MEMOIRE - univ-oran1.dz · 2015-05-05 · RESUME Dans le cadre de l’étude de la biodiversité des ressources génétiques animales, en général et ovines en particulier, ... W

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIREMINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR

ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUEUniversité d’ORAN ES-SENIA

FACULTE DES SCIENCESDEPARTEMENT DE BIOTECHNOLOGIE

MEMOIRE

Présenté par

Mademoiselle Brahami Nabila

Pour obtenir

LE DIPLOME DE MAGISTERSpécialité : Biologie Moléculaire et Génétique

Intitulé :

Contribution à la caractérisation génétique de races ovines algériennes,

marocaines et françaises par l’utilisation du microsatellite INRA063 et

étude de leurs relations phylogénétiques

Soutenue le : -10-2007 à la salle de conférences de la Faculté des Sciences

Devant les membres du jury :

Melle FORTAS Zohra Professeur à l’Université d’Oran, Es-Sénia, Algérie(Présidente)

Mme MEHTAR Nadhira Professeur à l’Université Mohamed Boudiaf (USTO), Algérie(Rapporteur)

Mme TABET-AOUL Nacéra Chargée de cours à l’Université d’Oran, Es-Sénia, Algérie(Co-Rapporteur)

M. AOUES Abdelkader Professeur à l’Université d’Oran, Es-Sénia, Algérie(Examinateur)

M. BOUJEMA Abdallah Maître de Conférence à l’Université d’Oran, Es-Sénia, Algérie(Examinateur)

M. GAOUAR Souheil Chargé de cours à l’Universtité de Tlemcen, Algérie(Invité d’honneur)

Remerciements

Ce travail a été réalisé dans le laboratoire de recherche du département de Génétique

appliquée de l’Université des Sciences et de la Technologie d’Oran Mohammed

Boudiaf (U.S.T.O.M.B) dont nous remercions la responsable Mme Mehtar Nadhira.

Je tiens à exprimer toute ma reconnaissance aux membres du jury :

Mademoiselle Fortas Zohra, Professeur en Microbiologie à l’Université d’ORAN Es-

Senia d’avoir fait l’honneur de présider ce jury.

Monsieur Aoues Abdelkader, Professeur en Biochimie à l’Université d’ORAN Es-

Senia et Monsieur Boujema Abdallah, Maître de conférence en Biologie Moléculaire à

l’Université d’ORAN Es-Senia, pour le temps et l’intérêt qu’ils ont dédiés à

l’évaluation de ce travail.

Madame Mehtar Nadhira, Professeur en Biologie Moléculaire à la faculté des

Sciences d’U.S.T.O.M.B, qui a bien voulu m’intégrer dans son équipe de recherche,

pour le temps qu’elle a consacré au suivie de ce travail. Je la remercie également pour

la qualité de l’encadrement scientifique dont elle m’a fait bénéficier.

Madame Tabet-Aoul Nacéra, chargée de cours en Génétique à la Faculté des

Sciences, département de Biotechnologie, Université d’ORAN Es-Senia, qui s'est

chargée de m'encadrer durant la réalisation de ce travail, ses conseils scientifiques

avisés m’ont, à maintes reprises, indiqué la direction à suivre. Je la remercie pour sa

rigueur et son souci de clarté.

Monsieur Gaouar Souheil, chargé de cours en Génétique à l’Université de Tlemcen,

qui a accepté de venir participer à ce jury en tant qu’invité d’honneur et qui n'a

jamais compté son aide ni son temps pour m'expliquer l'intérêt de l’étude de la

variabilité génétique des espèces d’élevage, pour avoir mis à notre disposition les

différents programmes informatiques traitant de la diversité génétique.

Mes remerciement s’adressent aussi :

A mademoiselle Aït-yahia Rachida, chargée de cours en Génétique à l’U.S.T.O.M.B,

pour ses précieux conseils, son soutien moral, sa sympathie et qui n’a manqué à

aucun moment de m’encourager.

A Monsieur Khelifaoui et tous le personnel de la société Fertial (Arzew), pour nous

avoir fourni gracieusement de l’eau désionisée indispensable à la coloration de

l’ADN au nitrate d’argent.

A Monsieur Houari, pour la réalisation d’un dispositif de coloration, qui nous a

permis d’économiser considérablement les solutions de coloration.

A tous les membres de l’équipe de notre laboratoire qui nous ont permis de travailler

dans un climat très agréable.

Enfin je remercie très chaleureusement mes collègues Boushaba Nadjet, Hamouda

Linda et Khaïb dit Naïb Ouahiba, Grâce à qui j’ai pu surmonter beaucoup d’obstacles

dans la réalisation pratique de ce travail, pour tous les moments agréables qu’on a

partagés.

Contribution à la caractérisation génétique de races ovines algériennes, marocaines etfrançaises par l’utilisation du microsatellite INRA063 et étude de leurs relationsphylogénétiques.

