La prééclampsie, une complication obstétricale fréquente, est la première cause de mortalité maternelle au Canada. La grossesse génère un état hypercoagulable physiologique, état exagéré chez les femmes prééclamptiques, conduisant parfois à des complications thrombotiques. Nous avons tenté de répliquer des associations publiées entre des polymorphismes des gènes des facteurs de coagulation II, V et VII et la prééclampsie dans un important échantillon de femmes nullipares canadiennes-françaises (307 appariées à deux témoins normotensifs pour l’IMC et l’âge maternel). Les génotypes ont été déterminés par PCR-ASO suivie d’une détection fluorimétrique. La puissance était de 80 % (α = 0,05) de détecter ces associations si, contrairement aux résultats, les fréquences alléliques avaient été différentes de plus de 3 % entre les cas et les témoins. L’équilibre de Hardy-Weinberg était respecté pour chacun des polymorphismes. Nos résultats ne supportent donc pas de rôle pour ces polymorphismes dans la physiopathologie de la prééclampsie chez les Canadiennes Françaises. / Preeclampsia, a common pregnancy complication, is the leading cause of maternal death in Canada. Normal pregnancy is associated with a physiologic increase in coagulation activities. In preeclamptic women, this change is further exaggerated and may lead to thrombotic complications. We attempted to validate published associations with SNPs in genes for coagulation factors II, V and VII in a large sample of French-Canadian pregnant nulliparous women (307 cases were matched with two controls for BMI and maternal age). All genotypes were obtained by a PCR-ASO method combined to a fluorimetric detection. Power was 80 % (α = 0,05) to detect association if differences between rare allele frequencies had been superior to 3 % between groups. We observed no such difference. Genotypes distribution followed Hardy-Weinberg equilibrium for all SNPs studied. Thus, our results do not support a role for those SNPs in the pathophysiology of preeclampsia in the French Canadian population.

Par définition le déséquilibre de liaison (Linkage Disequilibrium, LD) décrit les associations préférentielles entre allèles de deux locus. Ce concept est devenu un outil indispensable pour la cartographie fine de locus quantitatifs (QTL), par l'identification de déséquilibres d'associations entre allèles à un locus marqueur (ou à un ensemble de locus marqueurs) et à un locus impliqué dans la variation d'un caractère quantitatif. La création et l'intensité du LD sont dépendantes des forces évolutives qui ont construit la population. Parmi ces forces, la dérive génétique et la sélection sont particulièrement actives dans les populations d'animaux de rente. Cette thèse a pour but d'étudier l'influence de la sélection sur la structure du déséquilibre de liaison autour d'un locus quantitatif, ainsi que son impact sur la précision de cartographie fine des QTL. Un logiciel de simulation de populations a été développé dans le cadre de la thèse. A partir d'une population en équilibre de liaison, il permet de générer du LD dans des générations dites historiques, grâce à différentes forces évolutives. La détection de QTL est appliquée aux générations suivantes, de généalogie connue. Pour ces dernières générations, les principaux dispositifs de détection de QTL de génétique animale sont décrits dans le simulateur. Les données exploitées dans cette thèse sont issues de ce logiciel. Le LD a été mesuré par le D' et le

L’irinotécan est un agent de chimiothérapie largement utilisé pour le traitement de tumeurs solides, particulièrement pour le cancer colorectal métastatique (mCRC). Fréquemment, le traitement par l’irinotécan conduit à la neutropénie et la diarrhée, des effets secondaires sévères qui peuvent limiter la poursuite du traitement et la qualité de vie des patients. Plusieurs études pharmacogénomiques ont évalué les risques associés à la chimiothérapie à base d’irinotécan, en particulier en lien avec le gène UGT1A, alors que peu d’études ont examiné l’impact des gènes codant pour des transporteurs. Par exemple, le marqueur UGT1A1*28 a été associé à une augmentation de 2 fois du risque de neutropénie, mais ce marqueur ne permet pas de prédire la toxicité gastrointestinale ou l’issue clinique. L’objectif de cette étude était de découvrir de nouveaux marqueurs génétiques associés au risque de toxicité induite par l’irinotécan, en utilisant une stratégie d’haplotype/SNP-étiquette