# Identification et caractérisation de traces de sélection dans des lignées commerciales de poulets de chair et de poules pondeuses

Frédéric Herault, Adel Fodil-Chérif, Romain Philippe, Sophie Brard-fudulea, Christian Diot

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Frédéric Herault, Adel Fodil-Chérif, Romain Philippe, Sophie Brard-fudulea, Christian Diot. Identification et caractérisation de traces de sélection dans des lignées commerciales de poulets de chair et de poules pondeuses. 6. Journées Techniques Interfilières du SYSAAF, Oct 2023, Rennes, France. hal-04251732

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# Identification et caractérisation de traces de sélection dans des lignées commerciales de poulets de chair et de poules pondeuses

11 Octobre 2023

Frédéric Hérault, Adel Fodil-Chérif, Romain Philippe, Sophie Brard-Fudulea, Christian Diot

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RÉPUBLIQUE
FRANÇAISE

Liberté
Égalité
Fraternité

INRAO

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> Contexte

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> La sélection dans les filières avicoles

Une spécialisation des lignées

Lignées ponte

Red junglefowl

10 à 12 œufs / an

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20 semaines -> 0,9 kg

Années 1900

120 œufs / an

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Années 2000

300 œufs / an

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Lignées chair

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Années 50

8 semaines -> 0,9 kg

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Années 2000

5 semaines -> 1,9 kg
# Des conséquences

## Pratiques d'élevage

### Lignées ponte

- Faible développement musculaire

- Dévalorisation de la carcasse

- 20 semaines -> ~1,6 kg

- 70 semaines -> ~2 kg

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Élimination des poussins mâles

### Années 2000

300 œufs / an

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### Lignées chair

- Moindre capacité reproductive

- Croissance très rapide

~ 160 -170 œufs / an

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Restriction alimentaire des reproducteurs

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### Années 2000

5 semaines -> 1,9 kg
> Traces de sélection

Un appauvrissement de la variabilité génétique

* Fixation de formes géniques dans une population

• Pression de sélection / Amélioration de caractère / sélection d'une forme génique

• Dérive génétique / nombre restreint de reproducteurs

* ROH : Runs of homozygosity

* Segments homozygotes (+ ou - longs) générés par la transmission de segments identiques par les géniteurs

• Pression de sélection favorise l'émergence de ROH par la sélection à chaque génération des mêmes formes géniques favorables aux caractères d'intérêts

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> ROH : Traces de sélection ou dérive génétique ?

Co-occurrence des régions identifiées dans plusieurs populations

* Hypothèse de travail

* Les traces de sélection ne sont pas réparties aléatoirement sur le génome.

* L'utilisation de données génétiques provenant de différents noyaux de sélection pour un même caractère (ponte ou chair) devrait permettre de caractériser les îlots de fixation spécifiques au caractère sélectionné, voire d'identifier des haplotypes favorables au caractère d'intérêt

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> Identification et caractérisation de ROH

Quelles régions semblent importantes pour la réponse fonctionnelle de différentes lignées commerciales à la sélection ?

* Objectif

* Identifier les régions génétiques ayant répondu à la pression de sélection pour favoriser l'expression des caractères liés à la production d'œufs et de viande chez les poules

* Définir leur caractéristiques fonctionnelles

* Améliorer notre compréhension des mécanismes biologiques impliqués dans la réponse à la sélection.

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> Matériel et méthode

* Séquences génomiques :

* 40 individus

* 10 individus / 2 lignées de chair

* 10 individus / White Leghorn et Rhodes Island

* Alignement sur génome de référence : GRCg7b

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* Identification de ROH :

* PLINK 1.9

* Annotation fonctionnelle :

* Base de donnée Ensembl

* Animal QTL Database Release 50

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Résultats

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INRAO

Identification et caractérisation de traces de sélection dans des lignées commerciales de poulets de chair et de poules pondeuses

11/10/2023 / ROH - Trace de sélection / Hérault
> Couverture génomique des ROH

Filière chair

Lignée américaine

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Lignée française

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Filière ponte

Rhode Island

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White Leghorn

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Moins de variabilité génétique dans la filière ponte

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> Proximité génétique

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Trois clusters distincts : White Leghorn, Rhode Island, Type chair

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> Signature de sélection ?

* Manhattan plot chromosome 1 :

* Abscisse : position du SNP

* Ordonnée : nombre de fois où le SNP est associé à une région homozygote

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> Signature de sélection ?

<figure><img src="image_32.png" /></figure>
> Caractérisation fonctionnelle

<table><thead><tr><td>CHROMOSOME</td><td>NOMBRE DE REGIONS</td><td>NOMBRE DE GENES</td><td>GENES ANNOTES</td></tr></thead><tbody><tr><td>1</td><td>4</td><td>16</td><td>LRIG3, SLC16A7</td></tr><tr><td>2</td><td>1</td><td>1</td><td>ICA1</td></tr><tr><td>3</td><td>2</td><td>10</td><td>BCKDHB, TTK, ELOVL4, SH3BGRL2</td></tr><tr><td>4</td><td>2</td><td>5</td><td>SEC24D, METTL14</td></tr><tr><td>Z</td><td>1</td><td>6</td><td>UNC13B, ATP8B4, RUSC2</td></tr></tbody></table>

Gènes présents dans les régions spécifiques à la filière ponte

* TTK : Participation à la méiose féminine.

