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Caractérisation génétique et taxonomique des espèces du genre Flavobacterium colonisant les poissons d'aquacultures

Gélinas, Vincent 05 August 2024 (has links)
Note sur les annexes : 1 document de format excel regroupant les tableaux supplémentaires accompagnant le mémoire / Le genre *Flavobacterium* comprend plusieurs espèces diversifiées. Certaines se retrouvent chez les poissons, dont quelques-unes sont pathogènes. La diversité génétique des flavobactéries est peu étudiée, malgré la présence de certains arbres phylogénétiques produits sur la base des séquences d'ARNr 16S. Bien que ces arbres soient suffisants pour une classification initiale, ils ne permettent pas de capturer l'évolution détaillée de ce genre. Ainsi, l'évolution des flavobactéries colonisant les poissons et les déterminants génétiques ayant favorisés cette sélection ne sont pas connus. Également, la taxonomie des isolats de flavobactéries se base généralement sur les séquences d'ARNr 16S, en complément avec d'autres méthodologies. Ces analyses portent certaines limitations, notamment au niveau de la précision. Ainsi, deux hypothèses ont été émises. Il existe une spécificité génétique aux flavobactéries colonisant les poissons. Également, une approche génomique constitue une taxonomie plus précise. Pour la première hypothèse, un arbre phylogénétique avec des génomes complets correspondant à une majorité des espèces du genre a été construit. Puis, le pangénome et le génome cœur ont été analysés pour trouver des caractères génétiques spécifiques à un clade d'intérêt, CII. Ces déterminants ne proviennent pas de gène uniquement présent ou absent à ce clade, mais précisément de 13 changements d'acides aminés communs sur 10 protéines, Pour la deuxième hypothèse, 16 isolats de collections et de laboratoires de recherche ont été récoltés, tous identifiés par des méthodes diverses. La taxonomie proposée, basée sur du génotypage avec les gènes *gyrA* et *gyrB*, et les *Average Nucleotide Identity*, a été testée. Cette approche taxonomique représente une alternative plus précise démontrant que certains isolats, au nombre de six, avaient une mauvaise classification initiale.L'étude montre que l'utilisation des génomes complets en phylogénie permet d'élucider l'évolution d'espèces clefs. De plus, le développement de la nouvelle taxonomie permet une identification améliorée d'isolats, notamment ceux en piscicultures québécoises. / The *Flavobacterium* genus contains diverse species, including a few colonizing the fish environment. Some of these are pathogens. The genetic diversity of flavobacteria is not well studied, even though there are some phylogenetic trees constructed with 16S rRNA sequences. Although these trees are very useful for first classification, it does not accurately capture the molecular evolution of flavobacteria. Thus, the evolution of flavobacteria colonizing the fish microbiota and the genetic characteristics favorizing this selection are yet to be determined. Likewise, the taxonomy of isolates is based upon 16S rRNA sequences, complemented by other methodologies. These analyses carry certain limitations, especially on precision. To address these issues, two research hypotheses were formed. A genetic specificity should exist among the flavobacteria colonizing the fish environment. Furthermore, a genomic approach can constitute a more precise taxonomic alternative. For the first hypothesis, a phylogenetic tree was constructed using whole-genome sequences of a majority of flavobacteria species. Then, the pangenome and the core genome were analyzed to find genetic markers to a clade of interest, CII. These markers are not gene uniquely present or absent of said clade, but precisely on 13 amino acid changes on 10 common proteins, which were further discussed to find enrichments that could explain their selection throughout CII. For the second hypothesis, 16 isolates from collections and research laboratories were collected, all identified using diverse methodologies. A proposed taxonomy was tested based on genotyping using *gyrA* and *gyrB* genes, and Average Nucleotide Identity. Although this taxonomy represents a strong alternative, the results also show that six isolates were misclassified. This study shows that whole-genome phylogeny can help in detailing the evolution of certain key species, in this case flavobacteria colonizing the fish microbiome. Furthermore, the new proposed taxonomy should be able to identify new isolates, notably in Québec aquacultures.

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