RESUME

Dans le cadre de l’étude de la biodiversité des ressources génétiques animales, en généralet ovines en particulier, nous avons contribué à l’étude de la variabilité génétique de treize racesovines originaires de trois pays méditerranéen différents l’Algérie, le Maroc et la France enutilisant un marqueur de type microsatellite INRA063. Cette étude constitue un travailpréliminaire de caractérisation de ces races qui sera complété par la suite en intégrant lesdonnées d’autres marqueurs.

Au cours de cette étude, une nouvelle technique de détection de polymorphisme a étémise au point au niveau de notre laboratoire, qui consiste en une amplification in vitro suivid’une électrophorèse des ADN sur gel de polyacrylamide non dénaturant et d’une coloration aunitrate d’argent, facilitant ainsi la détermination des génotypes.

Dans un premier temps, l’étude des paramètres de variabilité intra-race, réalisée à partirdes génotypes des animaux, de six races ovines algériennes, cinq races ovines marocaines etdeux races ovines françaises, pour le microsatellite INRA063, nous a permis d’avoir unepremière estimation de la variabilité génétique, basée sur le nombre d’allèles observés et leursfréquences dans chacune des treize races étudiées, ainsi que sur les taux d’hétérozygotie calculés.Cette étude est précédée d’une estimation de l’écart des populations étudiées par rapport àl’équilibre Hardy-Weinberg.

Dans un deuxième temps, l’analyse de la structuration des populations révèle que ladiversité intra-race participe avec une grande part à la diversité de l’ensemble des races étudiées,mais ce résultat reste circonscrit au microsatellite INRA063. L’étude des autres paramètres devariabilité inter-race a été réalisée en intégrant les résultats du typage d’autres microsatellites,étudiés au sein de notre équipe. L’analyse de l’affectation des 366 animaux aux treize racesétudiées nous a donnée une première idée sur les échanges d’allèles entre certaines races.

Par ailleurs, les relations phylogénétiques entre les treize races ont été analysées grâceaux dendrogrammes obtenus à partir de deux distances génétiques différentes (Nei et Slatkin).Leur comparaison aux données historiques de ces races nous a amener à choisir la distance deNei pour nos interprétations. L’analyse factorielle des correspondances (AFC) réalisé sur cespopulations a confirmé les regroupements mis en évidence par la distance de Nei.

Enfin, l’estimation des contributions relatives de chacune des treize races à la diversitétotale, selon l’algorithme de Weitzman, a mis en évidence l’originalité de la race françaiseMérinos de Rambouillet. Chez les races algériennes, c’est la race D’men qui présenterait la plusgrande contribution à la diversité totale.

Les retombées de ce travail à moyen et long terme seraient de proposer une stratégie deconservation et de préservation de nos races ovines.

Mots-clés : variabilité génétique, polymorphisme d’ADN, races ovines, microsatellite, relations

phylogénétique, conservation.

Contribution to the genetic characterization of Algerian, Moroccan and French sheep

breeds using microsatellite INRA063 and study of their phylogenetic relationships.

ABSTRACT

In this work, we studied the genetic variability of thirteen ovine breeds from threedifferent mediterranean countries Algeria, Morocco and France by using the microsatelliteINRA063. This study constitutes a preliminary work of characterization of these breeds whichwill be supplemented thereafter by integrating the data of other markers.

During this study, a new technique of detection of DNA polymorphism was developed inour laboratory, which consists of an in vitro amplification follow-up by an electrophoresis ofDNA on not denaturant polyacrylamide gel and visualization by silver staining, thus facilitatingthe determination of the genotypes.

Initially, the study of the parameters of inbreeding variability, was carried out from thegenotypes of the animals, of six Algerian ovine breeds, five Moroccan ovine breeds and twoFrench ovine breeds, for microsatellite INRA063, enabled us to have a first estimate of thegenetic variability, based on the number of observed alleles and their frequencies in each thirteenstudied breed, like on the calculated rates of heterozygoty. This study is preceded by an estimateof the variation of the populations studied compared to Hardy-Weinberg equilibrium.

In the second time, the analysis of the structuring of the populations reveals a geneticexchange between the studied breeds, but this result remains circumscribed with microsatelliteINRA063. The study of the other parameters of variability interbreeding was carried out byintegrating the results of the typing of others microsatellites, studied within our team. Theanalysis of the assignment of the 366 animals to the thirteen studied breeds gave us a first ideaon the exchanges of alleles between these breeds.

In addition, the phylogenetic relationships between the thirteen breeds were analyzedusing the dendrogrammes obtained starting from two different genetic distances (Nei andSlatkin). Their comparison with the historical data of these breeds has to lead us to choose thedistance from Nei for our interpretations. The factorial analysis of correspondences (AFC)realized on these populations confirmed the regrouping highlighted by the distance from Nei.

Lastly, the estimate of the relating contributions for each of the thirteen breed to totaldiversity, according to the algorithm of Weitzman, highlighted the originality of the Frenchbreed Mérinos de Rambouillet. At the Algerian breeds, the D’men breed would present thegreatest contribution to the total diversity.

