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Les demoiselles nous révèlent le secret des variations phénotypiques

Des chercheurs étudiant actuellement l'un des plus fascinants insectes européens ont réussi à établir une carte de liaison génétique qui nous permettra de mieux comprendre comment le phénotype des espèces est relié à leur génotype.
Les demoiselles nous révèlent le secret des variations phénotypiques
Le phénotype d'un organisme représente l'expression physique d'un trait génétique particulier. La compréhension des bases génétiques responsables de la variation des phénotypes constitue l'un des plus grands défis de la biologie moderne. Les cartes de liaisons génétiques d'une population d'espèces montrent la position des gènes connus par rapport aux autres gènes le long du chromosome. En tant que telles, elles sont extrêmement utiles pour relier le phénotype d'un organisme à sa composition génétique plus communément appelée génotype.

Les cartes de liens génétiques sont de plus en plus utilisées par les scientifiques pour étudier l'évolution des organismes. Elles peuvent également être utilisées pour identifier les gènes responsables de traits génétiques écologiquement importants comme le polymorphisme des couleurs ou pour étudier les conséquences d'une variation positionnelle d'un gène sur le chromosome.

Le polymorphisme constitué par la coexistence de deux ou plusieurs phénotypes clairement différents au sein d'une même population, a été étudié dans le cadre de l'initiative COLOURFUL GENES sur les demoiselles à queue bleue. I. elegans présente un polymorphisme de couleur chez la femelle avec un androchrome, une forme imitant le mâle et deux formes spécifiques à la femelle. Ce projet a permis de construire la première carte de liaison génétique pour la demoiselle à queue bleue et de cartographier le polymorphisme de couleur spécifique des femelles.

Un marqueur spécifique a été développé pour procéder au génotypage des mâles et des larves dans lesquels le polymorphisme de couleur n'est pas exprimé. Les chercheurs ont par ailleurs utilisé les séquences d'ADN appelées microsatellites et la carte de liaison génétique pour étudier l'importance du mouvement des gènes (le flux génétique) dans le maintien de ce polymorphisme dans la population de demoiselles à queue bleue.

Ils ont développé, testé et utilisé plusieurs microsatellites spécifiques pour établir la première carte de liaison génétique des odonates, cet ordre d'insectes carnivores regroupant les demoiselles et les libellules. L'étude des microsatellites a également permis d'analyser le phénomène d'hybridation entre I. elegans et sa cousine native d'Europe du Sud. Le séquençage des régions associées à des sites de restriction (RAD sequencing) a permis d'identifier de nouveaux marqueurs et de procéder au génotypage d'un grand nombre d'individus.

Les partenaires du projet ont conduit une étude d'association pangénomique afin d'analyser les variants génétiques entre différents groupes d'individus, où chaque groupe correspond à l'une des trois formes de couleur femelle. Des analyses de polymorphisme de nucléotides simples (SNP) et de génomique comparative ont été réalisées pour étudier le flux génétique au sein de la population naturelle des demoiselles. Plusieurs articles ont déjà été publiés dans un journal scientifique renommé et un article sur cette analyse génomique comparative le sera bientôt.

Le projet COLOURFUL GENES a ainsi réuni les techniques modernes de la biologie moléculaire et de la recherche environnementale pour améliorer de manière significative l'excellence scientifique de l'Union européenne en matière de génétique moléculaire et de biologie de l'évolution.

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