Généralité de la sélection habitat

Généralité de la sélection habitat-dépendante sur des marqueurs génétiques
associés à la prolactine et à l’hormone de croissance chez la daurade
(Sparus aurata)
Mots clés :
Sélection d'habitat, marqueurs génétiques, lagune, métapopulation, poisson marin
Maître de stage :
GUINAND Bruno
(MCF)
[email protected]
Tél : 04 67 14 46 87
Autre(s) personne(s) impliquée(s) :
BONHOMME François (DR CNRS)
[email protected]
McKENZIE David (CR CNRS, UMR CNRS 5119)
[email protected]
Responsable de l’équipe d’appui : Patrick BERREBI (DR CNRS)
Equipe ‘Evolution des Poissons’
Intitulé du laboratoire : Institut des Sciences de l’Evolution de Montpellier (ISE-M) – UMR CNRS
5554 (Directeur : J.-C. Auffray)
Adresse du Laboratoire : Université Montpellier 2, Place E. Bataillon, 34095 Montpellier, cc63
Contexte général
Le milieu marin est un milieu à forte connectivité dans lequel les organismes ou leurs
propagules dispersent a priori librement, entraînant de forts flux géniques. Cette forte
connectivité devraient conduire à une différenciation génétique nulle (panmixie) ou quasinulle. ceci n'est généralement pas observé, en raison de facteurs historiques (vicariance) ou
autres (par ex. sélection). Un cas particulier est celui des espèces possédant un cycle de vie
partagé sur plusieurs habitats. C'est le cas de nombreux poissons marins qui passent une partie
de leur vie juvénile dans des lagunes et le reste de leur vie en milieu marin. Il a été montré à
diverses reprises que ce passage en habitat lagunaire pouvait agir comme un filtre sélectif,
favorisant certains génotypes, en défavorisant d'autres et ainsi créant des niveaux
significativement élevés de différenciation génétique entre individus lagunaires et marins. Les
mécanismes qui permettent le maintien du polymorphisme restent peu connus, ainsi que la
généralité de ce phénomène (absence de réplication des observations) ou encore les modalités
de sa détection (par ex. est-ce que le degré de différenciation génétique est proportionnel à la
différenciation écologique des milieux lagunaire et marin?). Le stage proposé souhaite
s'attacher plus particulièrement à ces deux dernières questions.
Problématique précise :
La daurade (Sparus aurata) est un poisson emblématique de Méditerranée dont les individus
exploitent les lagunes du Golfe du Lion lors de leur première année de vie, celles-ci possédant
alors un rôle de nourricerie. Elles exploitent ainsi un habitat dont les conditions physicochimiques (température, salinité,…) sont variables mais qui sont riches trophiquement et qui
favorisent ainsi leur croissance. Il a été récemment montré que des allèles de marqueurs
génétiques associés à des gènes candidats comme la prolactine (Prl ; qui possède un rôle dans
l’osmorégulation) et l’hormone de croissance (GH ; qui possède un rôle dans la croissance
mais qui est aussi impliquée dans l’osmorégulation) étaient favorisés en habitat lagunaire chez
la daurade puisque les fréquences de leurs allèles étaient modifiées pour des individus pris à
leur entrée en lagune en comparaison de celles mesurées sur les individus qui en sortaient.
Des allèles et donc des individus apparaissent donc sélectionnés alors que d’autres sont
contre-sélectionnés en fonction de l’habitat. Ceci suggère une adaptation locale des individus
aux conditions lagunaires (Chaoui et al., Molecular Ecology, sous presse). Une telle relation
génotype-environnement est l’une des toutes premières démontrées chez un poisson marin
côtier.
Bien que mise en évidence, les conditions d’existence et la généralité d’une telle sélection
habitat-dépendante sur ces locus sont encore mal perçues et doivent être complétées par
d’autres observations au niveau du Golfe du Lion afin de mieux comprendre le
fonctionnement de la métapopulation de daurade exploitant les lagunes du LanguedocRoussillon.
Le stage aura pour but de confirmer/infirmer et donc de généraliser ou non les résultats
obtenus actuellement pour la lagune de Mauguio et de cerner les conditions qui favorise la
différenciation génétique.
Déroulement du stage :
- Acquisition de données génétiques sur des marqueurs polymorphes (deux gènes candidats:
Prl et GH; marqueurs microsatelittes anonymes; une vingtaine de locus sont espérés; ces
marqueurs sont disponibles et leurs mises au point techniques réalisées).
- Echantillons: échantillons de daurades collectés à l’entrée et à la sortie de deux ou trois
lagunes de Languedoc Roussillon (l’étang de l’Or [ou de Mauguio], la lagune de SalsesLeucate, une lagune du complexe de Salses-Gigean) ; soit environ 420 individus à génotyper.
Méthodes, techniques et outils :
- Génotypages (incluant: extraction, dosage et gestion des échantillons, PCR) + travail en lien
avec la plateforme de séquençage-génotypage du LabEX CeMEB et le HCMR (Hellenic
Center for Marine Research; Héraklion, Crète, Grèce)
- Analyse des données par logiciel dédié (GeneMapper)
- Analyses statistiques de la différenciation génétique et techniques connexes
Référence sur le sujet :
Chaoui L, Gagnaire PA, Guinand B, Quignard JP, Tsigenopoulos CS, Kara MH, Bonhomme F (sous presse)
Microsatellite length variation in candidate genes correlates with habitat in the gilthead sea bream Sparus
aurata. Molecular Ecology (doi: 10.1111/mec.12062)
Autres références :
Blel H, Panfili J, Guinand B et al. (2010) Selection footprint at the first intron of the Prl gene in natural populations of the
flathead mullet (Mugil cephalus, L. 1758). Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 387, 60–67.
Bradbury IR, Hubert S, Higgins B et al. (2010) Parallel adaptive evolution of Atlantic cod on both sides of the Atlantic Ocean
in response to temperature. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 277, 3725–3734.
Gagnaire P-A, Normandeau E, Côté C, Hansen MM, Bernatchez L (2012) The Genetic Consequences of Spatially Varying
Selection in the Panmictic American Eel (Anguilla rostrata). Genetics 190, 725-736.
Gonzalez-Wanguëmert M, Pérez-Ruzafa A (2012) In two waters: contemporary evolution of lagoonal and marine white
seabream (Diplodus sargus) populations. Marine Ecology, 33, 337–349.
Hemmer-Hansen J, Nielsen EE, Frydenberg J, Loeschcke V (2007) Adaptive divergence in a high gene flow environment:
Hsc70 variation in the European flounder (Platichthys flesus L.). Heredity 99, 592-600.
Lemaire C, Allegrucci G, Naciri M, et al. (2000) Do discrepancies between microsatellite and allozyme variation reveal
differential selection between sea and lagoon in the sea bass (Dicentrarchus labrax)? Molecular Ecology 9, 457-467.
Autre informations :
- Ce stage s’inclut dans les problématiques du programme ‘MetaSpar’ coordonné par D.
McKenzie (UMR CNRS 5119, ECOSYM) qui vise à la compréhension des processus qui
affectent la structure et la dynamique de la métapopulation de daurade du Golfe du Lion.
- Les travaux concernant la génétique des populations sont partagés entre deux équipes de
l'ISEM (Evolution des Poissons [Dir. P. Berrebi]; Génomique Evolutive [Dir. F.
Bonhomme]).
Sites web:
http://www.isem.univ-montp2.fr/recherche/equipes/evolution-des-poissons/presentation/
http://www.isem.univ-montp2.fr/recherche/equipes/genomique-integrative/presentation/
- Stage gratifié à 436,05 euros/mois