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A.-P. de Candolle: une passion, un Jardin
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Le livre: A.-P. de Candolle:
une passion, un Jardin

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Court métrage "La Ville célèbre les deux cents ans des CJBG".
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Systématique et évolution des Gesneriaceae Neotropicales

Le but de notre recherche est d’inventorier, de classer et de comprendre l’origine de la diversité au sein de la famille des Gesneriaceae, en portant une attention particulière pour les lignées néotropicales appartenant à la sous-famille des Gesnerioideae. Ce groupe monophylétique comprend quelque 1050 espèces répandues dans différents biomes d’Amérique tropicale (p.ex. forêt Atlantique du Brésil, Andes, Amazonie). Ces espèces présentent une extrême diversité morphologique et écologique incluant des adaptations à la pollinisation par les colibris, les chauves-souris ou les abeilles, et aux habitats épiphyte, saxicole ou terrestre. Nos recherches s’articulent sur trois axes principaux : Inventaires et flores : Des informations sur la distribution géographique, la morphologie, et l’écologie des espèces sont collectées au cours d’explorations de terrain et d’examen des collections d’herbier, en particulier au Brésil. Ces observations aboutissent à la rédaction de catalogues, de listes rouges ou de traitements floristiques aux échelles locale, régionale, nationale, ou continentale. De nouvelles espèces sont ainsi identifiées, conduisant à leur description et à leur publication formelle. Systématique : Les relations phylogénétiques entre espèces sont estimées grâce à l’analyse de séquences d’ADN issus des génomes nucléaire et plastidique. Ces analyses portent sur différentes lignées néotropicales comme les Sinningieae (85 spp.), les Gloxinieae (167 spp.), les Sphaerorrhizeae (4 spp.) et les Episcieae (477 spp.). Les résultats issus de ces analyses moléculaires, complétés de données morphologiques, nous permettent d’établir de nouvelles classifications pour ces groupes, et de comprendre l’évolution des caractères morphologiques. Mode et cause de la diversification : L’histoire et les causes de la diversification des Gesneriaceae sont étudiées en combinant les résultats phylogénétiques avec des données sur la distribution géographique et l’écologie des espèces. Nos études se concentrent sur des clades brésiliens comme les Sinningieae et les Codonanthe/Nematanthus pour lesquels nous disposons d’un échantillonnage exhaustif et d’une grande quantité d’information sur la biologie des espèces. Dans ces groupes, nous tentons d’inférer l’histoire biogéographique des lignées, l’importance des facteurs géographiques et écologiques dans la spéciation, et le rôle des relations plantes-pollinisateurs dans la diversification florale. Par ailleurs les bases moléculaires déterminant les transitions évolutives de certains phénotypes comme la couleur florale sont également étudiés.

Monographie des Sinningieae pour Flora Neotropica

La tribu des Sinningieae compte ca. 85 espèces distribuées en grande partie dans le biome "Forêt Atlantique" au Brésil, bien que quelques taxons occupent d'autres biomes au Brésil et dans le reste de l'Amérique tropicale. La monographie consiste à produire un traitement exhaustif des taxons comprenant des clés, des descriptions, des cartes de distribution, des illustrations, et des discussions sur la morphologie et l'écologie.
L'acquisition des données est réalisée principalement par la consultation des herbiers européens, nord et sud américains. Elle est complétée par des informations transmises par le réseau de collègues botanistes que j'ai pu établir depuis les années 1980. Des récoltes sur le terrain sont régulièrement réalisées pour obtenir les données manquantes ou incomplètes. Outre l'herborisation du matériel, des parties fertiles sont fixées en alcool, des tissus sont déshydratés pour des analyses d'ADN futures. Des boutures sont effectuées ou tubercules sont collectés afin de les mettre en culture au Brésil (collaboration avec Mauro Peixoto à São Paulo) ou pour les introduire dans les serres des CJBG dans le respect des cadres légaux en vigueur.

Flores et florules des Gesneriaceae du Brésil

Des informations sur la distribution géographique, la morphologie, et l’écologie des espèces sont collectées au cours d’explorations de terrain et d’examen des collections d’herbier, en particulier au Brésil. Ces observations aboutissent à la rédaction de traitements floristiques à l'échelle locale, ou à celle d'un état du Brésil. Dans cette démarche, de nouvelles espèces sont identifiées, conduisant à leur description et à leur publication formelle.
Ces travaux sont réalisés en partie avec la collaboration d'étudiants brésiliens, dans le cadre de leur cursus de bachelor, de master, de PhD. ou de postdoc.

