Identification of genetic variants on the bovine mitochondrial genome and sex chromosomes and characterization of their effects on production, reproduction and health traits.
Détection chez le bovin de polymorphismes génétiques au niveau du génome mitochondrial et des chromosomes sexuels et caractérisation de leurs effets sur les caractères de production, reproduction et santé.
Résumé
In spite of the roles of the mitochondrial genome and sex chromosomes in the expression of fertility traits and energy metabolism, currently they are not considered in French bovine genomic evaluations. This work is aiming to study the genetic variability of the mitochondrial genome and the X and Y chromosomes, to detect genetic polymorphisms, and to characterize their effects on production, reproduction and health traits. Analysis of uniparental transmission patterns revealed a discrepancy between the low diversity of Y-chromosome haplotypes and the large number of mitochondrial lines in many cattle breeds. Identification of carriers of haplogroups whose divergence predates the domestication of taurine cattle has been made at a very low frequency by genotyping. Initial studies have been carried out to estimate the effect of the variants identified on the mitochondrial genome and the Y chromosome on certain traits of interest to the breeding sector. Then, a reverse genetics approach has been applied to use sequence data to detect candidate mutations responsible for defects and mutations that may have an effect on male or female fertility or lead to an X chromosome inactivation bias. In parallel, the genetic mechanism of an X-linked defect responsible for a case of hypohidrotic ectodermal dysplasia was investigated in a Holstein heifer. In conclusion, several lines for future research are proposed to initiate a better consideration of sex chromosomes and the mitochondrial genome in the selection of cattle.
Malgré leurs rôles dans l’expression de caractères de fertilité et dans le métabolisme énergétique, le génome mitochondrial et les chromosomes sexuels ne sont actuellement pas pris en compte dans les évaluations génomiques bovines françaises. Cette thèse a pour but d’étudier la variabilité génétique du génome mitochondrial et des chromosomes X et Y, de détecter des polymorphismes génétiques et de caractériser leurs effets sur les caractères de production, reproduction et santé. L’étude des schémas de transmission uniparentale, a mis en évidence une disparité entre une faible diversité des haplotypes du chromosome Y et un grand nombre de lignées mitochondriales dans de nombreuses races bovines. La présence à très faible fréquence de porteurs d’haplogroupes dont la divergence est antérieure à la domestication des bovins taurins a été identifié par génotypage. Deux études ont été réalisées pour estimer l’effet des différents variants identifiés sur le génome mitochondrial et le chromosome Y sur certains caractères d’intérêt zootechnique. Puis, une approche de génétique inverse a permis d’exploiter des données des séquences pour détecter sur le chromosome X des mutations candidates responsables d’anomalies et des mutations pouvant avoir un effet sur la fertilité mâle ou femelle ou entraînant un biais d’inactivation du chromosome X. En parallèle, le mécanisme génétique d’une anomalie liée au chromosome X responsable d’un cas de dysplasie ectodermique hypohidrotique a été décrit chez une génisse de race Holstein. Enfin, des pistes de réflexions sont proposées afin d’initier une meilleure prise en compte des chromosomes sexuels et du génome mitochondrial dans la sélection des bovins.
Origine : Version validée par le jury (STAR)