Les outils et méthodes de la génétique pour la

Xavier Rognon - AUF – Rabat – 12-15 mars 2007

Caractérisation et gestion des ressources génétiques

Les outils et méthodes de la génétique

pour la caractérisation, le suivi et la gestion

de la variabilité génétique

des populations animales

Xavier RognonUMR INRA/AgroParisTech « Génétique et Diversité Animales »


1- Introduction – objet du cours – quelques définitions

2- Les conséquences génétiques de la domestication

3- Les outils d'analyse de la diversité3.1. Les sources d’information3.2. Les indicateurs de la variabilité génétique

4- La gestion des populations4.1. Outils et méthodes généalogiques pour le suivi et

la gestion de la diversité intra-population4.2. Les populations d’effectifs limités (sans sélection)4.3. Les populations sélectionnées4.4. La gestion « économique » des races domestiques

5- Inventaire

Conclusions



Analyse de la

diversité génétique

ConnaîtreConserver

exploiter



Ressources génétiques et variabilité génétique

Intérêt d’une ressource génétique

Caractéristiques propresDifférences avec les autres ressources

Intérêt de la variabilité génétique


Variabilité et populations

Population 1 Population 2

Variabilité totale =Variabilité intra-population + Variabilité entre populations


Ressources génétiques et variabilité génétique

Variabilité génétique

= Diversité des allèles à un locus donné= Diversité des combinaisons d’allèles à plusieurs locus

Variabilité des caractères gouvernés par les gènes Variabilité neutre


Préoccupations en matière de variabilité génétique

Variabilité génétique entre populationsLes races menacées … et les autres

Variabilité génétique intra-populationPlusieurs facteurs d’évolution

Gestion raisonnée, sur un terme plus ou moins long

Diagnostic

Indicateurs

Informations


Quelques notions pour mémoire …


Population

reproduction – géographie – isolement partiel

Pool de gènes« aspect » de la population pour le généticien


Ensemble d'individus de la même espèce se reproduisant effectivement entre eux.

Ensemble d'individus ayant la possibilité biologique de se reproduire entre eux, leurs descendants

étant à leur tour féconds.

Espèce



PolymorphismeVariation de type mendélien qui existe dans une

population.

Gène Séquence définie de bases sur l'ADN dont l'intégrité est nécessaire pour que soit remplie une fonction élémentaire :

production d'un polypeptide (via l'ARN messager), d'un ARN de transfert ou d'un ARN ribosomial.

Unité élémentaire d'information héréditaire.



Emplacement du gène sur le chromosome. Deux gènes au même locus sont dits homologues.

Locus

Allèle

Un des états possibles pour le gène en un locus donné. Deux gènes sont dits allèles s'ils sont homologues et s'il

est possible de les distinguer au niveau d'observation où l'on se situe.



L'individu tel qu'il nous apparaît. Le phénotype rend compte du génotype et du milieu

dans lequel est fait l'observation, y compris les erreurs possibles de mesure.

En 1 locus, les 2 gènes homologues que possède un individu.

Si les 2 gènes sont des exemplaires du même allèle, l'individu porteur de ce génotype est dit homozygote.Dans le cas contraire (2 allèles différents), l'individu

est hétérozygote. En plusieurs locus : ensemble des gènes possédés à tous

ces locus.

Génotype

Phénotype


Le Modèle de Hardy-Weinberg

H1. L'effectif de la population est infini : la fréquence d'un évenement est égale à sa probabilité (loi des grands nombres).H2. La population est fermée : il n'y a pas migration de reproducteurs.

Aucune sélection ne s'exerce au locus considéré.Il n'y a pas de mutation au locus considéré.

H3. Les gamètes s'associent au hasard au regard des allèles au locus considéré : on dit qu'il y a panmixie (ou que le régime de reproduction est panmictique).

Dans une population d'effectif infini, fermée, non soumise à sélection, dans laquelle il n'y-a-pas de mutation, les fréquences géniques

restent constantes d'une génération à l'autre.

Si l'union des reproducteurs est panmictique, alors les fréquences génotypiques se déduisent automatiquement des fréquences

géniques.Les fréquences génotypiques ainsi obtenues en un locus donné sont

caractéristiques de l'équilibre de Hardy-Weinberg


Le Modèle de Hardy-WeinbergLes facteurs qui agissent sur la constitution génétique d'une population

Les régimes de reproduction (les écarts à la panmixie)

Les population d'effectif limité(dérive génétique, consanguinité, effectif génétique)

La sélection

La mutation

La migration (le croisement)


Facteurs d’évolution de la variabilité génétique

+/--/+Sélection

+-Dérive Génétique

-+Migration

-+Recombinaison

++Mutation

Variabilité entrepopulations

Variabilité intra-populationFacteur


Régimes de reproduction

Union en fonction du génotype (exemple de l'homogamie)

Union en fonction de l'apparentement

consanguinité


Régimes de reproduction

Union en fonction de l'apparentement

consanguinité

Coefficient de consanguinité : Φ i j = 1 2( ) n

1 + F a( )a n c ê t r e s , c h a i n e s

∑

Un individu est consanguin si ces deux parents sont apparentés

f(A1 A1) =f(A1 A2) =f(A2 A2) =

p 12 + F p 1 p 2

2 p 1 p 2 1 − F( )

p 22 + F p 1 p 2

1 locus, 2 allèles

A l'échelle d'une population, l'union systématique d'apparentés entraîne une augmentation de la fréquence des homozygotes


Action de la dérive génétique

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 170

10

20

l'allèle bw75 a été f ixél'allèle bw75 a été perdu

Générations

%

b


Consanguinité

Ft =1 - [1 - 1/(2N)]t

Dans une population de taille limité, la consanguinité augmente inéluctablement,

et ce d'autant plus rapidement que l'effectif est faible.


Gérer et exploiter les ressources

Dépression de la croissance en fonction de F chez les

salmonidés. 1,2,3 Kincaid (1976,1983) O.

mykiss4 Gerde et al. 1983 0.mykiss,

5 Cooper 1961 S. fontinalisin CHEVASSUS 1989

perte de 0,6 à 0,8 % pour1 % d'augmentation de F

Entretien, propagation, exploitation de la population

B. Chevassus – 1989


Constitution des stocks

V E

V T=1− 1

2Ne

VE

VT


Notion d’effectif génétique efficace

Ne est la taille de la population idéale qui évoluerait (dérive, consanguinité) avec la même vitesse que la population étudiée

Ne est fonction de :● nombre de géniteurs● sex-ratio● variance des tailles de

descendances


échantillonner dans une population

0,7

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90Ne

Ve/V

t

VE

VT

= 1 −2N e

95% pour Ne=1099% pour Ne=50

Marc Vandeputte – INRA LGP – CSAGAD 2001

1


Variations de Ne en fonction du nombre de reproducteurs et du sex-ratio

CHEVASSUS, 1989B. Chevassus – 1989


Evolution de la variabilité et de la consanguinité

00,10,20,30,40,50,60,70,80,9

1

0 10 20 30Générations

Vt/V

o

Ne=10Ne=20Ne=50Ne=100

Marc Vandeputte – INRA LGP – CSAGAD 2001

avec Ft = 1−VtVo

=1−1− 12Ne

t


La génétique des populations correspond à une description dynamique du polymorphisme génétique des

populations dans le temps (évolution) et dans l'espace (structuration)


Documents

Les outils et méthodes de la génétique pour la