permettant de maximiser la couverture des loci génétiques ciblés. Nous avons analysé les associations génétiques des loci UGT1 et sept gènes codants pour des transporteurs ABC impliqués dans la pharmacocinétique de l’irinotécan, soient ABCB1, ABCC1, ABCC2, ABCC5, ABCG1, ABCG2 ainsi que SLCO1B1. Les profils de 167 patients canadiens atteints de mCRC sous traitement FOLFIRI (à base d’irinotécan) ont été examinés et les marqueurs significatifs ont par la suite été validés dans une cohorte indépendante de 250 patients italiens. Nous avons découvert dans la région intergénique en aval du gène UGT1, un nouveau marqueur (rs11563250G) associé à un moindre risque de neutropénie sévère (rapport des cotes (RC)=0.21; p=0.043 chez les canadiens, RC=0.27; p=0.036 chez les italiens, et RC=0.31 p=0.001 pour les deux cohortes combinées). De plus, le RC est demeuré significatif après correction pour multiples comparaisons (p=0.041). Par ailleurs, pour l’haplotype défini par les marqueurs rs11563250G et UGT1A1*1 (rs8175347 TA6), le RC était de 0.17 (p=0.0004). Un test génétique évaluant ces marqueurs permettrait d’identifier les patients susceptibles de bénéficier d’une augmentation de dose d’irinotécan. En revanche, une autre combinaison de marqueurs, ABCC5 rs3749438 et rs10937158 (T–C), a prédit un risque plus faible de diarrhée sévère dans les deux cohortes (RC = 0.43; p=0.001). La coexistence des marqueurs ABCG1 rs225440T et ABCC5 rs2292997A a prédit un risque accru de neutropénie (RC=5.93; p=0.0002), alors qu’une prédiction encore plus significative a été obtenue lorsque ces marqueurs sont combinés au marqueur de risque bien établi UGT1A1*28 rs8175347 (RC=7.68; p< 0.0001). Enfin, les porteurs de l’allèle de protection UGT1 rs11563250G en absence d’allèles de risque, ont montré une incidence réduite de neutropénie sévère (8.2% vs. 34.0%; p< 0.0001). Nous concluons que ces nouveaux marqueurs génétiques prédictifs pourraient permettre d’améliorer l’évaluation du risque de toxicité et personnaliser le traitement à base d’irinotécan pour les patients atteints du cancer colorectal métastatique. / Irinotecan is a cytotoxic agent widely used for the treatment of solid tumors, most particularly for metastatic colorectal cancers (mCRC). Treatment with this drug frequently results in severe neutropenia and diarrhea that can seriously impact the course of treatment and patients’ quality of life. Pharmacogenomic tailoring of irinotecan-based chemotherapy has been the subject of several investigations, especially for the UGT1A1 gene, but with limited data regarding transporter genes. In this study, we sought to discover toxicity-associated markers using a haplotype-tagging SNP (htSNP) strategy to maximize gene coverage. We examined the genetic association across the UGT1 locus, and in seven transporter genes participating in irinotecan pharmacokinetics involving the ABC transporter genes ABCB1, ABCC1, ABCC2, ABCC5, ABCG1, ABCG2 and the solute carrier organic anion transporter gene SLCO1B1. The profiles of 167 mCRC Canadian patients treated with FOLFIRI-based regimens were examined and findings were replicated in an independent cohort of 250 Italian patients. We found rs11563250G, located in the intergenic region downstream of UGT1, to be significantly associated with reduced risk of severe neutropenia (odds ratio (OR)=0.21; p=0.043 and OR=0.27; p=0.036, respectively, and OR=0.31 when combined; p=0.001), which remained significant upon correction for multiple testing in the combined cohort (p=0.041). For the two-marker haplotype rs11563250G and UGT1A1*1 (rs8175347 TA6), the OR was of 0.17 (p=0.0004). Genetic testing of this marker may identify patients who might benefit from increased irinotecan dosing. In combined cohorts, a two-marker ABCC5 rs3749438 and rs10937158 haplotype (T–C) predicted a lower risk of severe diarrhea (odds ratio (OR) of 0.43; p=0.001). The co-occurrence of ABCG1 rs225440T and ABCC5 rs2292997A predicted an increased risk of severe neutropenia (OR=5.93; p=0.0002), which was further improved when incorporating the well-known risk marker UGT1A1*28 rs8175347 (OR=7.68; p< 0.0001). In contrast, carriers of one protective marker (UGT1 rs11563250G) but none of these risk alleles experienced significantly less severe neutropenia (8.2% vs. 34.0%; p< 0.0001). This combination of predictive genetic markers could lead to better risk assessment and may thus enhance personalized treatment.

