Academic literature on the topic 'Locus à caractère quantitatif (QTL)'

L’influence du polymorphisme au locus Prnp sur la sensibilité des animaux aux Encéphalopathies Spongiformes Transmissibles (EST) est très bien documentée pour l’espèce ovine, avec la mise en évidence d’allèles associés à une plus grande sensibilité des animaux aux EST ou au contraire à une plus grande résistance. Cela a résulté dans la mise en place de nouvelles stratégies de sélection afin de diminuer l’incidence de cette maladie chez cette espèce. Chez d’autres espèces, des études sont en cours, notamment chez la chèvre où plusieurs allèles du gène Prnp ont été trouvés. En dehors du locus Prnp, d’autres facteurs génétiques influencent la sensibilité des animaux. Le développement des études de cartographie du génome des animaux de ferme a permis la recherche de QTL (Locus agissant sur un caractère quantitatif). Cela a conduit à la mise en évidence de gènes influençant la sensibilité des animaux aux EST, autres que Prnp, chez les bovins et les ovins, ainsi que chez la souris, même si l’identification et la validation des gènes concernés restent à déterminer.

Depuis quelques années, de nombreux travaux ont été entrepris pour identifier les gènes contrôlant directement une part de la variabilité de caractères quantitatifs afin d’enrichir les méthodes d’amélioration génétique. Ils ont été classés en deux types d’approche. Une première stratégie exploite la connaissance de cartes géniques et recherche des QTL (Quantitative Trait Loci), régions du génome contrôlant un caractère quantitatif. Elle permet une application à la sélection par l’utilisation de structures géniques (appelées marqueurs) associées au caractère ; c’est aussi une étape dans la découverte du gène directement responsable d’une part de la variabilité. L’autre approche s’appuie sur la connaissance biologique du caractère et s’intéresse directement à quelques gènes, supposés importants pour le niveau d’expression du caractère, qui deviennent ainsi des candidats à l’exploitation de la variabilité observée. L’analyse de ces méthodes et des résultats obtenus permet aujourd’hui de mieux percevoir leurs potentialités et leurs limites et surtout de mettre en évidence leur complémentarité dans l’analyse du génome contrôlant des caractères d’intérêt économique, voire leur similitude partielle dans l’élaboration et l’utilisation des dispositifs expérimentaux.

Intuitivement, il est raisonnable de penser que les "propriétés génétiques" d’une population sont directement fonction des gènes et des génotypes présents dans cette population et de leur transmission d’une génération à l’autre. Mais la fonction qui les lie n’est sans doute pas simple sauf peut-être si l’on a affaire à un caractère dont les variations sont dues à peu de locus (c’est-à-dire à un ou deux). En effet, en se plaçant dans ce cas de figure, on décrit assez facilement la génétique d’un caractère au sein d’une population et surtout on développe les concepts de base qui, étendus aux caractères polygéniques (déterminés par de multiples locus), sous-tendent l’amélioration génétique. Ceci est précisément l’objectif de cet article qui développe successivement la notion de parenté et les mesures qui en découlent, puis l’étude d’un caractère quantitatif déterminé par un seul locus (monogénique) et enfin celle d’un caractère quantitatif digénique (deux locus).

De nombreuses méthodes ont été proposées pour cartographier finement des locus impliqués dans la variabilité des caractères quantitatifs (Quantitative Trait Loci ou QTL). La diversité de ces méthodes s’explique notamment par les différences qui existent entre les espèces, par exemple du fait des intervalles entre générations, des coûts de production, ou de la variabilité des coûts de phénotypage des carac-tères. Nous proposons ici une revue des méthodes permettant d’accéder à une cartographie fine de ces locus, décrivant au préalable les conditions d’une réduction de l’intervalle de localisation de ces QTL. Le paramètre clé permettant de réduire cet intervalle est le nom- bre de recombinaisons utiles. C’est pourquoi nous décrivons, dans les parties suivantes, les méthodes de cartographie fine en distinguant celles qui nécessitent la procréation d’individus ou de générations supplémentaires pour augmenter le nombre de recombinaisons, de celles qui ont recours à des modèles statistiques pour inférer des recombinaisons ayant eu lieu au cours des générations passées.