Phylogénie et révision systématique des Sinningieae (Gesneriaceae)

Ce projet a pour but la révision systématique de la tribu Sinningieae (85 spp., principalement au Brésil) composée des genres Sinningia, Paliavana, et Vanhouttea. Des analyses phylogénétique basée sur des caractères moléculaires ont déjà révélé la paraphylie de Paliavana et Vanhouttea et leur inclusion au sein du genre Sinningia (Perret et al. 2003). Afin de consolider ces résultats phylogénétiques, deux marqueurs moléculaires (ITS et rps16) seront ajoutés aux données existantes et une matrice morphologique sera produite pour l’ensemble des taxa. Les six nouvelles espèces en cours de publications seront intégrées dans les analyses. Notre objectif est d’obtenir un arbre phylogénétique robuste et de publier, sur cette base, une nouvelle circonscription des genres au sein de la tribu.

PERRET, M., A. CHAUTEMS, R. SPICHIGER, G. KITE, AND V. SAVOLAINEN. 2003. Systematics and evolution of tribe Sinningieae (Gesneriaceae): evidence from phylogenetic analyses of six plastid DNA regions and nuclear ncpGS. American Journal of Botany 90: 445-460.

Phylogénie et révision systématique des Gloxinieae du Brésil (Gesneriaceae)

La classification de la tribu des Gloxinieae s.l. (env. 220 spp., Amérique tropicale) a fait l'objet de récentes révisions sur la base de données moléculaires et morphologiques (Roalson et al 2005a, 2005b). Ce travail a révélé la polyphylie de plusieurs genres (p.ex. Gloxinia) et la nécessité de définir une nouvelle tribu, les Sphaerorrhizeae. En collaboration avec le Dr. Andrea O. Araujo, ce projet propose de poursuivre cette révision en traitant en détail les taxa brésiliens (21 spp. ; Araujo 2007). Une analyse phylogénétique de ces espèces sera effectuée sur la base de plusieurs marqueurs moléculaires (matK, trnL-trnF, rps16, rpl16, atpB-rbcL ncpGS, ITS). Les résultats de cette analyse permettront de mieux circonscrire les genres et les espèces endémiques du Brésil et d’évaluer leurs relations au sein des Gesneriaceae néotropicales. Au besoin, de nouveaux genres ou espèces seront décrits.

Phylogénie et révision systématique des Codonanthe et Nematanthus (Gesneriaceae)

Ce projet a pour but la révision systématique des genres Codonanthe (18 spp.) et Nematanthus (32 spp.) appartenant à la tribu des Episcieae (Gesneriaceae). Le genre Nematanthus est endémique de la forêt Atlantique du Brésil, alors que les Codonanthe sont également présents en basse altitude dans le nord de l’Amérique du sud et en Amériques centrale. Les espèces de ces genres sont des plantes épiphytes présentant des fleurs ornithophiles (chez Nematanthus) ou mellitophiles (chez Codonanthe). Des résultats préliminaires suggèrent que ces deux genres appartiennent à un même clade mais que Codonanthe serait paraphylétique. Nous proposons de vérifier ces hypothèses en effectuant une analyse phylogénétique basée sur trois marqueurs moléculaires (trnL-trnF, rps16 et ITS) et incluant la quasi-totalité des espèces. Le résultat de cette analyse servira de base pour la révision générique du groupe. Les arbres phylogénétiques obtenus seront également utilisés pour reconstruire l’évolution de certains traits floraux comme le syndrome de pollinisation et la résupination.

Temporal, geographical and ecological context of plant radiation in the Neotropics: a phylogenetic-based approach to infer correlates of diversification and speciation mechanisms in the Gesnerioideae

Evolution et utilité phylogénétique des gènes biosynthétiques des anthocyanines chez les Gesneriaceae

Les analyses phylogénétiques basées sur les séquences d’ADN ont permis des progrès extraordinaires dans la classification des plantes au niveau des familles et rangs taxonomiques supérieurs. Par contre, la résolution des relations phylogénétiques entre espèces proches reste problématique, principalement lorsque le taux de variation des marqueurs universels chloroplastiques ou ribosomiques (ITS) généralement utilisés est trop faible pour générer des hypothèses phylogénétiques robustes. Afin de trouver des solutions à ce problème, la recherche de nouveaux marqueurs moléculaires est donc nécessaire. Ce projet propose d’évaluer l’utilité des gènes des anthocyanines pour la reconstruction de phylogénie d’espèces. A l’exception du gène CHI, ces gènes biosynthétiques et régulateurs n’ont pas encore été utilisés dans des analyses phylogénétiques. La voie des anthocyanines est pourtant l’une des voies biosynthétiques les mieux caractérisée chez les plantes et ses gènes ont été isolés dans un grand nombre d’espèces modèles. Chez les Gesneriaceae, une étude préliminaire à permis d’isoler six gènes biosynthétiques à copie unique chez Sinningia tubiflora et S. sellowii (CHS, CHI, F3H, DFR, F3’H, ANS) ainsi que 2 gènes régulateurs du type MYB et MYC. Sur la base de ces données, nous proposons d’étendre le séquençage de ces gènes à plusieurs autres espèces de Gesneriaceae et de comparer leur taux de variation et leur utilité phylogénétique avec d’autres marqueurs nucléaires et chloroplastiques.