Divergence et flux de gènes au sein du complexe d’espèces Xanthomonas axonopodis : histoires neutres et adaptatives
Abstract
La compréhension des mécanismes d’évolution permettant la différenciation et
la spéciation des bactéries est cruciale pour estimer le potentiel évolutif des agents
pathogènes et permettre la prévention des nouvelles maladies des plantes. L’espèce
bactérienne est à l’heure actuelle définie sur la base de similarité/dissemblance gé-
nomique. Cependant, cette approche ne nous renseigne en rien sur les mécanismes
évolutifs conduisant à la divergence génétique et génomique sur laquelle est basée
la notion d’espèce bactérienne. Dans ce travail, nous avons étudié les processus
gouvernant la divergence génétique au sein du complexe d’espèces Xanthomonas
axonopodis qui regroupe des souches responsables de maladies sur des cultures
d’importance socio-économique majeure. L’étude de 73 génomes représentatifs de
ce complexe a révélé une structuration en cinq groupes. La structuration de ce
complexe n’étant pas liée à la géographie ou à l’hôte, nous avons étudié le rôle
que peuvent avoir les flux de gènes dans la divergence et montré que l’impact de
la recombinaison sur le polymorphisme était équivalent à celui de la mutation.
Nous avons de plus noté une prépondérance de la recombinaison sur les branches
précédant les événements de divergence en groupes. Une analyse de génomique des
populations et des scénarios de divergence ont montré que les flux de gènes étaient
plus faibles entre des groupes ayant divergé récemment qu’entre des groupes plus
distants. L’absence de corrélation entre la distance génétique et le flux de gènes
serait indicatrice de la présence de barrières génétiques ou écologiques entre ces
populations. Le flux de gènes entre groupes distants serait imputable à du contact
secondaire. Dans un deuxième temps il a été montré que la structuration du com-
plexe basée sur la matrice de présence-absence des gènes du génome accessoire
était différente de celle basée sur le core génome, traduisant l’impact du transfert
horizontal de gènes (HGT). Nous avons pu identifier que le partage d’une même
niche écologique était une condition nécessaire au HGT mais non suffisante. L’in-
férence des gains et des pertes de gènes pendant l’histoire évolutive suggère une
intensification récente en accord avec les scénarios de divergence suivie de contacts
secondaires inférés entre certains groupes. L’évolution des pratiques agricoles et la
mondialisation pourraient être responsables de ces contacts secondaires. Le gain
d’un cluster de gènes codant pour la biosynthèse des lipopolysaccharides avant
la diversification du groupe 9.5 pourrait être impliqué dans la divergence de ce
groupe. Les résultats présentés montrent que la divergence de ces groupes peut
être due à l’accumulation de mutations, à la diminution de la recombinaison ho-
mologue suite à la présence de barrières plutôt qu’à la distance génétique, ou à
l’acquisition de gènes qui pourraient favoriser l’isolement écologique de certains
groupes
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