Cet article traite de la génétique d’un caractère quantitatif déterminé par plus de deux locus, sur la base du modèle polygénique classique incluant des effets génétiques additifs, de dominance et épistatiques. Par simplifications successives on définit un modèle polygénique additif (sans épistasie et un modèle polygénique additif strict (sans dominance ni épistasie). Le modèle polygénique additif conduit à définir pour un ensemble de plusieurs caractères les paramètres génétiques d’une population. Ceux-ci conditionnent le comportement de ces caractères dans un programme de sélection. Il s’agit d’un modèle avant tout opérationnel, auquel il est souvent fait le reproche de ne pas approcher d’assez près la réalité biologique. Il existe cependant des caractères quantitatifs qui répondent à un déterminisme génétique additif impliquant un nombre élevé de locus. Des méthodes existent par ailleurs pour évaluer le nombre minimum de locus impliqués dans un caractère et plusieurs expériences sur animaux de laboratoires indiquent que ce nombre est au moins de l’ordre de quelques dizaines pour la plupart des caractères.

Allèle : une des formes alternatives d'un locus. Dans une cellule diploïde, il y a deux allèles pour chaque locus (un allèle transmis par chaque parent), qui peuvent être identiques. Dans une population, on peut avoir plusieurs allèles pour un locus.Annotation structurale : repérage des coordonnées des diverses structures dans le génome, telles que les gènes.Annotation fonctionnelle : renseignements sur les fonctions des séquences, le plus souvent pour les gènes.BAC : Bacterial Artificial Chromosome. Vecteur de clonage permettant l’obtention de clones bactériens contenant un grand fragment d’ADN génomique (taille > 100 kb*). Les BAC assemblés en contigs* sont à la base des cartes physiques du génome.Carte cytogénétique : carte des chromosomes. Réalisée par localisation visuelle (FISH*) au microscope de fragments d’ADN sur les chromosomes au stade métaphase de la mitose.Carte d’hybrides irradiés : réalisée en testant par PCR la présence ou l’absence de fragments d’ADN dans une collection de clones d’hybrides irradiés (RH*). Deux fragments d’ADN sont proches sur le génome s’ils sont trouvés fréquemment dans les mêmes clones.Carte génétique : obtenue par l’étude de la ségrégation dans des familles ou des populations, de marqueurs polymorphes, soit moléculaires, soit phénotypiques, deux séquences étant d’autant plus proches qu’elles sont souvent transmises ensemble lors de la méiose.Clonage positionnel : stratégie visant à identifier un gène responsable de l’expression d’un phénotype en utilisant des informations de position sur le génome.Contig : ensemble de clones (le plus souvent des BAC*) ou de lectures de séquence ordonnés grâce à des informations sur leur parties chevauchantes.Cosmide : vecteur de clonage permettant l’obtention de clones bactériens contenant des fragments d’ADN génomique de taille avoisinant les 50 kb*.CNV : Copy Number Variation ; polymorphisme du génome correspondant à la variation du nombre de copies d’une séquence, pouvant dans certains cas contenir un ou plusieurs gènes.Déséquilibre gamétique : pour deux loci quelconques, c'est le fait que la fréquence des haplotypes* estimée pour tous les gamètes est différente de celle attendue à partir du produit des fréquences alléliques de chaque locus. Synonyme : déséquilibre de liaison. Contraire de : équilibre gamétique.Dominance : qualificatif de l’effet d'un allèle, dont une copie suffit à l'expression du phénotype* approprié. L’allèle A est dominant sur l’allèle a si l’hétérozygote* Aa a le même phénotype* que l’homozygote AA.EST : Expressed Sequence Tag : séquences étiquettes (partielles) de transcrit, obtenues par séquençage aléatoire d’ARN.Evaluation génomique : évaluation de la valeur génétique d’individus d’après leurs génotypes pour un ensemble de loci distribués sur le génome, d’après des équations établies à partir des performances d’individus de référencephénotypés et génotypés.Expression génique : études visant à estimer le niveau de production (expression) des gènes en fonction d’états physiologiques ou de tissus différents.Exon : fraction de la partie codante d’un gène eucaryote. Les gènes des organismes eucaryotes sont le plus souvent fractionnés en plusieurs séquences d’ADN dans le génome, les exons, séparés entre eux par d’autres séquences (introns*).FISH : Fluorescent In Situ Hybridisation. Hybridation de sondes d’ADN marquées à l’aide d’un fluorochrome, sur des chromosomes au stade métaphase de la mitose. Permet la réalisation de la carte cytogénétique.Fingerprinting : technique permettant d’estimer très grossièrement la similarité entre des séquences d’ADN sans les séquencer, par la comparaison des longueurs de bandes produites par des enzymes de restriction coupant l’ADN à des sites précis.Fosmide : vecteur de clonage permettant l’obtention de clones bactériens contenant des fragment d’ADN génomique de taille déterminée et égale à 40 kb*.FPC : FingerPrint Contig* ; contig* de clones (généralement des BAC*) ordonnés par la technique du fingerprinting, afin d’obtenir une carte physique du génome.Génotype 1 : constitution génétique d'un individu. 