Les outils et méthodes de la génétique pour la ...
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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 »
Xavier Rognon - AUF – Rabat – 12-15 mars 2007
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
Caractérisation et gestion des ressources génétiques
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Analyse de la
diversité génétique
ConnaîtreConserver
exploiter
Caractérisation et gestion des ressources génétiques
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Ressources génétiques et variabilité génétique
Intérêt d’une ressource génétique
Caractéristiques propresDifférences avec les autres ressources
Intérêt de la variabilité génétique
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Variabilité et populations
Population 1 Population 2
Variabilité totale =Variabilité intra-population + Variabilité entre populations
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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
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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
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Quelques notions pour mémoire …
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Population
reproduction – géographie – isolement partiel
Pool de gènes« aspect » de la population pour le généticien
Quelques notions pour mémoire …
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
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Quelques notions pour mémoire …
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.
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Quelques notions pour mémoire …
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.
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Quelques notions pour mémoire …
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
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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
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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)
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Facteurs d’évolution de la variabilité génétique
+/--/+Sélection
+-Dérive Génétique
-+Migration
-+Recombinaison
++Mutation
Variabilité entrepopulations
Variabilité intra-populationFacteur
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Régimes de reproduction
Union en fonction du génotype (exemple de l'homogamie)
Union en fonction de l'apparentement
consanguinité
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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
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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
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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.
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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
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Constitution des stocks
V E
V T=1− 1
2Ne
VE
VT
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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
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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
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Variations de Ne en fonction du nombre de reproducteurs et du sex-ratio
CHEVASSUS, 1989B. Chevassus – 1989
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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
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La génétique des populations correspond à une description dynamique du polymorphisme génétique des
populations dans le temps (évolution) et dans l'espace (structuration)
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