Julien Prunier

Post-doctorat / postdoctoral fellow
Génonique de l'adaptation aux stress biotiques et abiotiques chez les arbres forestiers
Genomics of adaptation to biotic and abiotic stress in forest trees

Université Laval
Institut de Biologie Intégrative et des Systèmes (IBIS)
Pavillon C.-E.-Marchand, 1030 avenue de la Médecine
Québec (Québec) G1V 0A6, Canada
Superviseurs: Ilga Porth, John MacKay

Projets de recherche / Research projects

  • Current main project

    The RNA-Seq technology represents a great development that makes possible to investigate important biological questions by allowing to simultaneously study gene expression and polymorphisms in coding sequences for model and non-model organisms. Supported by grants from the MEIE, the Genomics for Adaptation in Conifers (GenAC) project benefits from this technology to 1) develop reference transcriptomes, 2) analyse responses to biotic and abiotic stress, and 3) study adaptive expression diversity for conifer species. The postdoctoral project specifically focus on the genetic and gene expression diversities related to adaptation in white spruce. In addition, the task includes a coordination role between the lab and bioinformatics works, and developping an efficient workflow to obtain expression and genetic data using RNA-Seq.

    Le RNA-Seq, séquençage de nouvelle génération de l'ARN, est une technologie qui ouvre de nouvelles voies d'investigation, permettant d'étudier simultanément l'expression des gènes et les polymorphismes des séquences codantes chez un organisme modèle ou non-modèle. Au sein du projet GenAC, financé par le MEIE, cette technologie est mise à contribution pour développer des transcriptomes de référence, étudier des réponses aux stress biotiques et abiotiques, et la diversité d'expression en lien avec l'adaptation chez les conifères. Plus particulièrement, l'objectif du projet post-doctoral est d'étudier la diversité génétique et la diversité d'expression des gènes reliées à l'adaptation chez l'épinette blanche. En plus, le travail inclut un rôle de coordination entre les travaux de laboratoire et bioinformatique, ainsi que le développement d'une procédure de travail efficace pour obtenir les niveaux d'expression et les polimorphismes génétiques en utilisant le RNA-Seq.
  • CNV project in spruces

    Copy Number Variations (known as CNVs) and Presence/Absence Variations (PAVs) are widespread in higher organisms. Both CNVs and PAVs may encompass genes and play a role in plant adaptation and genome evolution. The project uses various technologies including CGH (array-comparative genomic hybridizations) to: 1) survey the extent of variation within white spruce (Picea glauca) by comparing different accessions including the genotype employed for the genome sequencing project; 2) explore interfamily and interspecific variation in gene content; 3) investigate the role of CNVs and PAVs in the genetic architecture of economic traits. This research will also involved a doctoral student on the same team and various other partners implicated in the Canadian SMarTForests project. The manuscripts are now under reviewing process or in preparation.

    Les variations de nombre de copies (CNV) ou de présence/absence (PAV) sont très répandues chez les organismes supérieurs. CNVs et PAVs peuvent inclure des gènes et jouer un rôrle dans l'adaptation des plantes et leur évolution génomique. Ce projet utilise une ensemble de technologies incluant des comparaisons d'hybridation sur biopuces (aCGH) pour: 1) évaluer l'étendue de ces variations chez l'Épinette blanche (Picea glauca) en comparant différents individus incluant les génotypes employés dans le projet de séquençage du génome de l'Épinette blanche; 2) explorer la variation inter-familiale et inter-spécifique du contenu en gènes; 3) étudier le rôle des CNVs et PAVs dans l'architecture génétique de traits économiques. Cette recherche implique un étudiant qui effectue son doctorat au sein de la même équipe de recherche et différents partenaires impliqués dans le projet Canadien SMarTForests. Les manuscrits sont en review ou en préparation.