2. Combinaison allélique* à un locus particulier, ex: Aa ou aa.Haplotype : combinaison allélique spécifique pour des loci appartenant à un fragment de chromosome défini.Héritabilité au sens strict : proportion de la variance phénotypique due à la variabilité des valeurs génétiques = proportion de la variance phénotypique due à la variance génétique additive.Hétérozygote : individu ayant des allèles non identiques pour un locus* particulier ou pour plusieurs loci. Cette condition définit l’ «hétérozygotie». Contraire de: homozygote.Homologues : séquences similaires en raison d’une origine évolutive commune.Hybride irradié : cellule hybride obtenue par fusion entre cellules hôte d’une espèce et donneuse d’une autre espèce, contenant une fraction aléatoire du génome de l’espèce donneuse, après cassures par irradiation, reconstitution aléatoire de chromosomes ou insertion dans des chromosomes de la cellule hôte et rétention partielle. Deux séquences proches sur le génome sont en probabilité dans les mêmes clones RH*, tandis que deux séquences distantes ont une probabilité faible d’être conservées ensemble.IBD : pour identity by descent. Identité entre deux chromosomes (ou parties de chromosomes), liée à leur descendance d’un même chromosome ancestral.Indel : Insertion – deletion ; polymorphisme de présence ou absence d’un ou plusieurs nucléotides.Intron : séquence non-codante dans les gènes, séparant les exons, qui codent pour une protéine.Kb : kilobase ; séquence de mille paires de bases (pb*).Locus (pl. : loci) : Site sur un chromosome. Par extension, emplacement d’un gène ou d’un marqueur génétique sur un chromosome.Marqueur génétique : séquence d'ADN dont le polymorphisme est employé pour identifier un emplacement particulier (locus) sur un chromosome particulier.Mate-pair : séquences appariées (1 à 10 kb* de distance), produites en circularisant les fragments d’ADN, puis par séquençage à travers le point de jointure.Mb : mégabase ; séquence d’un million de paires de bases (pb*) de longueur.Orthologues : séquences homologues* entre deux espèces.Paired-end : séquences appariées produites par la lecture des deux extrémités de courts fragments d’ADN (moins de 500 pb*) dans le cas des nouvelles technologies de séquençage.Paralogues : séquences homologues* résultat de la duplication d’une séquence ancestrale dans le génome. Il s’agit de deux (ou plus) séquences similaires par homologie dans un même génome.Pb : paire de base ; unité de séquence d’ADN, représentée par une base et sa complémentaire-inverse sur l’autre brin.Phénotype : caractère observable d'un individu résultant des effets conjugués du génotype et du milieu.Phylogénomique : utilise les méthodes de la génomique et de la phylogénie. Par la comparaison de génomes entiers, permet de mettre en évidence des pertes et gains de gènes dans les génomes, ainsi que leur variabilité moléculaire, afin (entre autres buts) d’aider à prédire leur fonctions.Plasmide : vecteur de clonage permettant l’obtention de clones bactériens contenant des fragment d’ADN génomique de taille allant de 500 pb* à 10 kb* environ.Polymorphisme d'ADN : existence de deux ou de plusieurs allèles* alternatifs à un locus.Puce à ADN ou puce pangénomique : Système permettant pour un individu le génotypage simultané de très nombreux marqueurs génétiques (de quelques milliers à quelques centaines de milliers).QTL : abréviation de locus à effets quantitatifs (de l’anglais Quantitative Trait Locus).Récessivité : qualificatif de l’effet d'un allèle, où l'homozygotie* est nécessaire pour l'expression du phénotype* approprié. opposé de : dominance*.RH : Radiation Hybrid (hybride irradié*)Sanger (méthode de) : méthode de séquençage publiée en 1977 (Sanger et al 1977) et encore utilisée de nos jours avec les séquenceurs à électrophorèse capillaire.Scaffold : ensemble de contigs* de séquence reliés entre eux par des informations apportées par des lectures appariées (mate-pairs* ou paired-ends*).Sélection assistée par marqueurs (abréviation : SAM) : utilisation d’un jeu restreint de marqueurs de l'ADN pour améliorer la réponse à la sélection dans une population : les marqueurs sont choisis comme étroitement liés à un ou plusieurs loci cibles, qui sont souvent des loci à effets quantitatifs ou QTL*.SNP : polymorphisme d'un seul nucléotide à une position particulière de la séquence d’ADN (abréviation de l’anglais Single Nucleotide Polymorphism).Supercontig : nom alternatif pour les scaffolds*.WGS : Whole Genome Shotgun ; production de lectures de séquence d’un génome entier de manière aléatoire.

