hana.jelinkova@uqat.ca
Hana Jelinkova a quitté sa République Tchèque natale en 2005 pour venir faire un doctorat en sciences de l’environnement sous la direction du Dr. Francine Tremblay (UQAT) en codirection avec le Dr. Annie Desrochers (UQAT) qu'elle a complété en 2013. Elle s'est penché principalement sur le système racinaire du peuplier faux-tremble et étudie, entre autre, les différenciations génotypiques des greffes racinaires formées dans ce réseau.
Formation académique
Doctorat en sciences de l’environnement, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue, Rouyn-Noranda, 2013
Experimental Biology, University of South Bohemia, République Tchèque, 2003
Plant Biotechnology, University of South Bohemia, République Tchèque, 2001
Projet de recherche : Analyses of the root system of trembling aspen (Populus tremuloides Michx.): genotyping and physiological integration.
Le peuplier faux-tremble (Populus tremuloides Michx) est une essence d'arbre clonale, l'espèce se régénérant la plupart du temps par drageonnement. La croissance clonale des trembles mène au développement d'un système intégré de racines comprenant racines mères et les racines nouvellement développées. Le degré d'intégration de ces systèmes racinaires est davantage accentué par le greffage. Cependant, on ne sait pas encore si les greffes peuvent se produire entre les racines de génotypes différents et comment elles peuvent influencer la structure génétique de la prochaine génération des drageons de tremble. De plus, il n'a jamais été observé si ces raccordements racinaires mènent à une intégration physiologique qui peut, par exemple, faciliter l'échange des signaux d'induction de la défense contre les herbivores. Une mise en place coordonnée des mécanismes de défenses dans les essences d'arbres clonales pourrait avoir des implications physiologiques et écologiques de grande envergure.
Dans la présente étude, nous voulons vérifier, en employant l'analyse des microsatellites, si les peupliers reliés par leurs systèmes de racines ont le même génotype -formant ainsi une unité génétique (un clone), ou si des racines d'arbres de génotypes différents peuvent être physiquement intégrées dans un système commun de racines. Aussi, nous voulons utiliser l'analyse microarray afin de valider que ces raccordements sont effectivement des voies de communication fonctionnelles pour les arbres reliés entre eux par le système racinaire.
Hana Jelinkova, Annie DesRochers, Francine Tremblay. The use of digital morphometrics and spring phenology for clone recognition in trembling aspen (Populus tremuloides Michx.) and its comparison to microsatellite markers. 2014. Trees-Structure and Function 28(2):389-398 DOI : 10.1007/s00468-013-0957-y
The use of digital morphometrics and spring phenology for clone recognition in trembling aspen (Populus tremuloides Michx.) and its comparison to microsatellite markers.
Aspen clones were traditionally identified based on similarities in several phenotypic traits including leaf shape. This required several visits of the stands, laborious measurements and subjective visual assessments. In this study, we investigated a novel approach to clone identification using digital morphometrics of leaf shape complemented with bark characteristics and spring phenology. Aspen clones were delineated based on molecular (microsatellite loci), morphological (leaf shape, bark colour and type) and phenological (when first fully expanded leaves appeared) characteristics. Leaves were scanned and images were analyzed using normalized elliptic Fourier descriptors and principal component analysis. Using microsatellite loci, 18 clones were identified among 60 aspen trees in three sites investigated in this study. When employing digital morphometrics, foliar types in two out of the three sites matched the clones defined by microsatellite markers. Many ramets from the third site were clustered erroneously into incorrect clones. The reclassification test indicated that leaf shape contains features according to which very similar clones can be differentiated with low error rates. However, because it was not possible to set a threshold for maximum distances within clones, application of digital morphometrics of complex leaf shape for clone identification in natural aspen stands with a high number of multi-ramet clones and many singletons is unfeasible. We judged spring phenology as the least reliable trait for clone recognition and suggested possible causes of heterogeneous leaf flushing among ramets of the same genotype.
Hana Jelinkova. Contribution des liens racinaires aux composantes génétiques et physiologiques de la structure clonale du peuplier faux-tremble (Populus tremuloides Michx). 2013. Thèse de doctorat en sciences de l'Environnement, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue. 103 p.
Contribution des liens racinaires aux composantes génétiques et physiologiques de la structure clonale du peuplier faux-tremble (Populus tremuloides Michx).
