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Francine Tremblay  - Génétique et physiologie végétale

© IRF-UQAT
francine.tremblay@uqat.ca

Titulaire d’un B.Sc. en sciences biologiques (1981) et d’une M.Sc en biologie végétale (1984) de l’Université de Montréal, Le Dr Tremblay a complété un Ph.D en sciences forestières (1991) à l’Université Laval. Le Dr. Francine Tremblay a fait partie de l’équipe de recherche de la chaire AFD depuis ses tous débuts en 1998. Ses travaux ont porté sur l’impact des perturbations naturelles (feu, épidémie d’insectes) et anthropiques (coupe forestière) sur le mode de recrutement, la diversité génétique et la structure clonale du peuplier faux-tremble (Populus tremuloïdes).

Elle s’est intéressé également à l’impact de la fragmentation des populations sur la capacité reproductrice et la structure de la variabilité génétique chez les essences méridionales à la zone de transition entre l’érablière à bouleau jaune et la sapinière à bouleau blanc.

Finalement un volet amélioration génétique des arbres à croissance rapide a été développé, incluant la sélection du matériel le mieux adapté aux conditions boréales.

Axes de Recherche

Effet des perturbations naturelles et anthropiques sur la structure clonale du tremble

Nos activités de recherche portent sur l’impact des perturbations naturelles (feu, épidémie d’insectes) et anthropiques (coupe forestière) sur le mode de recrutement, la diversité génétique et la structure clonale du peuplier faux-tremble (Populus tremuloïdes). L’objectif est de mieux comprendre la nature des mécanismes qui contrôlent la dynamique de recrutement des peuplements de tremble soit; les relations entre les patrons de défoliation par la livrée des forêts et les pertes de croissance/mortalité à l’échelle de l’arbre et du peuplement, les relations entre le drageonnement, le greffage racinaire et la structure clonale du tremble et dans quelle mesure les clones de tremble constituent des unités physiologiques ou/et génétiques. Nous nous intéressons également aux  mécanismes d’envahissement de la pessière à mousses par le tremble suite à la coupe forestière. Les hypothèses à tester sont que 1) le principal mode d’intrusion dans la pessière aménagée est le drageonnement alors que les peuplements brûlés laissent plus de place à l’établissement par semis; 2) les pessières issues de feu seront davantage occupées par plus de clones de petite taille alors que celles issues de coupe se verront occupées par moins de clones mais de grande taille.

 

Impact de la fragmentation sur la diversité et la structure génétique

Plusieurs espèces méridionales atteignent la limite nord de leur aire de distribution à la transition entre la sapinière à bouleau jaune et la sapinière à bouleau blanc. L’atteinte de cette limite est caractérisée par une diminution progressive de la taille des populations et une fragmentation de plus en plus importante de celles-ci le long d’un gradient latitudinal. La limite nord quant à elle est modulée par un ensemble de facteurs qui convergent vers la réduction des chances de survie à différents stade du cycle de vie dont une baisse progressive du succès de reproduction sexuée qui entraîne une diminution de la capacité de ces essences à se maintenir et à coloniser des nouveaux sites. La fragmentation de plus en plus importante de ces populations au fur et à mesure ou on progresse vers le nord pourrait avoir un impact sur la diversité et la structure génétique. En effet une diminution du flux génique (via le pollen ou les graines) peut entraîner une diminution de la diversité génétique intra populations et une différentiation de plus en plus grande entre les populations. Par contre, peu ou pas de modifications au niveau de la structure génétique serait observée dans les populations qui sont déjà en structure de métapopulations dans les habitats non perturbés. Les espèces longévives pourraient être non affectées par la fragmentation pendant des décennies et les effets de la fragmentation sur les populations marginales demeureraient imperceptibles pendant des années. Notre hypothèse est que les populations fragmentées, situées à la zone de transition, sont les plus susceptibles d’être à l’origine de l’expansion de l’aire de distribution des essences méridionales dans un contexte de réchauffement climatique. Nos objectifs sont d’évaluer la capacité des populations marginales à se reproduire localement et à maintenir et /ou accroître leur distribution.

Phylogéographie des Pins

L’analyse des marqueurs microsatellites (chloroplastiques mitochondriaux et nucléaires) chez les populations de plusieurs espèces de Pins à l’échelle continentale nous  a permis de distinguer différents groupes  dont la présence serait liée à la fois aux routes de migration et à une combinaison climat-régiime de perturbations  (fréquence de feux). L’analyse des données génétiques et climatiques nous renseigne sur l’ensemble des phénomènes historiques, autant au niveau génétique que démographique, qui ont conduit à la distribution et à la structuration actuelle des populations. Leur traitement avec les systèmes à référence spatiale fournissent des outils d’aide à la décision pour délimiter les zones de transfert des semences.

Applications à la sylviculture et à l’aménagement forestier

Nous nous intéressons aux patrons de variation clinale de provenances sélectionnées et l’impact  de la distance écologique qui délimite les zones de transfert des semences et celle de la plantation  sur les caractères quantitatifs (croissance en hauteur, diamètre, phénologie). Plus de 150 millions d’arbres sont plantés chaque année au Québec et dans un tel contexte le choix de la bonne provenance pour un site donné est une condition essentielle à l’obtention des gains génétiques escomptés.  Nous avons établi un réseau de  plantations expérimentales dans la région d’Abitibi-Témiscaminque afin de permettre la sélection de matériel génétiquement amélioré bien adapté aux conditions boréales. Si certaines descendances s’avéraient d’un grand intérêt, de nouveaux croisements dirigés pourraient être réalisés pour alimenter le programme régional de ligniculture. Ce matériel pourrait également être utilisé pour la  production d’embryons somatiques pour  la multiplication de géntoypes supérieurs. Par ailleurs, à plus long terme, les gains obtenus par l’utilisation des variétés améliorées combinés à des interventions sylvicoles pourront être quantifiés, nous aidant ainsi à identifier la meilleure stratégie à emprunter pour la production de matière ligneuse dans la zone d’aménagement intensif en zone boréale.

