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Analyse de la Réponse Evolutive des Arbres forestiers tropicaux dans l’environnement:
Approche génomique et métabolomique
Paris, Fevrier 2016Niklas Tysklind, Gregory Genta-Jouve,
Alexandra Tinaut, Maxime Casalis, Caroline Scotti-Saintagne, Hadrien Lalagüe, Henri Caron, Valérie Troispoux, Saint-Omer Cazal, Marie Pierre Etienne, Celine
Levy-Leduc, Stephane Robin, Sarah Ouadah, Christophe Duplais, Ivan Scotti
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Speciation
Savoialen et al, 2006. Nature, 411, 210-213
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Species distribution
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Species distribution
Allié et al, 2015. PLoS ONE 10(11):
74.5% of Guyanese trees show significant correlations between abundance and elevation
70% of congenerics (14 genera) have species with opposing niche preferences
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Symphonia
©RenaultSymphonia globulifera
© Lalagüe©Lalagüe
Symphonia sp1
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Two different species?
cpDNA & AFLPs
More gene flow between morphs than at regional level
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Phenotypic plasticity?
200920102011201220132014
Reciprocal transplantations
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Phenotypic plasticity?
A. B.
P-value=p<0.05P-value<0.001
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Phenotypic plasticity?
A. B.
P-value=NSP-value=NS
• suggest trait inheritance and not phenotypic plasticity as the main phenomenon acting here
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A. B.
P-value<0.05
P-value<0.05
Phenotypic plasticity?
• Double mechanism explaining the habitat-ecotype association
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Gene expression?
EastWest
Hilltops
Bottomland
2 2
22
2
3
3
3 3
3
3
3
22
3
3
EastWest
S.Sp1.
S.glo
S.glo
S.Sp1.
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Gene expression?Total RNA cDNA
Illumina Plant total RNA kit (Ribozero)
Norgen Plant & Fungi RNA extraction
3x Illumina HiSeq pair-end 100bp (240 M reads)
LANE 1 LANE 2 LANE 3
Symphonia
W465_3 W476_10 W475_10
W497_2 W424_17 W498_1
M837_23 W475_34 W425_25
W466_27 W497_36 W476_24
M837_14 W424_19 W425_44
W474_4 W475_11 W476_9
M837_39 W424_26 W425_30
W477_42 W474_27 W475_25
W463_27 W497_35 W466_21
M837_12 W424_36 W425_16
W426_20 W503_38 W475_10
W426_16 W503_17 W426_16
W497_3 W497_3 W498_1
W426_36 W426_36 W425_25
W426_7 W503_2 W426_7
Indexing replicates
Lanes 1 & 3
Lanes 1 & 2
12.07 M reads/individual
100 mg 3 leaves
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Gene expression?
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Gene expression?
45 libraires ont été séquencées
W426_16
W426_36
W497_3
W498_1W425_25
W475_10
No index or lane bias
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Gene expression?
Strong grouping by Ecotype, regardless of habitat
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Gene expression?Differentially expressed genes by single factors:
• Ecotype differences in gene expression were far larger than among the other factors.
Ecot. Hab. Plant. Prov.
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Gene expression?
Ecot. bottom
Ecot.hill
S.Glohabs
S.sp1habs
Differentially expressed genes by interacting factors:
• Each ecotype is expressing genes differently when in the same environment
• homogeneity in gene expression within Ecotype across environments
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• Core of genes differentially expressed between ecotypes independent of environment
Gene expression?
• Many other genes differentially expressed depending on environment
Differentially expressed genes by interacting factors:
What about metabolomics?
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Metabolomics analysis
Adult babyteen
LC-MS Qtof Agilent 6520 RMN Bruker 600 MHz
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PCA analysis of LC-MS data(for the recall)
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PLSDA analysis of NMR data
Confusion Matrix: Class: TP FP TN FN
globulifera 0.95238 0.00000 1.00000 0.04762sp1 1.00000 0.04762 0.95238 0.00000
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STOCSY analysis of NMR data
Guttiferone AThe PPAP’S family
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ID confirmation of the PPAP’s
1H NMR spectrum of the crude latex containing mainly PPAP’s compounds
Cottet et al, 2014 Phytochemistry
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Direction of future work:
• Next steps: • ecotype specific polymorphism
• association between polymorphisms/gene expression
• Association between gene expression and metabolites
• Which genes are involved in the speciation process?
• Look at the gene expression of adults (en route):• Is the variance in gene expression between ecotypes the same
as for juveniles?
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Acknowledgements:
Alexandra Tinaut
Niklas Tysklind, Gregory Genta-Jouve,Alexandra Tinaut, Kévin Cottet, Maxime Casalis,
Caroline Scotti-Saintagne, Hadrien Lalagüe, Henri Caron, Valérie Troispoux, Saint-Omer Cazal, Marie
Pierre Etienne, Celine Levy-Leduc, Stephane Robin, Sarah Ouadah, Christophe Duplais, Emeline Houël,
Ivan Scotti,