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

X

45% 5% 5% 45%

Distance marqueur-couleur: 10 cM

A B

A B A B

M2 M5

M1 M2 M3 G4 M5Amandier x

pêcher

Pêcher x

pêcher

Isoenzymes

Isoformes du même

enzyme: codées par

différents allèles

Technique: extraction, gel d’amidon, révélation

Avantages: simple, reproductible

Inconvénients: peu nombreux

P1 P2 hyb

adh1

adh2

Marqueurs moléculaires et sigles (1)

RFLPRFLP:: Restriction Fragment Length polymorphisme, Polymorphisme des fragments de restriction

PCR-RFLP:PCR-RFLP: PCR suivie d’une digestion par enzymes de restriction (CAPS: Characterized Amplified Polymorphic Sequence, polymorphisme d’une séquence connue et amplifiée)

RAPD:RAPD: Random Amplified Polymorphic DNA, polymorphisme de l’ADN amplifié au hasard

AFLP:AFLP: Amplified Fragment Length Polymorphism, Polymorphisme des fragment d’ADN amplifiés (cDNA-AFLP: même chose sur les ADNc)

SSR:SSR: Single Sequence Repeats, répétitions de séquences simples, ou microsatellitesmicrosatellites

Marqueurs moléculaires et sigles (2)

SCARSCAR: Sequence Characterized Amplified Region, Région amplifiée à séquence connue.

SSCP:SSCP: Single Strand Conformation Polymorphism, Polymorphisme de la Conformation Simple Brin

DDGE:DDGE: Denaturation Gradient Gel Electrophoresis, Gel d’électrophorèse en gradient de condition de dénaturation

Indel:Indel: Insertion/délétionSNP:SNP: Single Nucléotide Polymorphism, Polymorphisme Simple Base

Autres sigles:Autres sigles:QTL: QTL: Quantitative trait loci, loci à effets quantitatifsEST:EST: Expressed Sequence Tags, étiquettes de séquences exprimées

Sonde homologue ou hétérologue (stringence)

Une amorce aléatoire

(décamères)

Microsatellites, SSR

GAGA

GAGAGAGA

Capitola CF1116

Capitola x CF1116 (165)

Allèle 1

Allèle 4

Allèle 2Allèle 3

Exemple d’amplification d’un microsatellite sur la descendance Capitola x CF1116

Exemple de gel AFLP sur la descendance Capitola x CF1116

Capitola CF1116

CodominanceCodominance

DominanceDominance

SCARSCAR: Sequence Characterized Amplified

Region

AFLP/RAPD

Purification (réamplifié)

Clonage

Séquençage

Amorces spécifiques

+/- ; polymorphe, monomorphe

Bulk Segregant Analysis (BSA)Bulk Segregant Analysis (BSA)

Analyse discriminante par lotAnalyse discriminante par lot

SSCP:SSCP: Single Strand Conformation Single Strand Conformation Polymorphism, Polymorphisme de la Polymorphism, Polymorphisme de la Conformation Simple BrinConformation Simple BrinA

B

C

D

XX

PCR radioactive

Dénaturation

Electrophorèse

A

B

C

D

X

X

A

B

C

D

DGGEDGGE

Séparation après PCR des homoduplex et des hétéroduplex basée sur la dénaturation plus rapide des hétéroduplex

Homozygote: une forme

Hétérozygotes: 2 à 3 formes

IndelIndel

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

Révélation

Population totale : 1 SNP toutes les 300 bases

2 individus : 1 SNP toutes les 1000 bases

SNP = Single Nucleotide PolymorphismSNP = Single Nucleotide Polymorphism

Variation d’un seul et unique nucléotide sur l ’ADN

Sur 1 individu

Entre plusieurs

individus

Individu 1 …AGTCGTACGTAC…Individu 2 …AGTCGCACGTAC…

Fréquence

Séquençage direct, extension d’amorces, RFLP etc..

1. Cartographie précise du génome

2. Génomique / diversité des populations 

Fréquence élevée

SNPs = marqueurs très précis

Mutent lentement

SNPs = trace historique

Phylogénie, migrations, liens

ApplicationsApplications

3. Identification de gènes associés aux maladies 

population SAINE

population MALADE

Prédiction sensibilité ou résistance aux maladies

Profil SNP

Identification SNPs dans gènes

associés à maladie

AGCTCGACTAGATG

AGCCCGACTATATG

Milieu Codomi-nance

Polymor-phisme

Taxo-nomie

Phylo

-génie

Lour-deur

Séquen-ces

Phénotype + - (+) faible + (-) - +/- -

Isoenzyme +/- + faible + +/- +/- -

RFLP - + moyen + + + -

RAPD - - élevé ++ - - R? -

AFLP - - élevé ++ - - R? -

PCR-RFLP - + moyen + + +/- +

SSR - + élevé +++ ++ +/- +

SNP - + élevé +++ ++ +/- +

SSCP-DGGE - + élevé ++ ++ ++ +

Portabilité du marqueur SSR BPPCT028

Fraisier: Capitola x CF1116

Pêcher: Jalousia x Fantasia

Principe de détection des QTLPrincipe de détection des QTL

1) Déterminer les génotypes des descendants au marqueur A et les classer selon P1, P2, Hyb

P1 Hyb P2 1 2 3 4 5...

2) Comparer les moyennes des 3 classes P1, P2, Hyb

Concentration

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