De nombreux progrès ont été réalisés ces dernières années en génomique. Le développement de technologies à base de supports miniaturisés, permet aujourd’hui d’explorer les génomes tant au niveau de leur structure que de leur expression. Les puces à ADN permettent ainsi de génotyper plusieurs milliers de marqueurs SNP d’un génome ou encore de mesurer le niveau d’expression de plusieurs milliers de gènes d’un tissu. Combiner l’information génotypique avec des mesures phénotypiques élémentaires (ARNm, protéines ou encore métabolites) ouvre de nouvelles perspectives dans l’étude du fonctionnement du vivant et a donné naissance à un nouveau concept, la «génétique génomique». Cet article est centré sur les apports de la «génétique génomique» dans le contexte de la détection de QTL (Quantitative Trait Locus). Après avoir défini la notion de QTL d’expression (eQTL), cet article propose dans un premier temps un bilan des différents programmes de cartographie de QTL d’expression décrits dans la littérature. Sont ensuite présentés les différentes méthodes utilisant des données d’expression pour préciser ou caractériser fonctionnellement des régions QTL responsables de la variation de caractères d’intérêt avec des exemples concernant les animaux d’élevage.

Pour répondre aux stimulations provoquées par son environnement, l’animal sollicite en permanence ses capacités adaptatives, dans ses composantes comportementales et biologiques. On peut distinguer des aspects spécifiques (comportements alimentaires, sexuels, sociaux par exemple) et des aspects plus généraux regroupés sous le terme de réponses émotionnelles ou stress. Tous ces mécanismes sont influencés par des facteurs génétiques, le plus souvent de nature polygénique, à l’exception notable du syndrome de stress aigu du porc qui résulte d’une mutation autosomale récessive. De nombreuses études mettent en évidence des différences entre races : elles concernent la réactivité comportementale, les interactions sociales, la réponse de l’axe corticotrope au stress, ou encore le comportement alimentaire. Ces études intègrent parfois l’estimation des paramètres génétiques et notamment l’héritabilité de ces caractères. Enfin, les méthodes de génétique moléculaire permettent l’exploration fine des mécanismes de ces influences génétiques. Ainsi, le gène du récepteur à la ryanodine a -t-il été identifié pour son implication dans le syndrome de stress aigu du porc. L’utilisation de marqueurs moléculaires pour la sélection des animaux présente également des perspectives prometteuses, comme le montrent les recherches de locus à effets quantitatifs (QTL) pour les caractères en rapport avec les processus d’adaptation.

L’objectif de la thèse est la cartographie fine de QTL de fertilité femelle (FF) chez les races bovines Françaises : la Prim’Holstein (PH), la Normande (NO) et la Montbéliarde (MO). La première étape du projet consiste en une primo-localisation, sur un dispositif de 78 familles, de QTL de FF dans 12 régions génomiques. Six QTL de FF ont été détectés chez la PH et deux chez la NO. La deuxième étape consiste en une cartographie des QTL détectés sur les chromosomes BTA01, BTA02, BTA03 et BTA21 sur un échantillon de 41 familles des trois races. La localisation de ces QTL a été confirmée et précisée pour les QTL détectés sur les chromosomes BTA01 et BTA03. Le QTL sur le chromosome BTA03 a été finement cartographié en utilisant 437 SNP ce qui a permis de réduire son intervalle de localisation à quelques centimorgans et de sélectionner six gènes candidats. Les régions flanquant les exons de ces six gènes ont été séquencées sur quatre pools d’ADN d’individus de phénotypes extrêmes afin de trouver des polymorphismes intéressants dans les régions séquencées qui pourront ensuite être validés sur l’ensemble du dispositif. La mise à disposition récente d’une puce de 54000 SNP situés dans tout le génome bovin a changé la stratégie de cartographie de QTL de FF. Des gènes pouvant influencer la FF ont été sélectionnés et suggérés comme étant des gènes candidats positionnels et fonctionnels responsables de la dégradation de la FF chez les bovins laitiers.

