La majorité des populations de Rangifer tarandus, soit le caribou en Amérique du Nord et le renne en Eurasie, est en déclin et plusieurs risquent l'extinction. Les causes potentielles de ces déclins sont multiples et incluent la perturbation des habitats, les changements climatiques et la compétition apparente entrainant une augmentation de la prédation. Bien que des stratégies de gestion et de protection soient en place, l'évaluation de la structure génétique et de la dynamique des populations de caribous sauvages demeure difficile. L'étude génomique offre un moyen de décrire comment la diversité génétique de ces populations varie lorsque soumises à un déclin rapide. Nous rapportons ici le développement d'une plateforme de génotypage basée sur les SNPs (Illumina iSelect caribou/renne 60K) afin de réaliser des analyses génomiques. L'hypothèse de travail est que la puce à SNPs de Rangifer tarandus offre une grande puissance pour déterminer l'origine d'un échantillon dans un contexte d'expertise bio-légale, mais également pour appuyer de manière rigoureuse la planification des travaux de gestion et de conservation de la faune. Les objectifs de ce projet de recherche sont dans un premier temps de valider et de tester cette plateforme pour sa sensibilité, sa répétabilité, sa robustesse, son habilité à distinguer des échantillons mélangés et sa spécificité. Dans un deuxième temps, nous souhaitons évaluer la capacité d'assignation d'un individu d'une provenance inconnue à un écotype. Un écotype est le regroupement de populations de caribous présentant des comportements et des préférences écologiques similaires. Les résultats de ce projet ont démontré que la puce à SNPs est robuste, très sensible, fiable et précise et ce en utilisant jusqu'à 10 fois moins d'ADN que recommandé. La qualité de l'ADN a eu peu d'impact sur le taux de réussite (call rate) et le type d'échantillons biologiques n'était pas problématique, même pour ce qui est des fèces. L'hybridation inter-espèces a démontré une importante baisse du taux de réussite (call rate) et de l'hétérozygotie. Les échantillons mélangés étaient détectables selon la proportion de chacun des individus dans le mélange. Ces étapes de validation étaient cruciales afin de tester la puissance et les limites de ce nouvel outil génomique. / The vast majority of Rangifer tarandus populations, caribou in North America and reindeer in Eurasia, are declining and many herds are at risk. They are multiple causes for these declines including habitats pertubations, climate change and predation. Although management and protection strategies are in place, assessing the structure and dynamics of wild caribou populations remains difficult. Genomic surveying offers a mean to describe how populations are evolving when facing such rapid declines. We report here the development of a SNP-based genotyping platform to perform such analyses (Illumina iSelect caribou/reindeer 60K). Our hypothesis is that the Rangifer tarandus SNPs chip offers a great power to determine the origin of a sample in the context of bio-forensic expertise. Our objectives are initially to validate and test this platform for its sensitivity, repeatability, robustness, ability to distinguish mixed samples and its specificity. Secondly, we aim to assess the platform ability to assign an individual of unknown provenance to an ecotype. An ecotype is the grouping of caribou populations with similar behaviors and ecological preferences. Results showed that the SNP chip is robust, highly sensitive, reliable, and accurate at 10 times below recommended DNA input. DNA quality had little impact on call rates, and sample source was not an issue, even for fecal pellets. Interspecies hybridization showed an important drop in call rates and extent of heterozygosity. Mixed samples could be identified according to the proportion of each individual in the sample. These validation steps are crucial to test the power and limitations of this new genetic tool.

J'ai étudié la génétique, l'utilisation de l'espace et la condition physique de sept populations de trois écotypes de caribou (Rangifer tarandus) de la péninsule du Québec-Labrador. L'écotype montagnard n'est pas différent génétiquement de l'écotype migrateur, mais il l'est de l'écotype sédentaire. Les deux populations migratrices sont similaires génétiquement mais différentes des quatre sédentaires. Deux mécanismes d'échanges potentiels entre les troupeaux migrateurs ont été quantifiés pour la première fois: le chevauchement des aires de rut et l'infidélité aux aires de mise bas. Il semble que la condition physique (masse des faons, taille et réserves corporelles des adultes) ait décliné durant la croissance démographique du troupeau de la rivière George, mais qu'elle se serait légèrement améliorée par la suite durant la diminution des effectifs. La condition physique des individus du troupeau de la rivière aux Feuilles s'est détériorée durant la croissance démographique de ce troupeau et elle est maintenant inférieure à celle des caribous du troupeau de la rivière George. Les caribous des trois écotypes sont distincts aux plans des mouvements et de la taille corporelle. Le caribou migrateur est plus petit maintenant que le sédentaire mais c'était le contraire dans les années 1960 probablement à cause des facteurs densité-dépendants qui ont entraîné une réduction de la taille corporelle des migrateurs durant leur croissance démographique. Ces variations temporelles dans la condition physique du caribou migrateur sont reliées à la qualité de l'habitat estival, mais aussi à des facteurs climatiques et à des changements drastiques des mouvements saisonniers et annuels. En effet, les mouvements sont positivement reliés à la taille de la population chez les deux troupeaux migrateurs. Il est possible que les variations temporelles des mouvements constituent l'un des mécanismes agissant sur la condition physique du caribou migrateur. Les trois écotypes présentent de nombreuses différences, ce qui supporte l'utilisation de ce concept en conservation. Bien que les deux troupeaux de caribous migrateurs ne soient pas génétiquement différents, leur condition physique et leurs mouvements sont distincts. Il semble donc justifié pour leur conservation de distinguer ces deux populations qui semblent interagir suivant un modèle de métapopulation, une hypothèse qu'il faudra valider. / I studied population genetics, space use and body condition of seven populations of three ecotypes of caribou (Rangifer tarandus) in the Québec-Labrador Peninsula. The montane ecotype was not genetically different from the migratory ecotype, although it differed from the sedentary ecotype. The two migratory herds were similar genetically but differed from the four sedentary herds. Two potential gene flow mechanisms in the migratory ecotype were quantified for the first time: rutting range overlap and infidelity to calving ground. It seems that body condition (calf body mass and adult body size and reserves) decreased during demographic growth of the Rivière-George herd and later slightly improved during population decline. Body condition of caribou from the Rivière-aux-Feuilles herd decreased during demographic growth and is now lower than for caribou of the George herd. Movements and body size differed between the three ecotypes. Migratory caribou are now smaller than sedentary caribou although it was the opposite in the 1960s, probably because density-dependent effects induced a body size reduction in migratory caribou during demographic growth. These temporal variations in body condition of migratory caribou are related to summer habitat quality, but also to climatic factors and to major changes in seasonal and annual movements. Indeed, movements were positively related to population size in both migratory herds. It is possible that temporal variations in movements represent one of the mechanisms acting on body condition of migratory caribou. We found many differences among the three caribou ecotypes which support the use of this concept in conservation. Although the two migratory herds were not genetically different, their body condition and movements were distinct. Thus, it seems justified for conservation and management purposes to distinguish these two populations that are interacting in a metapopulation model, an hypothesis that remains to be tested.