Cette recherche visait le développement de marqueurs génétiques codants pour Cronartium ribicola, agent causal de la rouille vésiculeuse du pin blanc (RVPB), sans biais pour les populations de l’Est ou de l’Ouest de l’Amérique du Nord. Huit marqueurs ont permis de génotyper 80 individus à l’aide de la technique SSCP (Single-Strand Conformation Polymorphism) et ainsi d’étudier la variabilité génétique à l’intérieur de ces populations. Cette étude a confirmé la présence d’une barrière au flux génique entre les populations situées à l’est et à l’ouest des Prairies, des populations à l’est des Rocheuses s’étant groupées avec les populations de l’Ouest. La différentiation génétique présente entre les populations de l’Est et de l’Ouest est hautement significative et la diversité nucléotidique est trois fois supérieure chez les populations de l’Est. De plus, un hybride entre C. ribicola et Cronartium comandrae, agent causal de la rouille-tumeur oblongue, est rapporté pour la première fois. / The goal of this research was to develop coding genetic markers for the white pine blister rust (WPBR) causal agent, Cronartium ribicola, without bias for populations from eastern or western North America. Eight markers were used to genotype 80 individuals, using the SSCP (Single-Strand Conformation Polymorphism) technique, allowing to study genetic variability within these populations. This study confirmed the presence of a barrier to gene flow between populations located east and west of the Prairies, populations from the Rockies having grouped with western populations. The genetic differentiation between eastern and western populations is highly significant and nucleotide diversity was three times higher in eastern populations. Furthermore, an hybrid between C. ribicola and Cronartium comandrae, causal agent of comandra blister rust, is reported for the first time.

Le premier objetif de cette thèse a été de développer de nouveaux marqueurs moléculaires utilisables sur le blé et transférables vers un nombre important d'espèces cultivées ou sauvages de graminées. Nous avons observé une portabilité des EST-SSR excellente pour les sous-espèces de blé qui diminue avec l'éloignement phylogénétique pour atteindre encore près de 30% avec le riz. Le deuxième objectif de cette thèse était d'exploiter les EST-SSR montrant une bonne portabilité pour valider leur capacité dans le cadre d'analyses phylogénétiques chez les Triticés et les graminées. Les résultats confirment que les espèces T. monococcum ssp urartu, Ae. speltoides et Ae tauschii sont respectivement apparentées aux donneurs des génomes A, B et D du blé tendre. Nous pouvons donc conclure que les EST-SSR sont des marqueurs intéressants et puissants pour étudier les espèces sauvages orphelines et pour faire des analyses phylogénétiques chez les graminées

Titre de l'écran-titre (visionné le 5 septembre 2023) / Le soja (Glycine max; L. Merr.) est, d'un point de vue économique et agronomique, la plus importante légumineuse au monde dont l'attrait principal résulte de sa capacité à produire de fortes teneurs en protéines et en lipides. Ses caractéristiques agronomiques et nutritionnelles précieuses ont induit une forte augmentation de la demande et ainsi des surfaces allouées à sa culture créant une nouvelle niche écologique qui favorise l'émergence d'agents pathogènes. Parmi eux, Phytophthora sojae (Kaufmann and Gerdemann), causant la pourriture phytophthoréenne du soja (PRR), est l'un des facteurs les plus limitants au Canada et ailleurs dans le monde. L'introgression de gènes de résistance à P. sojae (Rps), dans des cultivars à haut rendement, fut la méthode de lutte favorisée par les semenciers pour réprimer la PRR. Ce type de résistance, dite verticale, se caractérise par la capacité d'un unique gène Rps à conférer une immunité totale contre les souches de P. sojae possédant le gène d'avirulence (Avr) complémentaire. Cependant, le déploiement massif des gènes Rps dans des cultivars de soja a imposé une forte pression de sélection sur les populations de P. sojae qui ont ainsi évolué vers des pathotypes plus complexes et capables de contourner ce type de résistance. Une approche alternative serait d'exploiter la résistance horizontale (RH) conférée par plusieurs gènes ou loci à caractères quantitatifs (QTL). Étant multigénique, ce type de résistance, par rapport à la résistance verticale, est plus durable et efficace contre un large spectre de