Noccaea caerulescens

Dans la région de Saint-Laurent le Minier, il s’agit de mieux comprendre comment l’hétérogénéité de la contamination des sols en métaux lourds (principalement le zinc et le plomb) influence (1) la composition en espèces végétales ainsi que les espèces de pollinisateurs qui les visitent, (2) la phénologie de floraison, la diversité génétique, les taux d’autofécondation, les flux de gènes et l’adaptation locale chez l’espèce métallicole facultative Noccaea caerulescens, et (3) le transfert des métaux lourds dans les différents compartiments du réseau plantes-pollinisateurs.

Puisqu’il s’agit d’estimer les effets de la contamination des sols sur un ensemble de paramètres biologiques et écologiques, les observations et les mesures sont réalisées pour cette tâche d’observation aussi bien dans mines abandonnées que dans des sites utilisés comme témoins dans lesquels la pollution en métaux est inexistante.

• Noccaea caerulescens
• métaux lourds
• filtre écologique
• flux de gènes
• traits d’histoire de vie
• taux d’autofécondation
• adaptation locale
• réseau d’interactions plantes-pollinisateurs
• population naturelles et jardin commun

Les observations effectuées dans la région de Saint Laurent le Minier concernent pour moitié des mines abandonnées (entre 2 et 5 dépendamment de l’année) et des sites témoins (entre 2 et 5 dépendamment de l’année) et sont effectuées principalement sur l’espèce Noccaea caerulescens, du fait de son fort potentiel à accumuler les métaux lourds.

Les données récoltées concernent principalement :

• les taux d’autofécondations moyens dans 4 à 10 populations suivies depuis 2012,
• les densités de populations entre 2015 et 2018,
• la composition et la phénologie du réseau d’interactions plantes-pollinisateurs centré sur Noccaea caerulescens dans 4 populations en 2017 et 2018,
• une base de données génétiques, incluant des marqueurs neutres spécifiques de l’espèce modèle,
• des mesures d’adaptation à la concentration en zinc dans deux populations (projet),
• des mesures de concentration de plusieurs métaux lourds dans le sol (en cours).

• Céline Devaux
• Christophe Petit
• Agnès Mignot
• Juliette Pouzadoux
• Elodie Flaven
• David Carbonnel
• Etienne Delor
• Marie Challe

• Equipe interactions biotiques de l’UMR 5175 – CEFE : B. Schatz
• Equipe Changements environnementaux et adaptation de l’UMR 8198 – Evolution, Ecologie et Paléontologie : H. Frérot
• Laboratoire Chimeco UMR 5021 : C. Grison et F. Pelissier

La très grande majorité du budget pour les études susnommées provient de l’ANR SEAD (2014-2017) et de l’ANR ARSENIC (2015-2018).

Thèse et stages

Thèse de doctorat de Sophie Dubois en février 2005 « Etude du réseau de populations métallicoles et non-métallicoles de Thlaspi caerulescens (Brassicaceaee) »

Thèse de doctorat de Georgina Jimenez-Ambriz en novembre 2008 « Hétérogénéité environnementale de polymorphisme chez Thlaspi caerulescens (Brassicaceae) : étude conjointe de la diversité génétique neutre et sélectionnée chez une espèce tolérante aux métaux lourds)

Thèse de doctorat de Mathilde Mousset en mai 2016 «  Système de reproduction et adaptation à la toxicité du sol chez la Brassicacée pseudo-métallophyte Noccaea caerulescens »

Stage de M2 d’Isabelle Decombeix en juin 2008 « Etude du régime de reproduction chez une espèce tolérante aux métaux lourds, Noccaea caerulescens »

Stage de M1 de Peter Niehoff en juin 2015 « Variation in phenotypic traits and fitness components among populations of Noccaea caerulescens »

Stage de M1 de Florent Sylvestre en juin 2016 « Effet de la pollution de sol sur le taux d’autofécondation et le succès reproducteur de Noccaea caerulescens »

Stage de M1 de James Fredrickson en juin 2017 « An analysis of the selection gradients on phenological traits of Noccaea caerulescens and patterns of herkogamy across field population »

Publications et conférences

Frérot H, Petit C, Lefèbvre C, Gruber W, Collin C & Escarré J. 2003. Zinc and cadmium accumulation in controlled crosses between metallicolous and nonmetallicoous populations of Thlaspi caerulescens (Brassicaceae). New Phytologist, 157(3), 643-648.

Frérot H, Lefèbvre C, Petit C, Collin C, Dos Santos A. & Escarré J. 2005. Zinc tolerance and hyperaccumulation in F1 and F2 offspring from intra and interecotype crosses of Thlaspi caerulescens. New Phytologist, 165: 111-119.

Jiménez‐Ambriz G, Petit C, Bourrié I, Dubois S, Olivieri I & Ronce O. 2007. Life history variation in the heavy metal tolerant plant Thlaspi caerulescens growing in a network of contaminated and noncontaminated sites in southern France: role of gene flow, selection and phenotypic plasticity. New Phytologist, 173(1), 199-215.

Mousset M, Flaven E, Justy F, et al. 2015. Characterization and multiplexing of 21 microsatellite markers for the herb Noccaea caerulescens (Brassicaceae). Applied Plant Sciences 3: 1500052.

Mousset M, David P, Petit C. et al. 2016. Lower selfing rates in metallicolous populations than in non-metallicolous populations of the pseudometallophyte Noccaea caerulescens (Brassicaceae) in Southern France. The New Phytologist 117: 507-519.

Dubois S, Cheptou P-O, Petit C, et al. 2003. Genetic structure and mating systems of metallicolous and nonmetallicolous populations of Thlaspi caerulescens. The New Phytologist 157: 633–641.

Devaux. 2017. When and how to flower? Consequences for fitness and selfing. International Botanical Congress, Shenzhen.

Devaux, Godineau, Mignot, Pouzadoux. Flowering synchrony increases reproductive success and opportunity for outcrossing in Noccaea caerulescens. Soumis à Annals of Botany.