SNP4OrphanSpecies: Une chaîne d'analyse bio-informatique pour isoler des marqueurs moléculaires robustes pour des études de phylogénie, phylogéographie et de génétique des populations chez des espèces génétiquement orphelines

Abstract

Depuis plusieurs décennies, une augmentation de l'émergence de maladies ou de ravageurs due à l'introduction ou à des changements environnementaux est constatée, ce qui constitue une menace sérieuse pour les écosystèmes. Beaucoup de ces événements sont associés à des espèces ayant peu ou pas de ressources génomiques (c'est-à-dire des espèces génétiquement orphelines). Ce manque de ressources constitue une sérieuse limitation pour comprendre l'origine des populations émergentes et pour prédire les conséquences futures sur la santé des écosystèmes. L'analyse de la diversité génétique des populations est une méthode efficace pour obtenir rapidement ces informations, mais elle nécessite de disposer de marqueurs génétiques polymorphes. Nous avons développé un pipeline bio-informatique générique pour isoler rapidement ces marqueurs dans le but de les appliquer à de nombreux taxons envahissants avec un accent particulier sur les pathogènes fongiques et les insectes nuisibles. Ce pipeline est basé sur un assemblage de-novo rapide de génome obtenu à partir d'un séquençage du génome entier, en utilisant la technologie Illumina pairé, et l'isolement de gènes en copie unique conservés dans les espèces apparentées des organismes étudiés. Des études antérieures ont montré que les régions introniques de ces gènes conservés contiennent généralement plusieurs polymorphismes de nucléotides au niveau de l'espèce. Le pipeline a été testé sur plusieurs espèces de pathogènes et de ravageurs envahissants ou en expansion en Europe (Armillaria ostoyae, Bursaphelenchus xylophilus, Diplodia sapinea, Erysiphe alphitoides, Thaumetopoea pityocampa). Pour chaque espèce testée, nous avons réussi à isoler plusieurs pools d'une centaine de régions génétiques courtes qui peuvent être amplifiées en multiplex. Le pipeline bio-informatique est facile à installer et à utiliser (c'est-à-dire qu'il utilise le concept de conteneur embarquant tous les programmes informatiques nécessaires au traitement). Il utilise également peu de ressources informatiques (c'est-à-dire quelques centaines de Go, en fonction de la taille du génome de l'espèce ciblée). Nous espérons que cette méthode robuste et rapide d'isolement de marqueurs génétiques sera utile pour de nombreux laboratoires impliqués dans la compréhension des invasions biologiques, mais disposant de peu de ressources en bio-informatique.