Signatures génomiques de l'histoire évolutive des races caprines françaises

Master

English. This report presents the studies realized during my six month end of study internship at INRA. During this internship, I had the opportunity to analyze a large genomic data set on the caprine species (GoatSNP50 BeadChip), integrated into the international initiative ADAPTmap studying global caprine diversity. This species was domesticated 11 000 years ago in Asia Minor and followed human migration to Europe and to Asia through Neolithic. It has been introduced all across Africa and it is now raised all over the world. 14 breeds are officially recognized by the Ministry of Agriculture in France. By exploiting a part of these international data, I studied if the present genetic diversity could help to characterize or help to understand the migration of goat via the Mediterranean Sea (57 international breeds) and via the Danube (36 international breeds). I then focused on the analysis of 8 genotyped French breeds (223 individuals) to better understand their origin in a global context. The results obtained from different approaches (PCA using PLINK software, populations structure using Admixture, phylogenetic trees using hapFLK and TreeMix) highlight a well-structured genetic diversity within breeds located between the domestication cradle and West of North Africa and Southern Europe, which confirm the existence of a Mediterranean migration route. These results also reveal the genetic proximity of French breeds. Then, I identified with a differentiation between breeds approach (hapFLK software) selection signatures in 6 French breeds (Alpine, Corse, Fossés, Poitevine, Provençale, Pyrénées, Saanen). Four regions were detected on chromosomes 5, 6, 11 and 13, bringing to light candidate genes (ADAMTS20, CSN1S1, ASIP and ATRN) which have been selected over evolution history of these breeds. These major results represent the first study that characterizes French caprine breeds as a whole. They should be useful in various fields such as breeds’ management, future researches on selected genes, or biodiversity conservation.

French. Ce rapport présente les études effectuées au cours des 6 mois de mon stage de fin d’études à l’INRA. Durant ce stage, j’ai eu l’opportunité d’étudier un grand jeu de données génomiques sur l’espèce caprine (puce caprine 50K SNPs), intégré à l’initiative internationale ADAPTMap d’étude de la diversité caprine mondiale. Cette espèce, domestiquée il y a 11 000 ans en Asie Mineure, a suivi la migration de l’Homme en Europe et en Asie au cours du Néolithique, a été introduite dans toute l’Afrique, et se retrouve donc aujourd’hui dans le monde entier. En France, 14 races caprines sont officiellement reconnues par le Ministère de l’Agriculture. En exploitant une partie de ces données mondiales, j’ai étudié si la diversité génétique actuelle pouvait aider à caractériser ou apporter des éléments quant à la migration de la chèvre via la mer Méditerranée (57 races internationales) et via le Danube (36 races internationales). Je me suis ensuite concentrée sur l’analyse des 8 races françaises génotypées (223 individus) pour mieux comprendre leur origine dans un contexte mondial. Les résultats obtenus à partir de différentes approches (ACP avec le logiciel PLINK, structure des populations avec Admixture, arbres phylogénétiques avec hapFLK et TreeMix) permettent de mettre en évidence une diversité génétique bien structurée au sein des races présentes entre le berceau de domestication et l’Ouest de l’Afrique du Nord et l’Europe du Sud, confirmant ainsi l’existence d’une voie de migration méditerranéenne. Ces résultats révèlent également la proximité génétique des races françaises. Puis, j’ai identifié des signatures de sélection au sein de 6 races françaises (Alpine, Corse, Fossés, Poitevine, Provençale, Pyrénées, Saanen), à partir d’une approche de différenciation entre les races (logiciel hapFLK). Quatre régions ont été détectées sur les chromosomes 5, 6, 11 et 13, mettant en lumière des gènes candidats (ADAMTS20, CSN1S1, ASIP et ATRN) sélectionnés au cours de l’histoire évolutive de ces races. Ces résultats majeurs constituent la première étude qui caractérise les races caprines françaises dans leur ensemble et devraient être utiles dans divers domaines tels que la gestion des races, les recherches futures sur les gènes sélectionnés, ou encore la conservation de la biodiversité.