# Innovations dans le domaine de la génomique. Exemple du projet SeqOccIn.

Carole Iampietro

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## To cite this version:

Carole Iampietro. Innovations dans le domaine de la génomique. Exemple du projet SeqOccIn.. Rencontres france futur élevage, France Futur Élevage, May 2023, Paris, France. hal-04122256

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Submitted on 8 Jun 2023

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Distributed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License
Mai 2023

# Innovations dans le domaine de la génomique

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France
Futur
Élevage

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25 Mai 2023

# La génomique au service de vos projets

Carole Iampietro

Plateforme Génomique Genotoul GeT-PlaGe

Centre INRAE de Toulouse

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France
Futur
Élevage

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Rencontres France Futur Elevage 2023
# SeqOccIn

## Objectif du projet:

Utiliser la meilleure technologie pour séquencer les individus en fonction des objectifs des partenaires:

* Biodiversité des espèces et sélection

* Influence de l'environnement et de l'empreinte parentale

* Santé des élevages

## Quelques chiffres:

* Durée: 4 ans (2019-2022)

* Budget: 6 M€

* 25 partenaires privés régionaux et nationaux

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France
Futur
Élevage

## Porteurs

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GenOTOUL
GeT PlaGe

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GenOTOUL
Bioinfo

## Equipes INRAE

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GenPhySE

MA
TOULOUSE

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Génétique
Quantitative
et Évolution
Le Moulon

## Partenaires

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APIS-GENE
GENETIQUE DE L'ENVIRONNEMENT

AURIVA
GENETIQUE DE L'ENVIRONNEMENT

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Limagrain

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LALLEMAND

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SYSAAF

X Créalim

Voir le détail de la race

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GENES DIFFUSION

Nouvelle, plus progrèsante

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ADISSEO
A DEUTSCHER SEITE

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Capgene

KWS

ALLIANCE

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Innovation Durable
en Génétique Parfaite

AXIOM
Février 2000

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CHOICE

Prendre soin de la vie

CNBL

Boles/Lambert

AXA
biogemma

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Nucleus

IRAGT

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syngenta

euràlis

CAUSSADE

semences

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SeqOccIn

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L'EUROPE S'ENGAGE
L'OCCITANIE AGIT

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UNION EUROPEENNE

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La Région
Occitanie
Pyrenees - Nouvelle
# L'étude des génomes

## Biodiversité des espèces et sélection

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# L'étude des génomes

## Epreuve de validation:

* construction de génomes de référence

* recherche de variants de structures

## Séquençage d'un grand nombre d'échantillons:

* Assemblage

* Recherche de variants

* Détection à haut débit des SNPs

### A *Bos taurus* sequencing methods benchmark for assembly, haplotyping, and variant calling

Camille Eché¹,*, Carole Lampietro¹,*, Clément Birbes²,*, Andreea Dréau²,⁶,*, Claire Kuchly¹,

Arnaud Di Franco², Christophe Klopp², Thomas Faraut³, Sarah Djebali³,⁵, Adrien

Castinel¹, Matthias Zytnicki⁶, Erwan Denis¹, Mekki Boussaha⁴, Cécile Grohs⁴, Didier

Boichard⁴, Christine Gaspin²,⁶, Denis Milan¹,³, and Cécile Donnadieu¹

### Génomes de Référence

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### # d'échantillons

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# Détections des variants de structures

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On détecte un plus grand nombre d'insertion/délétion avec les longues lectures

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France
Futur
Élevage
# Recherche de nouvelles mutations chez les bovins:

## séquençage du génome entier

### Séquençage court fragment:

571 taureaux d'insémination artificielle séquencés (14 races).

* Détecter de nouvelles mutations/anomalies génétiques

* Améliorer la sélection

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1548 nouveaux variants génomiques identifiés ayant un lien potentiel avec certains traits d'intérêts ou d'éventuelles anomalies génétiques

### Séquençage long fragment:

Nous avons séquencé 150 taureaux d'insémination artificielle

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Premier catalogue de grandes variations de structures

<table><thead><tr><td>Breeds</td><td># bulls sequenced</td><td>#new mutations</td></tr></thead><tbody><tr><td>VOSGIENNE</td><td>4</td><td>8</td></tr><tr><td>SIMMENTAL</td><td>5</td><td>11</td></tr><tr><td>BRUNE</td><td>9</td><td>16</td></tr><tr><td>TARENTAISE</td><td>10</td><td>38</td></tr><tr><td>ABONDANCE</td><td>13</td><td>42</td></tr><tr><td>NORMANDE</td><td>64</td><td>83</td></tr><tr><td>MONTBELIARDE</td><td>91</td><td>129</td></tr><tr><td>ROUGE FLAMANDE</td><td>5</td><td>50</td></tr><tr><td>HOLSTEIN</td><td>147</td><td>155</td></tr><tr><td>BLDE D'ACQUITAINE</td><td>31</td><td>127</td></tr><tr><td>PARTHENAISE</td><td>4</td><td>101</td></tr><tr><td>CHAROLAISE</td><td>60</td><td>122</td></tr><tr><td>AUBRAC</td><td>40</td><td>278</td></tr><tr><td>LIMOUSINE</td><td>88</td><td>246</td></tr></tbody></table>

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# Détection des SNPs: Génotypage génome entier

Le séquençage faible profondeur ou « Low pass sequencing » permet l'analyse d'un grand nombre d'échantillons à l'échelle du génome

