Diversity and genomic structure of an expanding trout population in the Kerguelen Islands: development of a Poolseq approach
Diversité et structure génomique d’une population de truite en expansion aux Iles Kerguelen : mise au point d’une approche de Poolseq
Résumé
Our study aims to understand how demographic and evolutionary processes (genetic drift, migration, selection, mutation) shape genomic diversity and its structure in an expanding brown trout (Salmo trutta) population. Introduced to the Kerguelen Islands in the 1960s, S. trutta has now colonized 54 rivers and continues to expand. These populations have been monitored long-term since 1962 with regular sampling campaigns, which provide us with a rich collection of more than 50,000 samples (scales) distributed along the expansion front over a 50-year temporal gradient. We sequenced 13 pools (25 individuals/pool), corresponding to eight populations, including 3 ancient populations introduced in the 1960s and sampled on 2 to 4 dates, and 3 recent populations, having colonized waterways in the years 2000-2010 and sampled only once. DNA was extracted from epidermal cells attached to scale samples of 1-year-old fry. Sequencing was performed on an MGI sequencer (2 x 150 bp, 50X depth objective) by the EPGV with a preliminary study to determine whether library preparation with and without PCR affects sequencing. Library preparation was also adapted to ancient pools composed of degraded and low-concentration DNA, down to 2 ng/µL. The first results of bioinformatics analyses show that preparing libraries with PCR allows for 10X additional depth without reducing sequencing performance (coverage, duplication). This gain is not negligible, especially for older pools. Across the 13 pools, depth ranges from 35 to 62X, and the number of reads from 500 to 769 million. The SNP calling stage is underway and currently reveals 2.5 million SNPs after filtering for quality and depth. This study thus reveals that DNA extraction and poolseq are feasible from fry scale samples, even old and degraded, and allow obtaining quality genomic data. This study will eventually include 32 additional pools distributed over the same spatio-temporal gradient (45 pools in total). The prospects for the identification of SNPs under selection will be presented.
Notre étude vise à comprendre comment les processus démographiques et évolutifs (dérive génétique, migration, sélection, mutation) façonnent la diversité génomique et sa structure dans une population de truite commune (Salmo trutta) en expansion. Introduite aux Iles Kerguelen dans les années 1960, S. trutta a aujourd’hui colonisé 54 cours d’eaux et continue encore son expansion. Ces populations font l’objet d’un suivi à long terme depuis 1962 avec des campagnes d’échantillonnage régulières, qui nous permettent de disposer d’une riche collection de plus de 50 000 échantillons (écailles) répartis le long du front d’expansion sur un gradient temporel de 50 ans. Nous avons séquencé 13 pools d’individus (25 individus/pool), correspondant à huit populations, dont 3 populations anciennes introduites dans les années 60 et échantillonnées sur 2 à 4 dates, et 3 populations récentes, ayant colonisé des cours d’eaux dans les années 2000-2010 et échantillonnées une seule fois. L’ADN a été extrait à partir de cellules épidermiques fixées aux échantillons d’écailles d’alevins âgés de 1 an. Le séquençage a été effectué sur séquenceur MGI (2 x 150 bp, objectif 50X de profondeur) par l’EPGV avec une étude préliminaire visant à savoir si la préparation de la librairie avec et sans PCR affecte le séquençage. La préparation des librairies a également été adaptée aux pools anciens composés d’ADN dégradés et peu concentrés, jusqu’à 2 ng/µL. Les premiers résultats des analyses bioinformatiques montrent que la préparation des librairies avec PCR permet d’obtenir 10 X de profondeur supplémentaire sans réduire la performance du séquençage (couverture, duplication). Ce gain n’est pas négligeable notamment pour les pools anciens. Sur les 13 pools, la profondeur varie de 35 à 62X, et le nombre de reads de 500 à 769 millions. L’étape de SNP calling est en cours et révèle pour le moment 2.5 millions de SNP après filtration sur la qualité et la profondeur. Ainsi cette étude révèle que l’extraction d’ADN et le poolseq sont réalisables à partir d’échantillons d’écailles d’alevin, même ancien et dégradés, et permettent d’obtenir des données génomiques de qualité. Cette étude inclura à terme 32 pools supplémentaires répartis sur le même gradient spatio-temporel (45 pools au total). Les perspectives pour l’identification des SNPs sous sélections seront présentées.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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