Dans cette thèse, nous avons examiné une nouvelle approche pour l’identification des clones de tremble. Nous avons utilisé les liens racinaires clonaux pour l’exploration de leurs fonctions potentielles dans le maintien de la diversité clonale et de la communication entre les tiges interconnectées. En particulier, nous avons examiné les hypothèses suivantes: (1) les clones de tremble peuvent être identifiés sur la base de la morphométrie digitale des feuilles; (2) les liens racinaires clonaux facilitent le maintien de la diversité clonale en intégrant différents génotypes par les greffes racinaires; et (3) les liens racinaires permettent la propagation et déclenchement des mécanismes de défense contre une attaque d’herbivore entre les individus interconnectés avant l’arrivée des insectes. Pour vérifier ces hypothèses, nous avons excavés les systèmes racinaires de trois stations de tremble purs où les clones ont été identifiés à l’aide de marqueurs moléculaires (microsatellites), morphologiques (forme de feuille, couleur et type de l’écorce) et phénologiques (apparition des feuilles). Les feuilles ont été récoltées et scannées. Les résultats ont été analysés à l’aide des descripteurs Fourier elliptiques normalisés (nEFDs). Les analyses dendrochronologiques ont été utilisées pour reconstruire le développement du système racinaire et le greffage racinaire. L’expression temporelle des mécanismes de défense induits (inhibiteurs de la trypsine de type Kunitz et dihydroflavonol réductase) a été suivie par une PCR quantitative en temps réel. Nous avons montré que l'évaluation quantitative de la forme des feuilles est difficilement applicable à l’identification des clones dans des peuplements naturels de peupliers caractérisés par la présence d’un grand nombre de clones et de génotypes uniques. Les systèmes racinaires excavés ne contenaient pas de génotypes uniques et qui n’étaient pas présent dans les tiges des arbres vivants. Néanmoins, l’interconnectivité substantielle à l’intérieur des clones ainsi qu’entre les clones, due à la présence de nombreuses greffes, conduit à la formation de vastes réseaux racinaires génétiquement diversifiés. Nous avons constaté que ces systèmes racinaires n’entraînent pas automatiquement l’induction des mécanismes de défenses, tels qu’ils sont exprimés dans les plantes directement exposées aux attaquesd’insectes phytophages. Il semble plutôt que d’autres moyens de communication, comme les composés volatils, puissent servir de voies de transmission des signaux entre les individus interconnectés.
Herbivore-simulated induction of defenses in clonal networks of trembling aspen (Populus tremuloides).
Trembling aspen (Populus tremuloides Michx.) as a clonal tree species possesses a complex root system through which trees of the same or different clones are connected. Root connections have been studied with respect to resource sharing, but the nature, quantities or extent of what is shared between trees is relatively unknown. In this study, we posed the hypothesis that systemic defense induction signals could also spread through these root networks and trigger defenses in neighboring ramets before arrival of pests. Temporal expression pattern of Kunitz trypsin inhibitor (KTI) and dihydroflavonol reductase (DFR) genes, two markers of poplar defense, was followed by quantitative real-time polymerase chain reaction. The expression was quantified in systemic leaves of wounded and healthy plants that shared the same parental root and in untreated controls grown in separate pots. Untreated interconnected plants did not show induced resistance upon herbivore-simulated attack. Although wound-treated ramets induced defense genes, untreated interconnected plants produced an expression pattern similar to non-connected controls. Root connections do not automatically lead to induction of defensive traits that are expressed in plants directly under damage thought to simulate herbivory. Rather, it seems that other communication means such as airborne volatiles can serve as signal transmission pathways among neighboring plants.
Molecular and dendrochronological analysis of natural root grafting in populus tremuloides (Salicaceae).
Trembling aspen ( Populus tremuloides ) is a clonal tree species, which regenerates
mostly through root suckering. In spite of vegetative propagation, aspen maintains
high levels of clonal diversity. We hypothesized that the maintenance of clonal
diversity in this species can be facilitated by integrating different clones
through natural root grafts into aspen ’ s communal root system. To verify
this hypothesis, we analyzed root systems of three pure aspen stands where
clones had been delineated with the help of molecular markers. Grafting between
roots was frequent regardless of their genotypes. Root system excavations revealed
that many roots were still living below trees that had been dead for several
years. Some of these roots had no root connections other than grafts to living
ramets of different clones. The uncovered root systems did not include any
unique genotypes that would not occur among stems. Nevertheless, acquiring
roots of dead trees helps to maintain extensive root systems, which increases
the chances of clone survival. Substantial interconnectivity within clones
as well as between clones via interclonal grafts results in formation of large
genetically diverse physiological units. Such a clonal structure can signifi
cantly affect interpretations of diverse ecophysiological processes in forests
of trembling aspen.
Hana Jelinkova Contribution des liens racinaires aux composantes génétiques et physiologiques
de la structure clonale du peuplier faux-tremble (Populus tremuloides michx) Soutenance thèse (2013-05-23)