Johann Housset, Endre Toth, Martin-Philippe Girardin, Francine Tremblay, Renzo Motta, Yves Bergeron, Christopher Carcaillet. Tree-rings, genetics and the environment: Complex interactions at the rear edge of species distribution range. 2021. Dendrochronologia 69:125863
DOI : 10.1016/j.dendro.2021.125863    

Benjamin Marquis, Yves Bergeron, Martin Simard, Francine Tremblay. Disentangling the effect of topography and microtopography on near‑ground growing‑season frosts at the boreal‑temperate forest ecotone (Québec, Canada) 2021. New Forests 52:1079-1098
DOI : 10.1007/s11056-021-09840-7    

Benjamin Marquis, Philippe Duval, Yves Bergeron, Martin Simard, Nelson Thiffault, Francine Tremblay. Height growth stagnation of planted spruce in boreal mixedwoods: Importance of landscape, microsite, and growing-season frosts. 2021. For. Ecol. Manage. 479:118533
DOI : 10.1016/j.foreco.2020.118533    

Bronwyn Rayfield, Véronique Paul, Francine Tremblay, Marie-Josée Fortin, Christelle Hely-Alleaume, Yves Bergeron. Influence of habitat availability and fire disturbance on a northern range boundary. 2020. J. of Biogeography 48(2):394-404
DOI : 10.1111/jbi.14004    

Yves Bergeron, Benjamin Marquis, Martin Simard, Francine Tremblay. Growing-season frost is a better predictor of tree growth than mean annual temperature in boreal mixedwood forest plantations. 2020. Global Change Biology 26: 6537-6554
DOI : 10.1111/gcb.15327    

Benjamin Marquis, Yves Bergeron, Martin Simard, Francine Tremblay. Probability of Spring Frosts, Not Growing Degree-Days, Drives Onset of Spruce Bud Burst in Plantations at the Boreal-Temperate Forest Ecotone. 2020. Frontiers in Plant Science 11:1031
DOI : 10.3389/fpls.2020.01031    

Endre Toth, Francine Tremblay, Johann Housset, Yves Bergeron, Christopher Carcaillet. Geographic isolation and climatic variability contribute to genetic differentiation in fragmented populations of the long-lived subalpine conifer Pinus cembra L. in the western Alps. 2019. BMC Evolutionary Biology 19:190
DOI : 10.1186/s12862-019-1510-4    

Sandrine Picq, Elias Ganivet, Yves Bergeron, Francine Tremblay, Igor Drobyshev. Decline in the strength of genetic controls on aspen environmental responses from seasonal to century-long phenomena. 2019. Ecosphere 10(9):e02869
DOI : 10.1002/ecs2.2869    

Endre Toth, Yves Bergeron, Mathieu Latutrie, Francine Tremblay. Novel insights into the genetic diversity and clonal structure of natural trembling aspen (Populus tremuloides Michx.) populations: A transcontinental study. 2019. J. of Biogeography 46(6):1124-1137
DOI : 10.1111/jbi.13574    

Lei Chen, Qianqian Ma, Heikki Hänninen, Yves Bergeron, Jian-Guo Huang, Francine Tremblay. Long-term changes in the impacts of global warming on leaf phenology of four temperate tree species. 2019. Global Change Biology 25(3):997-1004
DOI : 10.1111/gcb.14496    

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Je n'ai aucune offre de projet pour le moment mais je recrute régulièrement de nouveaux étudiants de maîtrise et de doctorat. Je suis professeur habilité à diriger des étudiant(e)s au programme réseau de doctorat en sciences de l'environnement du réseau UQ. N'hésitez pas à me faire parvenir votre CV ainsi qu'une lettre de motivation.

 Noémie Graignic, Francine Tremblay, Yves Bergeron. Dynamique des populations et diversité génétique de l'érable à sucre 14e colloque de la Chaire AFD. Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue, Rouyn-Noranda, Québec. (2012-11-29)  

 Huaitong Xu, Francine Tremblay, Yves Bergeron. Régénération, structure génétique et conséquences de la fragmentation du thuya occidental dans le nord du Québec 14e colloque de la Chaire AFD. Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue, Rouyn-Noranda, Québec. (2012-11-29)  

 Francine Tremblay, Yves Bergeron, Igor Drobyshev. Différence de croissance radiale des clones de peuplier faux-tremble 14e colloque de la Chaire AFD. Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue, Rouyn-Noranda, Québec. (2012-11-29)  

 Raëd Elferjani, Francine Tremblay, Annie DesRochers. L’effet de la fertilisation sur la productivité des peupliers hybrides. Affiche scientifique 11e colloque de la Chaire AFD. Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue, Rouyn-Noranda, Québec. (2009-12-09)  

 Marie-Claire Namroud, Francine Tremblay. Study of quaking aspen (Populus tremuloides) clonal structure using a chronosequence approach 5th international Workshop on Disturbance Dynamics in Boreal forests, Dubna, Russie.   

 Francine Tremblay La nécessité de recourir à la sylviculture intensive (suite). (28 diapos.) 8e colloque de la Chaire AFD. Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue, Rouyn-Noranda, Québec.