La génétique à la rescousse du cèdre du Liban

Magda BOU DAGHER KHARRAT, Professeur associé La génétique à la rescousse du cèdre du Liban

Cedrus libani /Bcharre Lebanon

Coffre en bois de cèdre (pharaons time) Sarcophage en bois de cèdre Temple d’ARTEMIS (Ephèse) 550 B.J.-C. Gravures de Khorsabad (Assyria, VIIIème B. J.C.)

Mont - Liban Vallée de la Bekaa Anti - Liban 1000 m 1500 m 2000 m 3000 m Distribution en fonction de l’altitude de la végétation au Liban

1948 2007 Enclos relique des cèdres de Bcharré Jean Rolley L a situation forestière en Syrie et au Liban. Unasylva Numéro: Vol. 2, No. 2 1948

Zone reboisée Enclos relique des cèdres de Bcharré

Reforestation at Barouk (Lebanon)

De quelle espèce de cèdre s ’agit-il?

C. atlantica C. brevifolia C. deodara Localisation géographique des 4 espèces de cèdre C. libani

Taxonomie controversée C. brevifolia C. atlantica C. libani C. Libani var.brevifolia C. libani C. deodara

Identification des ressources génétiques Banque de graines Évaluation de la diversité génétique Conservation Étiquetage génétique

Espèces Origine C. brevifolia C. deodara C. atlantica C. libani Populations étudiées Mirdeh / Afghanistan Srinagar / Inde Akkar; Ain-Zhalta; Barouk; Bcharre/ Liban Djurdjura / Algérie Seheb / Maroc Tizi-Ifri / Maroc Ventoux / France Paphos / Chypre Slenfeh / Syrie Arslankoy; Sultandagi; Çamkuyusu; Çatalan; Karaçay/ Turquie 17 POPULATIONS

Catalan Arslankoy Sultandagi Elmaly Karaçay Tripylos Akkar Bcharre Barouk Ain Zhalta Slenfeh Méditerranée orientale

Ventoux Djurjura Tizi-Ifri Seheb Répartition de Cedrus atlantica

1- Quelles sont les relations phylogénétiques des 4 espèces ? 2- Est ce que le processus de fragmentation a modifié la diversité génétique inter- et intra- populations ? But de l’étude

Analyses génétiques effectuées sur Cedrus Taille et composition du génome Marqueurs moléculaires: AFLPs, RAPD, cpSSR, ITS Caryotype et localisation des gènes ribosomiques

Ventoux (France) Paphos (Cyprus) Mirdeh (Afghanistan) Taille du génome des différentes espèces de cèdre Bou Dagher-Kharrat et al. 1999. Genome size and Karyotype investigations in Cedrus genus . C ytogenetics and Cell Genetics . 85 - 134. Seheb (Morocco) Tizi-Ifri (Morocco) Provenance Ouled-Yacoub (Algeria) Karaçay (Turkey) Çatalan (Turkey) Elmali (Turkey) Barouk (Lebanon) Bcharre (Lebanon) Espèce C. brevifolia C. deodara C. atlantica C. libani N 6 5 6 8 C V ( % ) 0 . 52 1 . 08 1 . 84 1 . 58 2C pg 32.5 32.2 32.4 32.5 S D ( p g) 0 . 17 0 . 35 0 . 60 0 . 52 1 0 2 . 01 31.8 0.64 6 1 . 22 32.6 0.40 6 1 8 2 0 1 2 6 1 . 34 1 . 92 1 . 17 1 . 30 0 . 50 32.0 32.7 32.7 32.9 32.9 0 . 43 0 . 63 0 . 38 0 . 43 0 . 16 32.5 0.41 32.4 0.20

Taille du génome minimale et maximale dans la famille des Pinaceae Minimum 11.5 pg / 2C C-values database (release 1.0, Sept. 2001) http://www.rbgkew.org.uk/cval/homepage.html Maximum 64.4 pg / 2C 32.5 pg / 2C Cedrus sp. Pinus caribaea Pinus lambertiana

AT % GC % Composition en AT & GC du génome des cèdres 0 20 40 60 80 100 59.3 59 59.1 59.5 40.3 C. atlantica 40.3 C. libani 40.4 C. deodara 40.4 C. brevifolia

C. libani

Fluorochrome banding Chromomycine A 3 Hoechst 33258

C. atlantica C. libani 4 GC-rich bands 6 GC-rich bands

C. atlantica C. libani 22 AT-rich bands 24 AT-rich bands

18S-25S : 8 sites (4 interstitial, 2 centromeric) 5S : minimum 2 sites (2 on terminal region) C. libani FISH des gènes ribosomiques

