique des peuplements. Toutefois on a détecté la présence d'un goulot d'étranglement dans tous les peuplements jardinés. Ceci pourrait refléter la perte de certains allèles à la suite du prélèvement d'une partie des arbres matures. Dans un contexte de réchauffement climatique, il ressort clairement de cette étude que les populations nordiques d'érable à sucre au Québec ont le potentiel d'être à l'origine de l'expansion de cette espèce au nord de sa limite de répartition discontinue. Toutefois, avec leur patron distinct (capacité reproductrice et diversité génétique plus faibles), les populations au nord-ouest du Québec mériteraient une attention particulière. La détection d'un goulot d'étranglement dans les peuplements jardinés demanderait un suivi à plus long terme afin d'éviter une certaine érosion génétique suite à des coupes successives. },
    OWNER = { Daniel Lesieur },
    TIMESTAMP = { 2014.10.30 },
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