Le déterminisme génétique de la morphologie crânio-faciale et ses relations avec la pathologie sont très mal connus chez l’homme, en partie en raison des interactions fortes entre les facteurs génétiques et des facteurs d'environnement hétérogènes et non contrôlés. La souris peut constituer un très bon modèle pour l’identification de gènes jouant un rôle clé dans la morphologie crânio-faciale du fait de l'existence de lignées consanguines très différentes génétiquement et la possibilité de maîtriser les paramètres d'environnement. Les souris recombinantes congéniques interspécifiques (IRCS) sont des lignées consanguines issues de croisements entre la lignée de laboratoire C57BL/6 et la lignée SEG/Pas établie à partir d'individus appartenant à l'espèce Mus spretus. Ces deux espèces de souris ont divergé depuis plus d'un million d'années et sont très différentes sur les plans génétique et phénotypique. Chacune des 55 lignées IRCS possède environ 1,3% de son génome provenant de la lignée SEG/Pas dans un fonds génétique provenant de la lignée C57BL/6. Vingt lignées ont été phénotypées pour des caractères physiologiques (numération de formule sanguine) et morphologiques et ont été comparés à la lignée de référence C57BL/6. Des différences importantes de conformation crânio-faciale entre plusieurs de ces lignées et C57BL/6 et le rôle compensateur des allométries ont été mis en évidence. Par l'étude de morphométrie géométrique et des analyses de contour, nous avons montré que la lignée IRCS 66H présente une modification importante de la partie antérieure du crâne et notamment que l’os nasal présente une forme intermédiaire entre celles de SEG/Pas et de C57BL/6. Cette lignée possède trois fragments sur les chromosomes 1, 13 et 18 provenant de la lignée SEG/Pas et d'une taille comprise entre 12 et 25 Mb. Pour identifier lequel de ces fragments est responsable de ce phénotype, nous avons analysé un croisement F2 entre 66H et C57BL/6 et isolé chaque segment dans des lignées congéniques et bicongéniques pour en étudier les effets individuels et nous avançons l’existence de au moins trois QTL (Quantitative Trait Loci) avec de multiples relations épistatiques entre eux. Nous avons pu reconstituer l’origine des segments SEG façonnant le phénotype de la lignée 66H et des lignées bicongéniques. Il apparaît donc que, même dans cette situation génétiquement simple qui n'implique que trois petites régions du génome, l'architecture crânio-faciale est sous un contrôle génétique complexe
Since the work of James Cheverud and colleagues on the morphological integration of primate and mouse skull, studies on genetic basis of modular effect of the QTL (Quantitative Trait Loci) has been emphasized the last decade. We describe a new tool based on the cross of a distant mice species Mus spretus and the laboratory mouse C57BL/6 called Interspecific Recombinant Congenic Strains (IRCS). Each strain has inherited 1. 3% of its genome from SEG/Pas under the form of few, small-sized, chromosomal segments. Global skull shape separate in a dorsal and ventral side, was analyzed on 18 strains with Procustes superimposition method. Additive effect on SEG allele on the dorsal side was found with strong modification for the strain 49A and 120C. Canonical Variate Analysis for the dorsal and ventral side of some strain reveals strong dorsal modification for 120C, 49A and 122C and ventral modification for 49A and 66H. Covariation study based on the Two-Blocks Partial Least Squares procedure shows a strong morphological integration between the two sides of the skull suggesting compensatory effect on skull shape variation. Analysis of allometry shows first a radiation in the allometric trajectories with C57BL/6 as the starting point and strong modifications for shape for most strains corresponding to a fundamental mechanism of compensatory effect of SEG segment into strains for shape variation. Covariation analysis with removing allometry thus reveals modular organisation on the genetic control of some strains, 120C and 66H for the dorsal side and 137F and 119H for the ventral side. It also reveals modular effect for allometry of the strains 120C, 137G, 103E and 157F. This study demonstrates a strong morphological integration for shape of the majority of IRCS strains with allometry as a compensatory effect. It also demonstrates a modular organisation for shape changes and allometry of a minority of IRCS strains. IRCS is a powerful and appropriate tool for studying genetic basis on shape evolution and morphological integration