Identification des groupes taxonmiques à l’aide de marqueurs moléculaires

- 138 primer pairs only 5 / 6 primer pairs were useful to differentiate C. atlantica from C. libani and C. atlantica from C. brevifolia respectively. RAPD - 20 primer pairs, 4 primer pairs were useful to differentiate C. atlantica from C. libani. AFLP - 7 primer pairs, 3 primer pairs were useful to differentiate C. atlantica from C. libani and C. brevifolia cpSSR - Séquençage des ITS des 4 espèces ITS

Marqueurs AFLP spécifiques d’espèces C. libani Liban Turquie C. libani C. brevifolia C. deodara C. atlantica

C. libani C. atlantica Croisement III ? LU03 LBA X Analyse des croisements interspécifiques C. atlantica C. brevifolia ? X B 1 B 2 Croisement I LB02 C. atlantica C. brevifolia ? LU01 B 1 B 2 Croisement II X

C. atlantica C. libani AFLP acrylamide gel showing the progeny of tree C. atlantica pollinated by C . libani

? ? C. libani C. libani Identification des plantules avant reboisement en utilisant les cpSSR

Evaluation de la diversité génétique

Fragmentation des populations & Faible densité Perte de diversité génétique Les goulots d’étranglements sont typiquement associés avec la fragmentation, ceci emmène à une perte de la diversité génétique comme résultat de lé dérive génétique et des autofécondations.

Population C. L. Elmaly C. brevifolia C. L. Arslankoy C. L. Çatalan C. L. Akkar C. L. Barouk C. L. Ain Zhalta C. A. Seheb C. L. Bcharré C. A. Djurjura C. L. Karaçay C. L. Sultandagi C. A. Ventoux C. D Srinagar C. A. Tizi Ifri H i 0,29 0.27 0,27 0,26 0,24 0,24 0,22 0,18 0,17 0,17 0,17 0,17 0,16 0,15 0,11 Diversité gtgénétique de Nei (1973) N 20 20 20 10 6 7 6 20 20 20 20 20 20 20 9 C. L. Slenfeh 0,35 20 0,16 C. D. Mirdeh 20 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 C. A. Djurjura C. A. Seheb C. A. Tizi Ifri C. A. Ventoux C. brevifolia C. deodara C. L. Ain Zhalta C. L. Akkar C. L. Arslankoy C. L. Barouk C. L. Elmaly C. L. Sultandagi C. L. Bcharre C. L. Catalan C. L. Karaçay C. L. Slenfeh C. deodara

Différenciation génétique des cèdres de la Méditerranée orientale 0.081 0.201 0.273 0.087 0.202

Axis 2 Axis 3 -0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 -0,7 -0,5 -0,3 -1,00e-1 0,1 0,3 0,5 PCA Himalayan cedars Atlas cedars Oriental mediterranean cedars Genetic distances

C. atlantica Djurjura C. atlantica Ventoux C. atlantica Seheb C. atlantica Tizi-Ifri C. libani Ain Zhalta C. libani Bcharré C. libani Akkar C. libani Barouk C. libani Karaçay C. libani Sultandagi C. libani Arslankoy C. libani Elmaly C. brevifolia C. libani Catalan C. deodara Himalaya C. deodara Inde C. libani Latquiya (Syrie) UPGMA cluster using Nei (1978) unbiased minimum distance using AFLP data Bou Dagher-Kharrat et al. 2006. Geographical diversity and genetic relationships among Cedrus species estimated by AFLP. Tree Genetics & Genomes DOI 10.1007/s11295-006-0065-x.

Caractérisation écophysiologique

Caracterisation génétique et écophysiologique Effet du génotye Environnement Physiologie Sélection des peuplements porte graines

Sur le terrain! Cellule Reforestation http://www.usj.edu.lb/7ejour/08ref.html

Campagnes de reforestation Bois de Boulogne Aana Kfardebian Kfardebian Tarchich

Valorisation et utilisation des espèces indigènes pour le reboisement et restauration des montagnes libanaises

Cedrus libani

Juniperus (plusieurs espèces)

Abies silicica

Pinus brutia, pinea, halepensis

Espèces accessoires: Malus triolabata, Quercus pennatifida, Q. brantii, Q. calliprinos, Styrax officinalis, Pyrus syriaca,… .

Établissement d’un laboratoire/pépinière à l’USJ

L aboratoire C aractérisation G énomique des P lantes Évaluation de la biodiversité des plantes indigènes du Liban Caractérisation écogéographique et génétique de Juniperus excelsa au Liban Caractérisation écogéographique et génétique du genre Astragalus au Liban Bouchra DOUAIHY Farah ABDEL SAMAD

http:// fs.usj.edu.lb/flore_du_liban /

Bouchra Farah Nour Dana