Étude du pangénome d’une population bactérienne structurée : vers une nouvelle compréhension de l’origine des variations intra-génomiques

Les modèles d’évolution associés aux concepts de l’espèce mettent en avant des processus de balayage sélectif à l’échelle des gènes ou à l’échelle des génomes. Au cours de cette thèse, une reconsidération des processus à l’origine de la différenciation de populations bactériennes libres environnementales a été réalisée en prenant comme modèle des sous-populations cooccurrentes de l’écotype HLII de Prochlorococcus. L’objectif était d’appréhender les forces évolutives à l’origine de la formation et du maintien du pangénome pour des populations bactériennes libres de l’environnement.Le pangénome de Prochlorococcus apparaît ouvert à l’échelle populationnelle. Les gènes core et flexibles qui le composent dessinent un paysage génomique caractérisé par des régions conservées et variables. Cette organisation génomique s’accompagne d’une répartition non aléatoire des fonctions portées par les gènes flexibles et d’une dynamique évolutive différentielle, illustrée par une variation des contraintes sélectives et l’identification de points chaud de recombinaison, le long du génome.Les résultats obtenus au cours de ces travaux mettent en évidence une distinction des trajectoires évolutives d’ensembles de gènes, spécifiques de compartiments génomiques particuliers, dans une population structurée. Ceci est conforme à une évolution de type barrière à la dérive. En outre, la structuration de l’information génétique le long du génome pourrait dépendre de la dynamique des flux de gènes entre les sous-populations, en particulier pour les gènes flexibles. Plutôt qu’une acquisition non aléatoire des gènes en fonction de leur localisation génomique, une probabilité différentielle de rétention des gènes transférés comme conséquence de la fluctuation de la taille efficace de la population le long du génome peut être envisagée. Evolutionary models associated with species concepts underlie selective sweep processes at the gene or genome scale. In this thesis, a reconsideration of the processes underlying the differentiation of free-living bacterial populations from the environment was carried out using co-occurring subpopulations of the Prochlorococcus HLII ecotype as models. The objective was to understand the evolutionary forces driving the formation and maintenance of the pangenome for environmental free-living bacterial populations.The Prochlorococcus pangenome appears to be open at the population level. The core and flexible genes that make up the pangenome form a genomic landsc