pathotypes. Utilisés en synergie, ces deux types de résistance sont indispensables pour maintenir l'efficacité de la lutte génétique contre la PRR à long terme et ainsi assurer une meilleure gestion de la culture du soja. L'objectif principal de cette thèse est d'identifier des marqueurs génétiques associés à la RH du soja contre P. sojae afin de permettre aux semenciers de développer des variétés de soja à haut rendement, adaptées aux conditions canadiennes et résistantes contre P. sojae. Afin d'y parvenir, trois études, qui font intervenir les derniers outils de génotypage du soja et de phénotypage du niveau de résistance à la PRR, ont été réalisées. La première étude est une cartographie génétique sur une population formée de lignées pures recombinantes (RIL) issues du croisement entre PI 449459 et Misty, deux lignées adaptées aux conditions canadiennes mais contrastées pour le niveau de RH contre P. sojae. Une approche de génotypage-par-séquençage (GBS) a permis de comparer les RILs sur la base de marqueurs génétiques hérités des parents. En parallèle, le phénotypage des RILs pour le niveau de RH a été réalisé à l'aide d'une nouvelle technique d'inoculation en hydroponie. Ceci a permis d'identifier deux QTLs associés à la RH contre P. sojae. Une analyse transcriptomique (RNA-seq) complémentaire a identifié des variations transcriptionnelles et nucléotidiques entre les deux parents, permettant ainsi de raffiner le nombre de gènes candidats à un seul par QTL identifié. À l'instar de la première étude, la seconde est aussi une cartographie génétique sur une population de RILs faisant usage d'un GBS et du phénotypage de la RH en hydroponie. En revanche, la population de RILs est issue du croisement entre les lignées PI 449459 et QS5091.50J qui ne sont pas contrastées pour le niveau de RH. La distribution des RILs et des parents pour le niveau de RH a suggéré qu'une nouvelle source de résistance, non exprimée chez les parents, a été générée durant la création de la population. Une analyse comparative des variations structurales et nucléotidiques des parents et de RILs a conduit à l'identification de deux SNP pouvant justifier l'amélioration de la résistance chez les RILs. Enfin, la troisième étude en est une d'association pangénomique (GWAS) de la RH du soja contre P. sojae. Un séquençage complet du génome de 357 accessions a permis de produire un génotypage offrant une couverture génomique inédite pour une étude de la résistance du soja. En parallèle, le phénotypage de la RH de ces 357 accessions a été réalisé en hydroponie. Les différents modèles statistiques utilisés, pour réaliser le GWAS, ont communément identifié un unique QTL ayant un impact majeur sur le niveau de RH. Ensuite, un unique gène candidat a été identifié et sa pertinence fut confirmée par une analyse d'expression par qRT-PCR entre des lignées sensibles et résistantes contrastées pour l'allèle au SNP le plus fortement associé. / Soybean (Glycine max L. Merr.) is, from an economic and agronomic point of view, the most important legume in the world. The interest for this crop results from its capacity to produce high levels of proteins and lipids. Its valuable agronomic and nutritional characteristics have led to a strong increase in demand and thus in the areas allocated to its production, creating a new ecological niche that favors the emergence of pathogens. Among them, Phytophthora sojae (Kaufmann and Gerdemann), causing Phytophthora root rot (PRR), is one of the most limiting factors in Canada and elsewhere in the world. The introgression of P. sojae resistance (Rps) genes into high-yielding cultivars has been the favored strategy by breeders to control PRR. This type of resistance, known as vertical, is characterized by the capacity of a single Rps gene to confer total immunity against isolates of P. sojae possessing the complementary avirulence (Avr) gene. However, the massive deployment of Rps genes in soybean cultivars has imposed a strong selection pressure on populations of P. sojae, which has led to the development of more complex pathotypes capable of by passing this type of resistance. An alternative approach would be to exploit the horizontal resistance (HR) conferred by several genes or quantitative trait loci (QTLs). Being multigenic, this type of resistance, compared to vertical resistance, is more durable and effective against a broad spectrum of pathotypes. Used in synergy, these two types