## Prérequis:

- Faible coût de préparation

- Données parentales pour l'imputation

## Projet SeqOccIn:

2 200 échantillons porcins

250 échantillons maïs

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# Détection des SNPs: Génotypage génome entier

Le séquençage faible profondeur ou « Low pass sequencing » permet l'analyse d'un grand nombre d'échantillons à l'échelle du génome

Evaluation de différents protocoles pour
le lowPass:

- Faible coût

- Meilleure couverture du génome

↔ Un protocole retenu avec réduction de volume

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# Détection des SNPs: Génotypage génome entier

## Preuve de concept avec 96 échantillons:

### Validation de l'imputation

grâce aux individus séquencés à la fois en 30X et en 1X

- 85% d'identité entre « LowPass » et 30X après imputation

- Plus de 99,2% de concordance entre les genotypes des trios

<figure><img src="image_45.png" /><figcaption>Compatibilité mendélienne</figcaption></figure>

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<figure><img src="image_47.png" /></figure>

France
Futur
Élevage
# Epigénétique

L'influence de
l'environnement et de
l'empreinte parentale chez
la caille et le porc

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# Epigénétique

## Détection des marques de méthylation

### Evaluation de nouvelles méthodes de détection
et comparaison à la méthode de référence (Conversion Bisulfite) :

* Détection directe sur ADN natif : PacBio et **Oxford Nanopore (ONT)**

* Conversion enzymatique Em-Seq

### Séquençage d'un grand nombre d'individus,
après validation de la méthode :

* 195 échantillons séquencés dont

* 36 échantillons porcins en ONT

* 25 échantillons de caille en ONT

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France
Futur
Élevage

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Oxford
NANOPORE
Technologies

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# Corrélation des valeurs de méthylation entre les technologies

## Comparaison et validation des technologies sur un échantillon de caille et un porcin :

* Par rapport à la méthode de référence WGBS:

* meilleure détection des ilots CpG avec les technologies LR (ONT et PacBio) et l'Em-Seq

* Corrélation entre les technologies:

* >0,9 entre ONT et l'Em-Seq

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France
Futur
Élevage

Rencontres France Futur Elevage 2023

Celine Vandecasteele _ GeT-PlaGe

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# MétaGénomique

Nutrition et santé des
élevages porcins

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# MétaGénomique

## Etude des microbiotes: avantage des longues lectures

- **Approche ciblée : Métabarcoding:**

- Séquençage d'un marqueur ou barcode pour caractériser la diversité et l'abondance

⇒ 16S-23S permet une affiliation à l'espèce

- **Approche Génome entier : Whole metagenome:**

- Séquençage de l'ensemble des génomes bactériens pour leur identification

⇒ assemblage des génomes le plus abondants

## Affiliation taxonomique obtenues avec les différents barcodes

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# Nous retrouver

## GeT-PlaGe:

https://get.genotoul.fr/nos-actualites/

get-plage.contact@genotoul.fr

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@GeT_Genotoul

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GeT-PlaGe

## GeT-IT:

clemence.genthon@inrae.fr

INRAE
transfert

METYS

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Séminaire de Clôture

INRAE Castanet-Tolosan

19 et 20 Octobre 2023

Évènement hybride

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SeqOccIn
# La plateforme de génomique GeT-PlaGe

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Rencontres France Futur Elevage 2023
# Qui sommes nous?

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## GeT-PlaGe

* Plateforme de séquençage INRAE crée en 2001, sur le campus INRAE de Toulouse

* Équipe de 25 personnes

## Nos missions

* Fournir des services d'excellence grâce à des **technologies émergentes et innovantes en génomique**

* Conseiller les chercheurs grâce à notre expertise

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# Pour accompagner votre projet

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ORGANISMES
DE RECHERCHE

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INDUSTRIELS

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<figure><img src="image_72.png" /></figure>

## Etude de faisabilité

Projet en
collaboration
R&D

Projet en
partenariat
R&D

Autonomie

Prestation

INRAE
transfert

METYS

GeT-PlaGe

Privé
GeT-IT

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<figure><img src="image_74.png" /></figure>

<figure><img src="image_75.png" /></figure>

https://mets-inrae-transfert.fr/

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France
Futur
Élevage

Rencontres France Futur Elevage 2023

clemence.genthon@inrae.fr
## Merci à tous les membres du projet !

plus spécifiquement impliqués dans les travaux présentés aujourd'hui:

Thomas Faraut

Christophe Klopp

Mekki Boussaha

Cervin Guyomar

Paul Terzian

Céline Vandecasteele

Joanna Lledo

Adrien Castinel

Jean Mainguy

Clément Birbes

Quentin Boone

Arnaud Di-Franco

Andreea Dreau

Camille Eché

Camille Marcuzzo

Amandine Suin

Gabryelle Agoutin

Géraldine Pascal

SeqOccln

### Coordination

Cécile Donnadieu
Christine Gaspin
Carole lampietro
Denis Milan

INRAO

la science pour la vie, l'humain, la terre

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Liberté • Égalité • Fraternité

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REPUBLIQUE FRANCAISE

L'EUROPE S'ENGAGE
L'OCCITANIE AGIT

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UN DROIT DE SURVIE

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Projets financés par le Fonds Européen de Développement Régional

MERCI !

Webinaire
MétaGénomique

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