Productions

Publications in scientific journals

  • Prunier J, Caron S. and MacKay J. 2017. CNVs into the wild: Screening the genomes of conifer trees (Picea spp.) reveals fewer gene copy number variations in hybrids and links to adaptation. BMC Genomics 18:97.
  • Prunier J., Verta J-P. and MacKay J. 2016. Conifer genomics and adaptation: at the crossroads of genetic diversity and genome function. New Phytologist. 209 (1): pages: 44-62. cited in 10 publications.
  • De Lafontaine, G., J. Prunier, S. Gerardi and J. Bousquet. 2015. Tracking the process of speciation: variable patterns of introgression across the genome provide insights on the species delimitation between progenitor-derivative spruces (Picea mariana x P. rubens). Molecular Ecology 24 (20): 5229-5247. cited in 5 publications.
  • Prunier J., Teissier G., Bousquet J. and MacKay J. 2015. From genotype to phenotype: expression levels of genes encompassing adaptive SNPs in black spruce. Plant Cell Reports 34 (12): 2111-2125. cited in 1 publication.
  • Prunier, J., B. Pelgas, F. Gagnon, M. Desponts, N. Isabel, J. Beaulieu & J. Bousquet. 2013. The genomic architecture and association genetics of adaptive characters using a candidate SNP approach in the boreal black spruce. BMC Genomics 14:368. cited in 31 publications.
  • J. Prunier, 2012. Étude de l'adaptation au niveau moléculaire chez l'épinette noire (Picea mariana (Mill.) BSP). PhD thesis. Université Laval, Québec, QC, CANADA. cited in 1 publication.
  • Prunier, J., S. Gérardi, J. Laroche, J. Beaulieu & J. Bousquet. 2012. Parallel and lineage-specific molecular adaptation to climate in boreal black spruce. Molecular Ecology 21(17): 4270-4286. cited in 44 publications.
  • Prunier, J., J. Laroche, J. Beaulieu & J. Bousquet. 2011. Scanning the genome for gene SNPs related to climate adaptation and estimating selection at the molecular level in boreal black spruce. Molecular Ecology 20(8): 1702-1716. cited in 91 publications.

Book chapter

  • Jaramillo-Correa, Juan P., Julien Prunier, Alejandra Vázquez-Lobo, Stephen R. Keller, and Alejandra Moreno-Letelier. 2015. Molecular Signatures of Adaptation and Selection in Forest Trees. Advances in Botanical Research. Vol.74, pages 265-306. cited in 4 publications.

Présentations orales invitées / Invited oral presentations

  • Prunier, J., S. Caron, S. Gérardi, M. Lamothe, A. Sahli, G. Parent, I. Giguère, P. Rigault, J. Beaulieu, N. Isabel, I. Porth, J. Mackay and J. Bousquet. 2017. Genomics of adaptation in Canadian forest conifers. Invited talk at the ecology institute, UNAM, Mexico, Mexico, March 22nd, 2017.
  • Prunier, J., 2017. Les outils de la génomique en foresterie appliquée aux conifères Canadiens. Présentation invitée à l'association des étudiants gradués en foresterie de l'Université Laval (AFOR). Québec, QC, Canada, March 31st, 2017.