* ELOVL4 : Biosynthèse des acides gras.
> Conclusion

De premiers résultats encourageants

* Différence de structure génomique entre les filières de ponte et de chair

* Identification de régions ROH spécifiques à la filière ponte

* Perspectives :

* Élargissement du jeu de données à plus d'individus / de différents noyaux de sélection

* Application d'autres méthodologies d'identification de signatures de sélection (hapFLK, FST...)

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Merci de votre attention

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> Nombre de SNP associé à ROH chez au moins un individus

<table><thead><tr><th></th><th>Total de SNP dans les ROH</th></tr></thead><tbody><tr><td><strong>Filière CHAIR</strong></td><td><strong>10 188 253</strong></td></tr><tr><td>Lignée<br>américaine</td><td>5 567 047</td></tr><tr><td>Lignée française</td><td>6 289 184</td></tr><tr><td><strong>Filière PONTE</strong></td><td><strong>12 667 046</strong></td></tr><tr><td>Rhode Island</td><td>9 198 306</td></tr><tr><td>White Leghorn</td><td>10 959 026</td></tr></tbody></table>
## Caractéristique des régions ROH identifiées

<table><thead><tr><th rowspan="2"></th><th rowspan="2"></th><th colspan="3">Nombre de ROH par taille</th><th rowspan="2">Total ROH<sup>1</sup></th><th rowspan="2">Taille maximale<sup>2</sup></th><th rowspan="2">Taille moyenne<sup>3</sup></th><th rowspan="2">Couverture moyenne<sup>4</sup></th></tr><tr><th>300-500 kb</th><th>500-1000 kb</th><th>&gt;1000 kb</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="2">Filière CHAIR</td><td>Lignée américaine</td><td>1 256</td><td>922</td><td>313</td><td>2 491</td><td>5 094,53</td><td>637,45<br>(414,17)</td><td>15,07 %</td></tr><tr><td>Lignée française</td><td>1 595</td><td>1 206</td><td>360</td><td>3 161</td><td>3 470,54</td><td>619,39<br>(364,76)</td><td>18,59 %</td></tr><tr><td rowspan="2">Filière PONTE</td><td>Rhode Island</td><td>2 671</td><td>1 974</td><td>477</td><td>5 122</td><td>3 761,02</td><td>588,35<br>(318,66)</td><td>28,61 %</td></tr><tr><td>White Leghorn</td><td>2924</td><td>2442</td><td>947</td><td>6313</td><td>4269,74</td><td>658,28<br>(401,56)</td><td>39,45 %</td></tr></tbody></table>

<footnote n="1">¹Total ROH : nombre total de régions d'homozygotie (ROH) détectées pour chaque lignée ;</footnote>

<footnote n="2">²Taille maximale : taille maximale d'un segment ROH, en kilobases (kb), parmi tous les segments ROH détectés pour chaque lignée ;</footnote>

<footnote n="3">³Taille moyenne : taille moyenne de tous les segments ROH détectés pour chaque lignée, exprimée en kilobases (kb) suivie de l'écart-type entre parenthèses ;</footnote>

<footnote n="4">⁴Couverture moyenne : en pourcentage, le niveau moyen de couverture du génome par les ROH pour chaque lignée.</footnote>
> Région spécifique par lignées

<table><thead><tr><th>Région</th><th>Chr.</th><th>Début</th><th>Fin</th><th>Nombre de SNP</th><th>Nombre de gènes</th><th>Gènes annotés</th></tr></thead><tbody><tr><td colspan="7">Filière PONTE</td></tr><tr><td>1a</td><td>1</td><td>31922417</td><td>32399666</td><td>4726</td><td>13</td><td>LRIG3, SLC16A7</td></tr><tr><td>1b</td><td>1</td><td>41158474</td><td>41202840</td><td>513</td><td>1</td><td>-</td></tr><tr><td>1c</td><td>1</td><td>41507811</td><td>41507811</td><td>1</td><td>1</td><td>-</td></tr><tr><td>1d</td><td>1</td><td>68973852</td><td>68983033</td><td>162</td><td>1</td><td>-</td></tr><tr><td>2</td><td>2</td><td>24908638</td><td>24908656</td><td>4</td><td>1</td><td>ICA1</td></tr><tr><td>3a</td><td>3</td><td>64097437</td><td>64162905</td><td>650</td><td>2</td><td>-</td></tr><tr><td>3b</td><td>3</td><td>78818705</td><td>79096277</td><td>5839</td><td>8</td><td>BCKDHB, TTK, ELOVL4, SH3BGRL2</td></tr><tr><td>4a</td><td>4</td><td>28107949</td><td>28219360</td><td>900</td><td>2</td><td>-</td></tr><tr><td>4b</td><td>4</td><td>54435183</td><td>54502726</td><td>1008</td><td>3</td><td>SEC24D, METTL14</td></tr><tr><td>Z</td><td>Z</td><td>9338225</td><td>9557728</td><td>2344</td><td>6</td><td>UNC13B, ATP8B4, RUSC2</td></tr><tr><td colspan="7">Filière CHAIR</td></tr><tr><td>5</td><td>5</td><td>31 574 973</td><td>31 636 840</td><td>500</td><td>1</td><td>DPH6</td></tr><tr><td>Z</td><td>Z</td><td>59 691 744</td><td>59 692 498</td><td>19</td><td>0</td><td>-</td></tr></tbody></table>