L’huître du Pacifique Crassostrea gigas est la principale espèce aquatique produite dans le monde (4,2 millions de tonnes pour un chiffre d'affaire de 3,5 milliards de dollars US selon la FAO, 2005). Cependant, depuis plus de 15 ans, les élevages subissent des épisodes de mortalité estivale (30%-60%) qui peuvent à terme mettre en péril la compétitivité de l’aquaculture européenne de mollusques. Hormis l’importance économique de C. Gigas, qui justifie un effort de recherche, les huîtres constituent un modèle d’étude des bases physiologiques et génétiques de caractères complexes (ie croissance, reproduction et survie) fortement corrélés avec la réponse des huîtres à différentes conditions environnementales. Une des solutions envisagées est la sélection d’individus plus résistants à la mortalité. Compte tenu des contraintes liées à la mise en place de tels schémas de sélection, le développement de marqueurs génétiques, permettant une sélection assistée par ces mêmes marqueurs, apparaît aujourd’hui comme une voie de recherche intéressante. Réalisé dans le cadre du projet européen « Aquafirst » (FP6), ce sujet de doctorat a pour but de développer une cartographie permettant la détection des relations génotype - phénotype par une approche QTL (Quantitative Trait Locus). Le trait de phénotype considéré est la mortalité estivale. Pour cela, de nouveaux marqueurs moléculaires de type SNP (Single Nucleotide Polymorphism) ont été développés pour établir une carte génétique à l’aide de l’ensemble des marqueurs disponibles (microsatellites et SNP). Ces travaux ont été menés sur des individus issus de familles d’huîtres consanguines présentant des performances contrastées en terme de survie estivale, obtenus lors du programme MOREST
The Pacific oyster Crassostrea gigas is the main aquatic species produced in the world (4. 2 million tons / 3. 5 billion dollars, FAO, 2005). However, for over 15 years, farms suffer episodes of summer mortality (30% -60%), which may ultimately jeopardize the competitiveness of European aquaculture shellfish. Apart from the economic importance of C. Gigas, which justifies a research effort, oysters are a model for studying the genetic and physiological bases of complex characters (ie growth, reproduction and survival) strongly correlated with the response of the oysters to different environmental conditions. One option being considered is the selection of individuals more resistant to death. Given the constraints associated with the introduction of such schemes selection, the development of genetic markers, allowing assisted selection by the same markers, emerged as an interesting avenue of research. Produced as part of the European project "Aquafirst (FP6), the subject of this PhD aims to develop a map to detect relationships genotype - phenotype by a QTL approach (Quantitative Trait Locus). The phenotype trait is considered mortality summer. To achieve this, new molecular markers of type SNP (Single Nucleotide Polymorphism) have been developed to establish a genetic map with all the markers available (SNP and microsatellite). This work was conducted on individuals from families of consanguineous oysters presenting contrasted performances in terms of survival during summer achieved in the program MOREST

Les valeurs de paramètres technologiques des levures de vinification (S. Cerevisiae) présentent une distribution continue et quantitative. Ces phénotypes sont dûs au contrôle de plusieurs loci présentant des variations alléliques d'une souche à l'autre. Ces loci dits QTL (Quantitative Trait Loci) peuvent être identifiés selon une méthodologie appliquée depuis de nombreuses années chez les plantes et les animaux. Deux souches de levures parentales sélectionnées pour leurs fortes différences phénotypiques ont été croisées. A partir de l'hybride résultant, une descendance de plus de 100 individus a été caractérisée pour onze paramètres d'intérêt oenologique. Les souches parentales et une cinquantaine de descendants ont été génotypés à l'aide de puces à ADN. Plus de 2200 marqueurs génétiques ont été identifiés permettant de construire une carte génétique dense. Une corrélation statistique entre la présence de certains marqueurs et les valeurs phénotypiques des individus a permis d'identifier clairement trois loci liés à quatre caractères technologiques. L'impact d'une variation unique de séquence dans le gène ASP1 pour la production d'acidité volatile a été démontrée. Ce résultat souligne le lien entre l'assimilation de l'azote, la croissance cellulaire et la production d'acide acétique en oenologie. L'efficacité des méthodes de croisement pour l'amélioration des souches de levure oenologique a également été démontrée. Par ailleurs les loci identifiés au cours de cette thèse ont permis d'établir des stratégies de sélection innovantes chez la levure en utilisant des méthodes de sélection assistées par marqueurs telle que l'introgression
The technological parameters of wine yeast (S. Cerevisiae) are continuously and quantitatively distributed. Among yeast strains, these phenotypes are controlled by many loci presenting numerous alleles. These loci are called QTL (Quantitative Trait Loci) and can be identified by a mapping approach widely used in plants and animals genetics. Following this methodology, two divergent parental strains were crossed to obtain an hybrid heterozygous for many genes. About 100 progenies derived from such hybrid were characterized for eleven enological parameters. Using DNA micro array (Affymetrix c we constructed a genetic map of 2200 markers for 51 selected progenies. A statistical correlation between some markers and phenotypic values of genotyped progenies leads us to identify three loci controlling four technological parameters. A single nucleotide polymorphism in ASP1 was shown to control volatile acidity production. The physiological impact of nitrogen uptake and yeast growth on acetate production was also demonstrated studding this loci. Finally, effectiveness of breeding methods for wine yeast improvement was also shown in particular markers selection based