Principales présentations orales / Main oral presentations & Posters

  • Prunier, J., S. Caron, M. Lamothe, S. Blais, J. Bousquet, N. Isabel & J. MacKay. 2016. Genetic mapping of gene copy number variations in white spruce (Picea glauca) and QTL analyses for quantitative traits. IUFRO Genomics and forest tree genetics, Arcachon, France, May 30 - June 03, 2016.
  • Prunier, J., S. Caron & J. MacKay. 2015. Searching for genes with copy number variations in the white spruce genome using comparative genome hybridizations. IUFRO Tree Biotechnology Conference; Forests: the importance to the planet and society, Florence, Italy, June 8-12, 2015.
  • Prunier, J., S. Caron, I. Giguère, A. Sahli & J. MacKay. 2014. Finding gene copy number variations and presence-absence variations in the white spruce genome. 2nd Conifer Genome Summit, Forêt Montmorency, Laval University, Québec, June 16-18, 2014.
  • Sahli, A., I. Giguère, J. Prunier, J. Bousquet & J. MacKay. 2014. Copy number variations detection using SNP-array signal intensities. 2nd Conifer Genome Summit, Forêt Montmorency, Laval University, Québec, June 16-18, 2014.
  • Carles, S., W. El Kayal, B. Pelgas, S. Caron, J. Prunier, E. Raherison, J. Bousquet, J. MacKay, J. E.K. Cooke & N. Isabel. 2012. Genomic architecture of apical bud formation in Picea glauca: an eQTL mapping approach. IUFRO Forest Genetics 2013, Whistler, Canada, July 22-25, 2012.
  • Prunier, J., S. Gérardi, J. Laroche, J. Beaulieu, J. Bousquet. 2012. Evolution of adaptations in the largely distributed black spruce. EVOLUTION Ottawa, 1st Joint Congress on Evolutionary Biology, Ottawa Convention Centre, Ottawa, July 6-10, 2012.
  • Prunier, J. 2012. Finding adaptive SNPs for black spruce. Institut de Biologie Intégrative et des Systèmes, Québec, Québec, February 22.
  • Bousquet, J., N. Pavy, B. Pelgas, J. Prunier, S. Gérardi, J. Laroche, S. Senneville, J. Mackay, J. Beaulieu, N. isabel. 2012. Uncharted genomic territory: lessons from the mammoth-sized genome of conifers. Symposium on integrative Genomics: From microbes to Humans, Centre for Structural and Functional Genomics, Concordia University, Montreal, February 22.
  • Prunier, J., J. Laroche, J. Beaulieu & J. Bousquet. 2009. Gene SNP outlier detection related to climate adaptation in boreal conifers. Gordon Research Conference, Evolutionary & Ecological Functional Genomics, Tilton, New Hampshire, July 12-17.
  • Deslauriers, M., P. Laplante, B. Boyle, S. Clément, P.-L. Poulin, P. Lenz, S. Blais, J. Prunier, J. Bousquet, J. Mackay & J. Beaulieu. 2009. Association mapping for wood characters in black spruce. IUFRO Tree Biotechnology Conference, Whistler BC, June 28 - July 2.
  • Bousquet, J., J. Beaulieu, J. Godbout, N. Isabel, J.P. Jaramillo-Correa, M.-C. Namroud, B. Pelgas, J. Prunier, Senneville, S. 2009. Diversité génétique et changements climatiques: l’adaptation sera-t-elle au rendez-vous? Centre d’étude de la forêt, Univ. Laval, Québec, avril 2009 (invité).
  • Bousquet, J., J. Beaulieu, B. Boyle, S. Gérardi, N. Isabel, J. Mackay, M.-C. Namroud, N. Pavy, B. Pelgas, J. Prunier, P. Rigault, Senneville, S. 2009. What benefits can be expected from conifer genomics research? International Symposium New Frontiers in Forest Genomics: sequencing and functional understanding of the conifer genome. Ramon Areces Foundation, Madrid, Feb. 2009 (invited opening address).
  • Bousquet, J., Beaulieu, J., Isabel, N., Gerardi, S., Pelgas, B., Prunier, J. & Senneville, S. 2008. Diversité génétique, adaptation et changements climatiques: sur la corde raide. Congrès annuel de l’Association des Biologistes du Québec, Hôtel Regency-Hyatt, Montréal, 12-13 novembre.
  • Prunier, J., J. Beaulieu, J. Laroche & J. Bousquet. 2008. A genome scan of gene SNPs for the search of polymorphisms involved in adaptive population differentiation in black spruce. Joint IUFRO-CTIA Conference "Adaptation, Breeding, and Conservation in the Era of Genomics and Environmental Change". Loews LeConcorde, Québec, Aug. 25-28.

Prix

  • Bourse d'étude du Conseil de l'Industrie Forestière du Québec 2007 pour le doctorat en génétique forestière.

