Fiche de révision : Génétique quantitative et sélection

📋 Plan du Cours

1. Principes de la synthèse évolutive
2. Héritabilité et modèle additif
3. Dominance et interactions génétiques
4. Environnement et variance phénotypique
5. Réponse à la sélection
6. Héritabilité et caractères corrélés

📖 1. Principes de la synthèse évolutive

★ À maîtriser

• La synthèse évolutive retient cinq propositions :
  • la transmission du phénotype par voie génétique
  • une évolution graduelle à rythme homogène
  • l’adaptation des organismes à leur environnement
  • l’explication des phénotypes par l’adaptation ou presque
  • la sélection naturelle agissant au niveau des organismes

Compléments

• La théorie synthétique de l’évolution est située entre 1920 et 1950, tandis que la Nouvelle Synthèse est indiquée comme allant de 1970 à aujourd’hui.

📖 2. Héritabilité et modèle additif

🔑 Notions clés & Définitions

• Héritabilité au sens large : la proportion de variance phénotypique statistiquement expliquée par des différences génétiques

★ À maîtriser

📐 Formule - Dans le modèle additif présenté, la variance phénotypique est la somme des variances génétique et environnementale : $V_p = V_g + V_e$.

Compléments

📐 Formule - Le phénotype se décompose en origine génétique et origine environnementale : $P_i = G_i + E_i$.

📐 Formule - La variance d’origine génétique se décompose en variance additive, variance de dominance et variance d’interaction épistatique : $V_g = V_a + V_d + V_i$. - Lynch et Walsh, Genetics and Analysis of Quantitative Traits, 1998

📖 3. Dominance et interactions génétiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Épistasie : l’influence d’un gène sur un ou plusieurs autres gènes, de façon répressive ou permissive

★ À maîtriser

• La variance de dominance et l’épistasie ne sont pas transmises comme variance aux descendants.

Compléments

• Dans l’exemple de ségrégation indépendante de deux caractères sans épistasie, le croisement de deux hétérozygotes RrYy produit un ratio phénotypique de 9:3:3:1.

• Dans l’exemple d’épistasie, le locus E masque l’expression du locus N : E intervient dans la production du pigment et N détermine quel pigment est produit.

• Dans l’exemple d’épistasie entre les loci E et N, le ratio phénotypique est de 9 noirs, 3 marron et 4 jaunes.

💡 Astuce mémo

Additivité transmise, dominance et épistasie non transmises

📖 4. Environnement et variance phénotypique

★ À maîtriser

📌 Une analyse de la variance décrit la répartition statistique de la variance, mais ne suffit pas à identifier les causes de cette variance.

Compléments

• Chez les souris CA1-KO, l’invalidation de la sous-unité NR1 du récepteur NMDA dans la région CA1 s’accompagne de déficits de reconnaissance d’objets, de discrimination olfactive et de mémoire contextuelle de peur, que l’enrichissement de l’environnement peut compenser. - Rampon et al., Nature neuroscience, 2000

• Chez Polemonium viscosum, en milieu alpin, la pollinisation est assurée uniquement par des bourdons et les fleurs sont 12 % plus grandes qu’à la limite de la forêt. - Galen, Evolution, 1996

• Dans l’expérience sur Polemonium viscosum, des graines issues de pollinisation par des bourdons ou à la main sont germées au laboratoire, plantées sur le terrain, puis leur survie est mesurée après six ans. - Galen, Evolution, 1996

💡 Astuce mémo

Environnement enrichi → compensation de déficits génétiques chez les souris CA1-KO

📖 5. Réponse à la sélection

★ À maîtriser

📐 Formule - L’équation du sélectionneur relie la réponse à la sélection R, l’héritabilité h² et le différentiel de sélection S : $R = h^2 S$.

Compléments

• Dans l’étude de Galen sur l’ouverture de la corolle, le différentiel de sélection standardisé par la moyenne est de 17 %. - Evolution, 1996

• Dans la population de Polemonium viscosum à la limite de la forêt, l’héritabilité de l’ouverture de la corolle est estimée à $h^2 = 1{,}02 \pm 0{,}40$. - Galen, Evolution, 1996

• Pour l’ouverture de la corolle, l’équation du sélectionneur prédit une augmentation de 4 à 17 % par génération de sélection médiée par les bourdons. - Galen, Evolution, 1996

• Après un épisode de sélection par les bourdons, l’ouverture de la corolle observée augmente de 9 %, ce qui se situe dans :

  • la fourchette prédite. - Galen

  • Evolution

  • 1996

📖 6. Héritabilité et caractères corrélés

★ À maîtriser

• L’évolution peut être prédite à court terme à partir de la sélection et de l’hérédité, mais elle est imprévisible à long terme lorsque les environnements font fluctuer les coefficients de sélection.

• L’héritabilité n’est pas une constante et peut changer au cours de la sélection.

Compléments

📌 L’équation univariée du sélectionneur appliquée séparément à chaque caractère n’est pas pertinente lorsque les caractères présentent des covariances.

• Pour généraliser l’équation du sélectionneur à plusieurs caractères, on définit une matrice de variance-covariance génétique additive G et une matrice de variance-covariance phénotypique P.