Les buts de cette thèse étaient l'acquisition de connaissances sur l'architecture génétique de caractères complexes et l'étude de la variabilité des taux de recombinaison chez le porc. La première partie de cette thèse présente une analyse sur l'ensemble du génome des locus influençant des caractères quantitatifs (QTL) au sein de croisements F2 entre des verrats de race Duroc blanc et des truies Erhulian, protocole développé en Chine à l'université d'agriculture du Jiangxi (JXAU). La population étudiée dans le cadre de cette thèse regroupe de 750 à 1030 animaux F2 mesurés sur 80 caractères concernant la composition de la carcasse (17 caractères), la qualité de la viande (58 caractères) et les caractères morphologiques des oreilles (5 caractères). Au total nous avons identifié 253 QTL pour ces caractères, dont la moitié est significatif au niveau du génome entier. Les chromosomes rassemblant le plus de QTL pour ces caractères sont les chromosomes 4, 7, 8 & X. Les niveaux de signification les plus élevés sont observés pour un (ou des) QTL affectant la longueur de carcasse, le poids de la tête et le poids des oreilles situé au sein d'un intervalle de 3 cM situé sur le chromosome 7 (Sw1856-S0066) expliquant jusqu'à 50 % de la variance phénotypique. L'allèle Duroc blanc étant l'allèle favorable pour une majorité des QTL affectant la composition de la carcasse, tandis que les allèles favorables pour la qualité de la viande présentent des origines tantôt asiatique tantôt européenne. L'INRA avait réalisé il y a près de 20 ans un programme de détection de QTL entre animaux Large White & Meishan. La localisation parallèle sur le chromosome X de QTL influençant l'engraissement et la muscularité des animaux au sein des pédigrées français et chinois nous a amené a travaillé sur la cartographie fine de ce(s) QTL qui a été développée dans la deuxième partie de cette thèse réalisée en cotutelle. Dans un premier temps afin de préciser la position du QTL située sur le chromosome X, nous avons étudié les variations de taux de recombinaison entre différentes régions du chromosome ainsi que les variations inter individuelles. .
The aims of this thesis are to gain knowledge on genetic architecture of complex traits and on fine-scale structure of recombination rate variation in pigs. The first part of this thesis presents a genome-wide scan for quantitative trait loci (QTL) in a cross between White Duroc boars and Erhualian sows that was developed at Jiangxi Agricultural University (JXAU) in China. The mapping population comprised 750-1030 F2 individuals that were evaluated for a total of 80 traits related to carcass composition (17 traits), meat quality (58 traits) and ear traits (5 traits). In total, we identified 253 QTL for these traits, of which about half reached genome-wide significance level. Numerous QTL for these traits have been found on porcine chromosomes 4, 7, 8 and X. The greatest significance levels were found for a QTL affecting carcass length, head weight and ear weight on SSC7 in an interval of 3 cM (SW1856-S0666), which explained up to 50% of the phenotypic variance. White Duroc alleles at a majority of QTL detected were favorable for carcass composition, while favorable QTL alleles for meat quality originated from both White Duroc and Erhualian. INRA performed a genome scan to reveal QTL in a Large White × Meishan cross 8 years ago. Coincidently, both INRA and JXAU mapped strong QTL for fatness and muscling traits in a similar region of the porcine chromosome X (SSCX). Thus, both sides wished to collaborate to fine map the QTL. .

Afin de positionner des QTL de fertilité mâle, nous avons utilisé un ensemble de lignées interspécifiques, recombinantes et congéniques (IRCS). Nous avons positionné 8 QTL influençant les paramètres : poids testiculaire, et prostatique, morphologie et vitalité des spermatozoïdes. Nous avons ciblé notre étude sur une lignée IRCS portant un QTL impliqué dans une réduction du poids testiculaire, et une tératozoospermie sur le chromosome 11. L'analyse en cartographie fine nous a permis de proposer une région candidate de 4 gènes significativement exprimés dans le testicule. Par ailleurs, nous avons conduit une analyse du transcriptome testiculaire de trois lignées IRCS et des lignées parentales qui a montré comment des gènes spretus étaient régulés lorsqu'ils étaient introgressés dans un génome musculus. Cette étude nous a permis d'amorcer une réflexion sur la tolérance d'un génome vis-à-vis des flux de gènes entre espèces voisines dans la constitution d'un génome mosaïque
In order to map new QTL regulating male fertility parameter, we analysed a set of Interspecific Recombinant Congenic strain. We mapped 8 QTL implicated in testis, development, prostate growth, sperm vitality and morphology. We performed fine mapping analysis of a QTL of reduced testis weight associated with teratozoospermia, localised on MMU11. We proposed a candidate locus encompassing four testis expressed gene. Moreover, in order to understand gene expression regulation in interspecific mosaic genome, we analysed testis transcriptome of three IRC strains compared with parental strains testis transcriptome. In this study, we describe how spretus genes are regulated when introgressed in musculus background. This study gives some insight concerning gene flow tolerance across the specie barrier during emergence of mosaic genome

