Banque souterraine de génotypes chez le peuplier faux-tremble (Populus tremuloides) à travers le greffage racinaire

Kryvda, Nataliia (2026). Banque souterraine de génotypes chez le peuplier faux-tremble (Populus tremuloides) à travers le greffage racinaire. (Mémoire de maîtrise). Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue. Depositum. https://depositum.uqat.ca/id/eprint/1845

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Résumé

RÉSUMÉ

La diversité génétique du peuplier faux-tremble (Populus tremuloides Michx.) est souvent sous-estimée lorsqu’elle est évaluée à partir de critères morphologiques ou phénologiques, comme le débourrement printanier. De plus, la présence de génotypes multiples après des perturbations ne résulte pas nécessairement de la reproduction sexuée, mais peut être expliquée par une régénération rapide et massive de drageons d’origine végétative issus de différentes sections du réseau racinaire. L’hypothèse centrale de cette étude était que le système racinaire du peuplier faux-tremble agit comme une réserve de génotypes, permettant la conservation des génotypes au fil des générations, même en l’absence de reproduction sexuée. Pour tester cette hypothèse, trois peuplements naturels de peupliers matures ont été sélectionnés et coupés afin d’en stimuler le drageonnement. Des échantillons de tissus (jeunes branches et écorce) ont été prélevés sur chaque arbre coupé et sur tous les drageons produits l’année suivante pour une analyse génétique par séquençage à haut débit. Les systèmes racinaires ont été excavés à l’aide d’un jet d’eau à haute pression afin de vérifier l’origine des drageons sur les racines parentales. Les résultats ont révélé une fréquence élevée de greffes racinaires dans les trois sites étudiés: 22, 6 et 6 greffes respectivement. Des racines vivantes issues de souches mortes ont aussi été observées dans tous les sites (6, 4 et 4 par site). L’analyse de 421 individus, basée sur 49 000 SNPs (polymorphismes de nucléotides simples), a permis d’identifier 32 clones distincts. Parmi ces clones, 17 ont été identifiés chez les arbres matures avant la perturbation, et 15 uniquement chez drageons régénérés après la perturbation. Une forte proportion d’individus apparentés a été détectée (21 % avec un coefficient de parenté φ ≥ 0,1), et 16 520 paires présentaient un φ ≥ 0,45, suggérant une origine clonale. Trois clones absents de la canopée ont été retrouvés dans des drageons issus de racines vivantes provenant de souches d’arbres morts; ces racines d’arbres morts étaient greffées à des arbres voisins vivants de génotypes différents. Sept autres clones nouvellement détectés dans la population de drageons étaient chacun représentés par un seul ramet. Les résultats de cette étude indiquent que les connexions fonctionnelles entre arbres vivants et anciens réseaux racinaires permettent de conserver des génotypes dans le sol, favorisant ainsi la survie de clones anciens et leur réapparition dans la canopée après perturbation. Ainsi, malgré une régénération strictement végétative, une diversité génétique significative est maintenue et peut même s’accroître localement, grâce à la coexistence de multiples clones et à l’émergence de nouveaux ramets isolés.

ABSTRACT

The genetic diversity of trembling aspen (Populus tremuloides Michx.) is often underestimated when assessed using morphological or phenological traits, such as spring bud break. Moreover, the presence of multiple genotypes following disturbances does not necessarily result from sexual reproduction, but can instead be explained by the rapid and abundant regeneration of vegetative suckers originating from different sections of the root network. The central hypothesis of this study was that the root system of trembling aspen acts as a reservoir of genotypes, enabling the persistence of genotypes across generations, even in the absence of sexual reproduction. To test this hypothesis, three natural stands of mature aspens were selected and harvested to stimulate suckering. Tissue samples (young branches and bark) were collected from each felled tree and from all suckers produced the following year for genetic analysis using high-throughput sequencing. Root systems were excavated using a high-pressure water jet to verify the origin of suckers on parental roots. The results revealed a high frequency of root grafting across the three study sites: 22, 6, and 6 grafts, respectively. Living roots originating from dead stumps were also observed at all sites (6, 4, and 4 per site). The analysis of 421 individuals, based on 49,000 SNPs (single nucleotide polymorphisms), identified 32 distinct clones. Among these, 17 were detected in mature trees prior to disturbance, and 15 only in suckers regenerated after disturbance. A high proportion of related individuals was observed (21% with a relatedness coefficient φ ≥ 0.1), and 16,520 pairs showed φ ≥ 0.45, suggesting a clonal origin. Three clones absent from the canopy were found in suckers originating from living roots of dead trees; these roots were grafted to neighboring living trees with different genotypes. Seven additional clones newly detected in the sucker population were each represented by a single ramet. The results of this study indicate that functional connections between living trees and legacy root networks enable the preservation of genotypes in the soil, thereby promoting the survival of older clones and their reemergence in the canopy following disturbance. Thus, despite strictly vegetative regeneration, significant genetic diversity is maintained and may even increase locally through the coexistence of multiple clones and the emergence of new isolated ramets.

Type de document:	Thèse ou mémoires (Mémoire de maîtrise)
Directeur ou directrice de recherche:	DesRochers, Annie
Codirecteurs de mémoire/thèse:	Lamara, Mebarek
Mots-clés libres:	anastomose racinaire, diversité clonale, séquençage génétique, régénération végétative, réseau racinaire, greffe racinaire, forêt boréale, écologie des perturbations, diversité génétique, séquençage à haut débit, peuplier faux-tremble, root anastomosis, clonal diversity, genetic sequencing, vegetative regeneration, root network, aspen, root grafting, boreal forest, disturbance ecology, genetic diversity, high-throughput sequencing, trembling aspen
Divisions:	Forêts > Maîtrise en écologie
Date de dépôt:	26 juin 2026 13:22
Dernière modification:	26 juin 2026 13:22
URI:	https://depositum.uqat.ca/id/eprint/1845

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