Genome structural variations to understand the adaptive anddemographic processes during domestication of small ruminants.
Etude des variants structuraux génomiques pour comprendre les processus démographiques et adaptatifs impliqués dans la domestication des petits ruminants
Résumé
Genomic structural variations (SVs) account for a large part of the polymorphism between individuals, but their impacts on micro-evolutionary processes remain poorly known and large-scale studies are scarce.The first part of this manuscript is a bibliographic study of SVs in domestic animals. This part highlights the importance of SVs in modifying genes or their regulation, impacting a large number of traits selected during domestication and linked to productivity, morphology or behaviour.Based on the study of resequenced data from 500 whole genomes of wild and domestic small ruminants, the second part, targeting three SVs described in the bibliography, allowed (i) to refute the hypothesis of a link between the domestication of sheep and the amplification of endogenous protective copies of the JSRV retrovirus located in the 6q13 region, l, (ii) to identify duplications surrounding and affecting the ASIP gene that could be involved in the coat color changes related to the domestication of small ruminants, as well as (iii) highlight a potential adaptive role to arid climate of an haplotype of beta-globin locus in sheep.In the third part, we conducted a whole genome survey of SVs . Through the development of a SVs detection method and its application, we could detect about 50k and 20k SVs in Ovis and Capra. Of these SVs, 135 and 70 in Ovis and Capra, respectively, appear to be linked with domestication and affect genes involved in improvement, immunity, reproduction or survival. In addition, in Morocco, the distributions of 130 SVs for sheep and 35 SVs for goats covariate with environmental variables. Some of them affect genes involved in morphology, immunity and metabolism.This work highlights that many variants impacting genes might have been targeted during initial domestication and subsequent improvement steps or during the local adaptation of sheep and goats. It demonstrates the importance of considering structural variants in genomic studies to describe the genetic basis of domestication.
Les variants structuraux génomiques (SVs) composent une large part du polymorphisme observable entre les individus mais leurs impacts sur les processus micro-évolutifs restent mal connus et leur étude à large échelle est rare.La première partie de ce manuscrit est une étude de la bibliographie portant sur les SVs décrits chez les animaux domestiques. Cette partie met en avant l'importance des SVs dans la modification des gènes ou de leur régulation, impactant un grand nombre de traits sélectionnés lors de la domestication, en lien avec la productivité, la morphologie ou encore le comportement.Basée sur l’étude de données de reséquençage de 500 génomes complets de petits ruminants sauvages et domestiques, la seconde partie, ciblant trois SVs décrits dans la bibliographie, a permis (i) de réfuter l’hypothèse d’amplification en lien avec la domestication des copies endogènes protectrices du retrovirus JSRV situées dans la région 6q13 du mouton, (ii) d’identifier des duplications entourant et affectant le gène ASIP qui seraient impliquées dans les modifications de coloration du pelage en lien avec la domestication des petits ruminants, ainsi que (iii) de montrer un potentiel rôle adaptatif d'un haplotype du locus de la beta-globine lié au climat aride chez le mouton.La troisième partie se base sur une recherche sans a priori de l’ensemble des SVs présents dans des génomes complets. Au travers du développement d’une méthode de détection des SVs et de son application, cette partie permet de décrire environ 50k et 20k SVs dans les génomes des Ovis et des Capra. Parmi ces SVs, 135 chez Ovis et 70 chez Capra semblent liés à la domestication et affectent des gènes impliqués dans l’amélioration, l’immunité, la reproduction ou la survie. De plus, les distributions de 130 SVs pour les moutons et 35 SVs pour les chèvres covarient avec des variables environnementales au Maroc. Certains affectent des gènes impliqués dans la morphologie, l’immunité et le métabolisme.Ce travail met ainsi en avant de nombreux variants qui peuvent impacter des gènes et qui ont pu être ciblés lors la domestication initiale, des étapes d’amélioration ultérieure ou de l’adaptation locale des petits ruminants. Il démontre l'importance de prendre en compte les variants structuraux dans les études génomiques visant à décrire les bases génétiques de la domestication.
Origine : Version validée par le jury (STAR)