Master Gimat Gntique des populations naturelles ou gntique

Master Gimat Génétique des populations naturelles ou génétique empirique des populations Tentative d'introduction pour l'étude de la biologie des populations de vecteurs Thierry De Meeûs Interactions hôtes - vecteurs - parasites dans les infections par des trypanosomatidae - (Intertryp), UMR IRD/CIRAD 177, Montpellier France. ( +33 (0)4 67 59 37 44 thierry. demeeus@ird. fr http: //t-de-meeus. fr/Tde. Meeus. html

Méthodes directes Méthodes indirectes

Détection de la variabilité génétique: marqueurs génétiques polymorphes Codominants A 1 A 1 A 1 A 2 A 2 A 2 Allozymes Microsatellites Primer 1 m. RNA Primer 1 AUGCAGCCAUAGGCG CTCT AGAG Primer 2 CTCTCT AGAGAG Primer 2 PCR Enzymes Phe-Pro-Leu-Ileu-Val + + - Electrophorèses RFLP, MLST, SNP… Neutralité=une hypothèse importante pour les inferences à suivre

Structure d’une population (ou métapopulation): Stratégie de reproduction, taille des unites démographiques et migration (ou dispersion) Sous-échantillons contemporains (même cohorte)

La population, unite de base en écologie: une notion à base démographique: Un groupe d’individus paratageant les mêmes paramètres démographiques Population 1 Population 2 N 1 Population 4 Population 3 N 2 N 3 N 4 Multiplication et migration Régulation N 1 N 2 Populations de tailles constantes

Le modèle de Castle-Weinberg (et Hardy) Castle W. E. (USA) (1903) Deux allèles équifréquents Hardy G. H. (GB) (Avril 1908) Modèle général en anglais Une seule population La taille de cette population N=∞ Reproduction sexuée stricte et panmictique Pas de mutation Pas de migration Pas de sélection Générations non chevauchantes (discrètes) Weinberg W. (G) (Janvier 1908) Modèle général en allemand Hermaphrodites ou espèces monoïques auto-compatibles

Les proportions génotypiques attendues sous le modèle de Hardy-Weinberg Tableau des gametes possibles avec leurs fréquences et les génotypes attendus sous l’hypothèse de panmixie Gamètes ♂ ♂ ♀ f( ) = + =p p q q q p q q Gamètes ♀ f( ) = q f( ) = p² ; f( ) = 2 pq ; f( ) = q²

Equilibre de Hardy-Weinberg AA Dt Aa Ht aa Rt ft(A)=pt, ft(a)=qt=1 -pt Panmixie (hermaphrodites) Population de taille N~∞ Migration m=0 Mutation u=0 Pas de selection Génerations discrètes Sans avoir besoin de faire d’hypothèse sur Dt, Ht ou Rt En une seule géneration

Hardy-Weinberg quand N petit: la dérive génétique Population panmictique de taille N, sans mutation, migration ou sélection et avec des générations discrètes 1 2 34 3 4 . . . Individuls Allèles Fréquence de l’allèle i : Gamètes 2 N . . . . Fréquence de l’allèle i dans le pool de gamètes: N Probabilité de tirer deux fois l’allèle i dans le pool de gamètes: Pii est vraie pour chacun des 2 N allèles Probabilité de tirer deux allèles identiques dans le pool de gamètes:

Hardy-Weinberg quand N petit: la dérive génétique Population panmictique de taille N, sans mutation, migration ou sélection et avec des générations discrètes Ft: probabilité, à la génération t de tirer deux allèles descendant d’un même ancêtre (identité par descendance=consanguinité) Autre façon de le montrer Déjà identiques à t-1 Ceux qui le deviennent à t Vient du même allèle à t-1 Diversité génétique (Ht) Vient de deux allèles différents à t-1 Qui étaient identiques à t-1

N petit: Dérive génétique Plécoptères

Castle-Weinberg: fréquence génotypiques attendues AA Aa aa avec f(A)=p et f(a)=q=1 -p Panmixie =>f(AA)=p², f(Aa)=2 pq et f(aa)=q² fobserved(Aa)=HI fexpected(Aa)=HS Wright's F-statistics FST Effet Wahlund FIT FIS l

Génétique des populations d'Ixodes ricinus et borréliose de Lyme Borrelia valaisiana B. garinii B. afzelii B. burgdorferi 5 loci microsatellites Ixodes ricinus en Suisse (1996, 1997) Importants déficits en hétérozygotes: Effet Wahlund? Maladie de Lyme

Structure génétique sexe-spécifique chez Ixodes ricinus en Suisse (1996, 1997) Les femelles paraissent significativement plus subdivisées Biais de dispersion mâle-spécifique? B. valaisiana B. burgdorferi B. afzelii B. garinii

Détection des borrélies chez Ixodes ricinus en Suisse (1996, 1997) Pour Borrelia afzelii Non-infectées Infectées

Génétique des populations d'Ixodes ricinus en fonction de l'espèce hôte en Europe (2006, 2007) 2006 Larves: oiseaux, rongeurs 2007 Larves: oiseaux, lézards Nymphes: oiseaux, lézards 11 loci microsatellites 2007 Nymphes: oiseaux, chevreuils Adultes: chevreuils, sangliers 2007 Nymphes: oiseaux, chevreuils Effet subdivisant moyen de l'espèce hôte FI-J contrôlé pour l'effet subdivisant des individus hôtes, FIP/P: p-values combinées FB-R=0. 003 p-value=0. 022 FB-R'=0. 017 FB-RD=0. 047 p-value=0. 078 FB-RD'=0. 12 FB-L=-0. 002 p-value=0. 977 FRD-WB=0. 028 p-value=0. 002 FRD-WB'=0. 14

Espèces cryptiques chez les glossines (mouches tsétsé) Trypanosomes Maladie du sommeil Nagana

Evolution d'écotypes chez Glossina palpalis d'Afrique de l'Ouest et Centrale (2005 -2011) Glossina palpalis gambiensis Niayes (Sénégal) Forêts côtières (mangroves) Savannes 7 loci microsatellites Côte d'Ivoire Cameroun RDC Glossina palpalis

Espèces cryptiques dans les populations de Glossina pallidipes dans le parc du Serengeti (Tanzanie) (2015 -2016) 10 loci microsatellites Clusterisation Bayesienne et NJTree Clade A Clade B

Structure des populations des individus du Clade A de Glossina pallidipes du parc du Serengeti en Tanzanie Paires de sous échantillons de différentes cohortes (dates d'échantillonnages différentes) b: pente de la régression; De: densité efficace des sous-populations

Problèmes taxonomiques, de genre et de statut infectieux chez la tique Ixodes ricinus: Qui transmet quoi à qui et où?

Problèmes taxonomiques chez les glossines: qui transmet quoi à qui et où?

Problèmes taxonomiques chez les mouches tsétsé: Efficacité du piégeage et du SIT?

La dispersion des mouches tsétsé est négativement densité dépendante