Afin de positionner des QTL de fertilité mâle, nous avons utilisé un ensemble de lignées interspécifiques, recombinantes et congéniques (IRCS). Nous avons positionné 8 QTL influençant les paramètres : poids testiculaire, et prostatique, morphologie et vitalité des spermatozoïdes. Nous avons ciblé notre étude sur une lignée IRCS portant un QTL impliqué dans une réduction du poids testiculaire, et une tératozoospermie sur le chromosome 11. L'analyse en cartographie fine nous a permis de proposer une région candidate de 4 gènes significativement exprimés dans le testicule. Par ailleurs, nous avons conduit une analyse du transcriptome testiculaire de trois lignées IRCS et des lignées parentales qui a montré comment des gènes spretus étaient régulés lorsqu'ils étaient introgressés dans un génome musculus. Cette étude nous a permis d'amorcer une réflexion sur la tolérance d'un génome vis-à-vis des flux de gènes entre espèces voisines dans la constitution d'un génome mosaïque
In order to map new QTL regulating male fertility parameter, we analysed a set of Interspecific Recombinant Congenic strain. We mapped 8 QTL implicated in testis, development, prostate growth, sperm vitality and morphology. We performed fine mapping analysis of a QTL of reduced testis weight associated with teratozoospermia, localised on MMU11. We proposed a candidate locus encompassing four testis expressed gene. Moreover, in order to understand gene expression regulation in interspecific mosaic genome, we analysed testis transcriptome of three IRC strains compared with parental strains testis transcriptome. In this study, we describe how spretus genes are regulated when introgressed in musculus background. This study gives some insight concerning gene flow tolerance across the specie barrier during emergence of mosaic genome

La sélection génomique, qui repose sur la prédiction de la valeur génétique des animaux candidats à la sélection à partir de l'information fournie par de très nombreux marqueurs génétiques en utilisant des marqueurs neutres, est un levier pertinent et pérenne. La recherche des mutations causales et leur intégration dans les évaluations génomiques permettraient un gain de précision important. Il est donc essentiel de mieux caractériser les mutations causales responsables de la variabilité des caractères quantitatifs liés à l’efficacité de production et à la qualité des produits tels que le lait. L’objectif de ce projet a été de rechercher des variants génétiques de microARNs exprimés dans la glande mammaire ou présents dans le lait et situés dans des régions génomiques ayant un effet sur des caractères quantitatifs (QTL) laitiers et mammites, dans trois espèces de ruminants. La détection de 59124 variants de microARNs exprimés dans la glande mammaire ou présents dans le lait en bovin, 13427 variants en caprin et 4761 en ovin a été permise grâce au développement d'un script bio-informatique. En bovin, 4679 variants génétiques d'intérêt sont situés dans des QTL laitiers et mammites et 127 en caprin, aucun en ovin. Trois variants bovins détectés ont été validés grâce à des études de GWAS. Les effets biologiques des variants validés ont été étudiés, avec des stratégies différentes selon la localisation et donc l'effet de la mutation. Dans le cas de la mutation située dans la région "seed" du bta-let-7e, le niveau d'expression d'ARNm cibles a été testé. Des résultats non concordants ont été obtenus entre les techniques de qRT-PCR et de RNAseq utilisées. Dans le cas de mutations situées dans les régions flanquantes de bta-miR-92b et bta-miR-486, la présence de ces microARNs a été mesurée dans le lait. Ces analyses n'ont pas révélé de différence d'expression significative des microARNs selon les génotypes. Ce projet a donc permis d'effectuer une analyse globale de variants de microARNs, de leur détection à leurs effets potentiels
Genomic selection, based on the prediction of the genetic value of candidate animals based on the information provided by a large number of genetic markers using neutral markers, is a relevant and perennial lever. The search for causal mutations and their integration into genomic evaluations would allow a significant gain in precision. It is therefore essential to better characterize the causal mutations responsible for the variability of quantitative traits related to production efficiency and the quality of products such as milk. The objective of this project has been to search for genetic variants of microRNAs expressed in the mammary gland or present in milk and located in genomic regions having an effect on dairy and mastitis quantitative traits (QTL), in three ruminant species. The detection of 59,124 microRNA variants expressed in the mammary gland or present in milk in cattle, 13,427 variants in goats and 4,761 in sheep has been allowed through the development of a bioinformatics script. In cattle, 4,679 genetic variants of interest have been located in dairy and mastitis QTLs and 127 in goats, none in sheep. Three detected bovine variants have been validated through GWAS studies. The biological effects of the validated variants have been studied, with different strategies depending on the location and thus the putative effect of the mutation. In the case of the mutation located in the "seed" region of bta-let-7e, the expression level of targeted mRNAs has been tested. Inconsistent results were obtained between the qRT-PCR and RNAseq techniques used. In the case of mutations located in the flanking regions of bta-miR-92b and bta-miR-486, the presence of these microRNAs has been measured in bovine milk. These analyses did not reveal any significant difference in the expression of microRNAs between genotypes. This project therefore has allowed a global analysis of microRNA variants, from their detections to their potential effects