Marqueurs génétiques Caractères (phénotypiques, biochimiques, moléculaires) polymorphes (entre individus, espèces, …) permettant - l’établissement de cartes génétiques - l’identification, classification des individus (taxonomie, phylogénie)

Cartes génétiques et physiques Cartes génétiques: construites à partir de la ségrégation des marqueurs pris deux à deux (groupes de liaison = chromosome) (distances exprimées en cM) Cartes physiques: établies au moyen de banques de clones BACs en ordonnant les inserts les uns par rapport aux autres (distances exprimées en kpb)

Marqueurs - Caractères phénotypiques (à hérédité simple, mono àu di-génique) (couleur, résistance…) Marqueurs biochimiques : isoenzymes (isozymes) Marqueurs moléculaires (ADN): RFLP, RAPD, AFLP, SSR …

Marqueurs et polymorphisme X ¼ ¼ ¼ ¼

Marqueurs et polymorphisme X 45% 5% 5% 45% Distance forme-couleur: 10 cM

Marqueurs et polymorphisme B X A A B B 45% 5% 5% 45% Distance marqueur-couleur: 10 cM

Amandier x pêcher M1 M2 M3 G4 M5 Pêcher x pêcher M2 M5

Isoenzymes P1 P2 hyb Isoformes du même enzyme: codées par différents allèles Technique: extraction, gel d’amidon, révélation Avantages: simple, reproductible Inconvénients: peu nombreux adh1 adh2

Marqueurs moléculaires et sigles (1) RFLP: Restriction Fragment Length polymorphisme, Polymorphisme des fragments de restriction PCR-RFLP: PCR suivie d’une digestion par enzymes de restriction (CAPS: Characterized Amplified Polymorphic Sequence, polymorphisme d’une séquence connue et amplifiée) RAPD: Random Amplified Polymorphic DNA, polymorphisme de l’ADN amplifié au hasard AFLP: Amplified Fragment Length Polymorphism, Polymorphisme des fragment d’ADN amplifiés (cDNA-AFLP: même chose sur les ADNc) SSR: Single Sequence Repeats, répétitions de séquences simples, ou microsatellites

Marqueurs moléculaires et sigles (2) SCAR: Sequence Characterized Amplified Region, Région amplifiée à séquence connue. SSCP: Single Strand Conformation Polymorphism, Polymorphisme de la Conformation Simple Brin DDGE: Denaturation Gradient Gel Electrophoresis, Gel d’électrophorèse en gradient de condition de dénaturation Indel: Insertion/délétion SNP: Single Nucléotide Polymorphism, Polymorphisme Simple Base Autres sigles: QTL: Quantitative trait loci, loci à effets quantitatifs EST: Expressed Sequence Tags, étiquettes de séquences exprimées

Sonde homologue ou hétérologue (stringence)

Une amorce aléatoire (décamères)

Microsatellites, SSR GAGA GAGAGAGA

Codominance Dominance Capitola CF1116 Capitola x CF1116 (165) Allèle 1 Allèle 4 Allèle 2 Allèle 3 Codominance Exemple d’amplification d’un microsatellite sur la descendance Capitola x CF1116 Capitola CF1116 Dominance Exemple de gel AFLP sur la descendance Capitola x CF1116

SCAR: Sequence Characterized Amplified Region Purification (réamplifié) Clonage Séquençage Amorces spécifiques +/- ; polymorphe, monomorphe AFLP/RAPD

Bulk Segregant Analysis (BSA) Analyse discriminante par lot

SSCP: Single Strand Conformation Polymorphism, Polymorphisme de la Conformation Simple Brin X X PCR radioactive C D X A B Dénaturation X Electrophorèse C D A B

DGGE Séparation après PCR des homoduplex et des hétéroduplex basée sur la dénaturation plus rapide des hétéroduplex Homozygote: une forme Hétérozygotes: 2 à 3 formes

Indel Polymorphisme de taille après PCR avec des amorces spécifiques d’une séquence donnée ( certains SCARs)

SNP = Single Nucleotide Polymorphism Individu 1 …AGTCGTACGTAC… Individu 2 …AGTCGCACGTAC… Sur 1 individu Variation d’un seul et unique nucléotide sur l ’ADN Entre plusieurs individus Fréquence Population totale : 1 SNP toutes les 300 bases 2 individus : 1 SNP toutes les 1000 bases Révélation Séquençage direct, extension d’amorces, RFLP etc..

Applications 1. Cartographie précise du génome Fréquence élevée SNPs = marqueurs très précis 2. Génomique / diversité des populations  Mutent lentement SNPs = trace historique Phylogénie, migrations, liens

Identification SNPs dans gènes associés à maladie 3. Identification de gènes associés aux maladies  population SAINE AGCTCGACTAGATG Profil SNP population MALADE AGCCCGACTATATG Identification SNPs dans gènes associés à maladie Prédiction sensibilité ou résistance aux maladies

+ - (+) + (-) - +/- ++ - R? +++ Milieu Codomi-nance Polymor-phisme Taxo-nomie Phylo -génie Lour-deur Séquen-ces Phénotype + - (+) faible + (-) - +/- Isoenzyme RFLP moyen RAPD élevé ++ - R? AFLP PCR-RFLP SSR +++ SNP SSCP-DGGE

Portabilité du marqueur SSR BPPCT028 Pêcher: Jalousia x Fantasia Fraisier: Capitola x CF1116

Principe de détection des QTL 1) Déterminer les génotypes des descendants au marqueur A et les classer selon P1, P2, Hyb 2) Comparer les moyennes des 3 classes P1, P2, Hyb Concentration 1 2 3 4 5... P1 Hyb P2 Classes P1 Hyb P2 Analyse de variance ou régression linéaire: les moyennes des 3 classes génotypiques sont différentes  Il existe un QTL près du marqueur A