Formation

  • depuis janvier 2017: Professionnel de recherche impliqué dans le projet biosafe et le dvt de aCGH chez des espèces feuillues dans l'équipe d' Ilga Porth
  • 2014-2017: postdoctorat sur la diversité d'expression à travers les populations et les espèces chez les conifères.
Superviseur: John MacKay
  • 2012-2014: postdoctorat sur l'étude du rôle des CNVs et PAVs dans le déterminisme de caractères quantitatifs.
Superviseur: John MacKay
  • 2006-2012: Ph.D. en Sciences Forestières à l'Université Laval (Québec, Qc): Étude de l'adaptation au niveau moléculaire chez l'Épinette noire (Picea mariana)
Directeur: Jean Bousquet
Codirecteur: Jean Beaulieu 
  • 2004-2005: DU à l'Université Joseph Fourier à Grenoble (France): Biogéographie d'une espèce invasive: la Grenouille taureau
  • 2003-2004: DEA en gestion des espaces montagnards à l'Université Joseph Fourier à Grenoble (France): L'utilisation de l'espace par le Sanglier dans le bassin Genevois
  • 2002-2003: Maîtrise en Biologie des Populations et des Écosystèmes à l'Université Joseph Fourier à Grenoble (France): Les conséquences, en France, des tempêtes de fin 99 sur les forêts de résineux en fonction des différents modes de gestion.
  • 2001-2002: Licence en Biologie des Organismes à l'Université Blaise Pascal à Clermont-FD (France)
  • 1998-2001: DEUG en sciences naturelles (Biologie/Géologie) à l'Université Blaise Pascal à Clermont-FD (France)

Projet de doctorat (terminé en 2012)

Au Canada, l’épinette noire (Picea mariana [Mill.] BSP) est une espèce d’arbre de grande importance économique et écologique puisqu’elle occupe la moitié des peuplements forestiers. La diversité des habitats que cette espèce occupe s’explique par une adaptation génétique de ses populations à différentes conditions écologiques. Par exemple, l’adaptation au froid explique l’amplitude de latitudes (et d'altitudes) auxquelles on trouve cette espèce et peut être évaluée en mesurant la date d’aoûtement (voir l'encadré).

Grâce à l’utilisation de diverses méthodes de biologie moléculaire («outliers, QTLs mapping, association test») couplées à des mesures de traits quantitatifs (date d’aoûtement et croissance en hauteur), le but de ce projet est d'identifier les gènes (ou au moins une partie des gènes) responsables d’une meilleure adaptation au froid et d’une meilleure croissance.
Nous disposons pour cela de deux tests de provenances d’épinettes noires (situées en Beauce et à la Forêt Montmorency) sur lesquels sont plantés des descendants de 90 familles de 30 provenances différentes (voir carte). Ces familles proviennent d’une trentaines de localisations différentes du Québec couvrant ainsi un peu plus de 5° de latitude du sud au nord et un peu plus de 14° d’est en ouest. Nous travaillons également avec deux plantations (situées à Grondines et à Grands-Jardins) de descendants issus d’un rétrocroissement d’épinettes noires qui a permis de construire une carte génétique de l'espèce (Pelgas et al. 2006, Pavy et al 2008). Des mesures d’aoûtement et de croissance ont été prises en 2005, 2006 et 2007 et vont être prochainement analysées en parallèle avec les données moléculaires.

Les résultats de ces études vont permettre de connaître les gènes d’importance impliqués dans la croissance et l'adaptation au froid. L'identification de ces gènes est une étape préalable nécessaire à la mise au point d'une sélection assistée par marqueurs moléculaires.

De plus, afin de déterminer l'étendue d'application de l'utilisation de ces marqueurs pour l'épinette noire, une étude pan-canadienne de la répartition géographique des allèles de ces gènes d'adaptation va permettre de voir si l'adaptation au froid a la même origine génétique dans l'ouest canadien, dans l'est canadien et en Alaska.


carte des provenances (points bleus)


L'aoûtement
L'aoûtement est une étape phénologique qui correspond à la mise en place de l'ensemble des structures qui permettront à un végétal de supporter la mauvaise saison.
Lors de l'aoûtement, l'arbre met en place des bourgeons apicaux afin de protéger les méristèmes apicaux. Cela se traduit par l'apparition des bourgeons foliaires. Cette protection permet d'éviter aux méristèmes de subir des dommages dus au gel. Une mise en place précoce des bourgeons permet donc d'éviter les dommages dus aux gelées survenant tôt en saison. C'est pourquoi nous utilisons la date de mise en place des bourgeons foliaires (ou date d'aoûtement) pour évaluer l'adaptation au froid d'un individu.







Quelques photos de terrain (2006 - 2012)



















































































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Aménagement des écosystèmes forestiers (ENV7010) 
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Jérémie Alluard (2016) Les statistiques au moments de la rédaction 

  • Ce document a pour but de guider les étudiants à intégrer de manière appropriée une analyse statistique dans leur rapport de recherche.

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