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Étude d'association pangénomique et prédiction génomique de la tolérance à l'hypoxie aiguë chez la truite arc-en-ciel

Les poissons sont exposés à de grandes variations de concentration de l'oxygène dans leur environnement aquatique. Quand celui-ci est appauvri en oxygène par rapport au besoin pour maintenir le bon métabolisme énergétique des poissons, on parle d’hypoxie. L'hypoxie est l'une des principales menaces pour le secteur de l'aquaculture, entraînant des pertes économiques substantielles pour les pisciculteurs. Elle peut affecter fortement la santé et le bien-être des poissons, en impactant la croissance, la reproduction, le comportement, l'immunité et les autres activités exigeantes en énergie. Ainsi, l’amélioration de la tolérance à l'hypoxie est d'un grand intérêt tant économique qu’éthique à être incluse dans les programmes de sélection aquacole.

La truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss) est l'une des espèces de salmonidés les plus cultivées dans le monde, avec des programmes de sélection bien développés. Rares sont les études sur la faisabilité d’améliorer génétiquement la tolérance à l'hypoxie chez cette espèce, qui y est pourtant très sensible. Dans la présente étude, nous avons testé 1320 truites d’une lignée commerciale pour leur résistance à l’hypoxie afin d'explorer l'architecture génétique de ce caractère et d’identifier les principales régions du génome (QTL) impliquées ainsi que les gènes candidats associés affectant potentiellement la réponse à l'hypoxie. L'héritabilité a été estimée à une valeur suffisante (autour de 0,25) pour améliorer la tolérance à l'hypoxie par sélection génétique. Nous avons clairement mis en évidence trois QTL, deux sur le chromosome 31, un sur le chromosome 20, et nous avons trouvé deux autres QTL putatifs sur les chromosomes 15 et 28. Chacun de ces QTL n’explique qu'entre 0,2 % et 0,8 % de la variance génétique du caractère, indiquant que la tolérance à l’hypoxie est due à l’expression de très nombreux gènes. 

De plus, nous avons montré que la sélection génomique de la tolérance à l'hypoxie conduirait à une augmentation relative de ~11% de la précision de la sélection par rapport à la sélection basée sur le pedigree, en considérant une population de référence de 1000 individus. Enfin, quinze gènes (ids, fmr1, arx, lonrf3, commd5, map4k4, smu1, b4galt1, re1, abca1, noa1, igfbp7, noxo1, bcl2a, mylk3) ont été proposés comme candidats fonctionnels potentiellement impliqués dans la tolérance à l'hypoxie. Compte tenu du nombre important de gènes candidats proposés au sein du QTL principal (6 gènes) et des valeurs élevées de déséquilibre de liaison existant au sein de cette région génomique, nous suggérons que la réponse complexe à l'hypoxie aiguë, c'est-à-dire l'interaction entre les réponses comportementales, morphologiques et physiologiques de la truite arc-en-ciel, est principalement codée par un supergène présent dans cette région QTL du chromosome 31. Une validation fonctionnelle des effets des gènes pourrait aider à préciser les mécanismes biologiques déclenchant une réponse à l'hypoxie aiguë chez la truite arc-en-ciel.

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Voir aussi

M. Prchal, J. D'Ambrosio, H. Lagarde, et al., Genome-wide association study and genomic prediction of tolerance to acute hypoxia in rainbow trout, Aquaculture (2022), https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2022.739068

Date de modification : 02 novembre 2023 | Date de création : 12 décembre 2022 | Rédaction : F. Phocas GABI - Cellule communication SAPS P. Huan