of resistance are essential to maintain the long-term effectiveness of the genetic control against PRR and thus ensure better management of soybean crops. The main objective of this thesis is to identify genetic markers associated with soybean HR against P. sojae in order to allow breeders to develop high-yielding soybean varieties, adapted to Canadian conditions and resistant to P. sojae. In order to achieve this, three studies, exploiting the latest tools for soybean genotyping and phenotyping, were carried out. The first study is a genetic mapping analysis on a population of recombinant in bred lines (RILs) resulting from the cross between PI 449459 and Misty, two lines adapted to Canadian conditions but contrasted for their level of HR against P. sojae. A genotyping-by-sequencing (GBS) approach was used to compare the RILs on the basis of genetic markers in herited from the parents. In parallel, the phenotyping of RILs for the level of HR was performed using a new hydroponic inoculation assay. This allowed the identification of two QTLs associated with HR against P. sojae. A complementary RNA-seq analysis identified both expression and nucleotide variations between the two parents, thus refining the number of candidate genes to one per QTL identified. As in the first study, the second one also reports on genetic mapping on a population of RILs using GBS and HR phenotyping in hydroponic systems. Un like the first study, the population of RILs resulted from the cross between the lines PI 449459 and QS5091.50J, both exhibiting a high level of HR. The distribution of RILs and parents for their resistance to P. sojae suggested that a new source of resistance, not expressed in the parents, was generated during the creation of RILs. A comparative analysis of the structural and nucleotide variations between the parents and the more resistant RILs led to the identification of two SNPs that could explain the improvement in resistance. Finally, the third study is a genome-wide association analysis (GWAS) for HR of soybean against P. sojae. A whole-genome sequencing of 357 accessions was performed and provided data offering an unprecedented genome coverage compared to previous GWA analyses performed for disease resistance in soybean. In parallel, the phenotyping of these 357 accessions for the level of HR was carried out with the hydroponic assay. The different statistical models used to perform the GWAS have convergently identified a single QTL having a major impact on the level of HR. Within this QTL, a single candidate gene was identified and its relevance was confirmed by qRT-PCR analysis between the sensitive and resistant lines contrasted for the allele at the peak SNP.

Les sources hydrothermales océaniques profondes renferment des écosystèmes extrêmes, situés dans la zone abyssale des Océans. Dans ces environnements dépourvus de lumière, la production primaire est réalisée par la chimiosynthèse microbienne. Ces milieux sont colonisés par des espèces animales, dont la plupart vivent en associations plus ou moins fortes avec des micro-organismes. La crevette Rimicaris exoculata est une espèce hydrothermale endémique des sites de la Ride-Médio-Atlantique (MAR), qui domine la plupart des sites qu’elle colonise. Ce crustacé a pour particularité de posséder deux communautés symbiotiques : une située dans son céphalothorax hypertrophié et une inféodée à son tractus digestif. Tout d’abord, ce travail de thèse s’est concentré sur l’étude de la communication bactérienne (Quorum Sensing ou QS) au sein des communautés ectosymbiotiques de R. exoculata au cours de son cycle de mue et de vie. Ensuite, ce travail s’est focalisé sur l’identification d’un peptide antimicrobien (PAM), puis à rechercher sa fonction dans l'immunité et le contrôle des symbiotes chez Rimicaris exoculata. Ce travail a permis, d’une part, de confirmer la présence de deux gènes du QS (luxS et luxR) dans les communautés ectosymbiotiques de R. exoculata sur quatre sites hydrothermaux : Rainbow, TAG, Snake Pit et Logatchev. Ces gènes étant plus divergents que ceux de l'ARNr 16S, leur utilisation comme marqueurs génétiques biogéographiques pour retracer l'origine des individus est discuté. Ce travail a permis, d’autre part, d’identifier pour la première fois un PAM (sus nommé Re-crustin), chez un arthropode hydrothermal. Les données suggèrent une participation de ce PAM dans le contrôle de l’ectosymbiose. L’ensemble de ces travaux apporte de nouvelles hypothèses sur l’interaction entre les épibiontes du céphalothorax et la crevette Rimicaris exoculata. / Deprived of light, the deep-sea hydrothermal vents are extremes ecosystems sustained by micobial chemosynthesis. These environments are colonized by animal species living in close relationships with these chemoautotrophic micro-organisms, eating them or establishing long term interactions with them, may they be trophic or not only. The shrimp Rimicaris exoculata is an endemic hydrothermal species of the Mid-Atlantic Ridge (MAR) sites. This crustacean represents the predominant macrofauna of some sites of the MAR. It lives in symbiotic association with two distinct microbial communities qualified as ectosymbiosis. One is located in its gill chamber and one in its gut. First, this work focused on the study of bacterial communication (Quorum Sensing or QS) within the ectosymbiontic communities during the molting and life cycles of R. exoculata. Then, we focused on an antimicrobial peptide (AMP) identification and search for its function in R. exoculata immunity and in controlling symbionts. Two QS genes (luxS and luxR) were identified in the R. exoculata ectosymbiontic community at different shrimp molt stages and life stages at the Rainbow, TAG, Snake Pit and Logatchev vent sites.As these genes are more divergent than that of 16S rRNA, they could be then used as biogeographical genetic markers tools to trace back the origin of individuals to a location or between locations along its life cycle. This work reports also the first description of an AMP in an extremophile arthropod (namely Recrustin). Data suggest a participation of this AMP in the control of the ectosymbiosis in Rimicarisexoculata. All this work provides new hypotheses wich are discussed in the manuscript, dealing with the interaction between symbionts and Rimicaris exoculata.

La plupart de variétés élites de blé tendre ne peuvent pas être croisées avec des espèces apparentées ce qui restreint considérablement la base génétique qui peut être utilisée pour l'introgression de nouveaux allèles dans les programmes de sélection. L'inhibition de l'hybridation entre le blé et les espèces apparentées (e.g. seigle, orge) est génétiquement contrôlée. Un certain nombre de QTLs ont été identifiés à ce jour, y compris les gènes Kr1 sur le chromosome 5BL et SKr, un QTL majeur identifié au laboratoire en 1998 sur le bras court du chromosome 5B, tous deux impliqués dans l'inhibition du croisement entre le blé tendre et le seigle. Dans cette étude, nous avons utilisé une population recombinante SSD provenant d'un croisement entre la variété Courtot non croisable et la lignée MP98 croisable pour caractériser l'effet majeur dominant de SKr. Le gène a ensuite été cartographié génétiquement sur la partie distale du chromosome 5BS à proximité du locus GSP (Grain Softness Protein) dont l'homéologue sur le chromosome 5D est impliqué dans la dureté du grain (locus Ha). Les relations de colinéarité avec l'orge et le riz ont été utilisées pour saturer la région de SKr par de nouveaux marqueurs et établir des relations orthologues avec une région de 54 kb sur le chromosome 12L de riz. Au total, 6 marqueurs moléculaires ont été cartographiés dans un intervalle génétique de 0,3 cM, et 400 kb de contigs physiques de BAC ont été établis des deux cotés du gène afin de jeter les bases du clonage positionnel de SKr. De nouvelles populations de grands effectifs ont été développées pour la localisation précise du gène SKr sur les cartes génétiques et physiques. 223 individus d'une population HIF (SSD254.14) ont été testés pour leur aptitude au croisement avec le seigle et génotypés avec les marqueurs proches du gène pour confirmer les données obtenues dans la population de départ. Les résultats montrent que SKr est localisé dans une région hautement recombinante et que les relations entre distances génétiques et distances physiques sont favorables aux dernières étapes de clonage positionnel du gène. Enfin, deux marqueurs SSR complètement liés au gène SKr ont été utilisés pour évaluer une collection de descendances de blé aptes au croisement avec le seigle originaires d'un programme de sélection de triticale primaire. Les résultats confirment l'effet majeur de SKr sur l'aptitude au croisement et l'utilité des deux marqueurs pour introgresser l'aptitude au croisement interspécifique dans des variétés élites de blé tendre.