The repercussions of this work in the medium and long term would be to propose astrategy of conservation and safeguarding of our ovine breeds.

Key words: genetic variability, polymorphism of ADN, sheep breeds, microsatellite,

phylogenetic relations.

LISTE DES ABREVIATIONS

ACP : Analyse en composante principaleADN : Acide DésoxyribonucléiqueADNmt : Acide Désoxyribonucléique mitochondrialAe : Nombre efficace d’allèlesAFC : Analyse factorielle des correspondancesAFLP: “Amplified Fragment Length Polymorphism”: Polymorphisme de longueur des fragmentsamplifiésAUF : Agence Universitaire de la FrancophonieBET: Bromure d’ethidiumcM: CentimorganDO : Densité OptiqueDSA : Direction de la santé animaleDST: Diversité entre populationEDTA : Ethylene diamine tetracetic acidEHW : Équilibre de Hardy-WeinbergEST: “Expressed Sequence Tags” : marqueurs de séquence expriméeFAO: “Food and Agriculture Organization”: Organisation pour l’alimentation et l’agricultureGST : Coefficient de différentiation génétiqueh : heureHS : Diversité intra-populationHT : Diversité génétique totaleIAV : Institut Agronomique et VétérinaireITElv : Institut Technique d’ElevageITEDAS : Institut Technique du Développement de l’Agriculture Saharienne.Kb: Kilo baseM : MolaireMgCl2 : Chlorure de magnésiummin : MinuteNaCl : Chlorure de sodiumpb : Paire de basesPCR : “Polymerase Chain Reaction” : Réaction de polymérisation en chaineQTL : Quantitative Trait LociR & H : Robertson et HillRAPD: “Random Amplification of Polymorphic DNA”: Polymorphisme d’AND amplifiéaléatoirementREM: RembiRFLP : “Restriction Fragment Length Polymorphism”: Polymorphisme de taille des fragments derestrictionSec: SecondeSNP: “Single Nucleotide Polymorphism”: Polymorphisme de simple nucléotideSSCP: “Single Strand Conformation Polymorphism”: Polymorphisme de conformationd’ADN simple brinSTR: “Short Tandem Repeat”: Courtes répétitions en tandemTAA : TaâdmitTaq: Thermus aquaticusTBE: Tris Borate EDTAVNTR: “Variable Number of Tandem Repeats”: Nombre variable de répétitions en tandemW &C : Weir et Cockerham

TABLE DES MATIERES

Avant proposI. Introduction 1II. Revue Bibliographique 4

1. Notion de race 42. Concept de biodiversité 4Ressources génétiques 5Rôles des ressources génétiques animales 5Erosion génétique 7

3. Notions de génétique des populations 83.1. Équilibre de Hardy-Weinberg 83.2. La consanguinité 93.3. Dérive génétique et effet fondateur 93.4. Sélection 103.5. Migration et mutation 10

4. Description des races ovines 124.1. Aperçu sur le cheptel ovin algérien 124.2. Aperçu sur les races ovines marocaines étudiées 184.3. Aperçu sur les deux races ovines françaises étudiées 20

5. Caractérisation des races domestiques 21Critères morphologiques 21

5.2. Critères biochimiques 215.3. Critères moléculaires 225.3.1. Polymorphisme de l'ADN mitochondrial 225.3.2. Marqueurs RFLP 235.3.3. Marqueurs AFLP 245.3.4. Marqueurs RAPD 245.3.5. Les variations ponctuelles ou SNP 255.3.6. Les réarrangements de séquences 255.3.7. Intérêt des microsatellites pour l'étude des populations 26

III. Matériel et méthodes 291. Choix des races étudiées 292. Composition des échantillons 293. Choix et caractéristiques du marqueur microsatellite 314. Amplification de l’ADN in vitro par PCR 31

4. 1. Principe de la PCR 314. 2. Conditions pratiques de la PCR 314. 3. Mise en évidence des produits d’amplification 32

5. Etude par électrophorèse sur gel de polyacrylamide non dénaturant 335.1. Principe de la méthode 335. 2. Protocole 335. 3. Coloration des ADN au nitrate d’argent 345. 4. Identification des allèles 35

6. Méthodes d’analyses statistiques des résultats 356. 1. Estimation de l’écart par rapport à la panmixie 366. 2. Paramètres et méthodes choisis pour étudier la variabilité 37intra population6. 2. 1. Richesse allèlique 376. 2. 2. Estimation des fréquences alléliques 376. 2. 3. Indices de diversité 386. 2. 4. Nombre efficace d’allèles 396. 3. Paramètres et méthodes choisis pour étudier la variabilité 39inter population6. 3. 1. Analyse de la structuration des populations 396. 3. 2. Affectation d’un individu à sa population 406. 3. 3. Distances génétiques et arbres de classification 406. 3. 4. Corrélation entre matrices de distances génétiques 436. 3. 5. Analyse multidimensionnelle 446. 3. 6. Contribution relative des races étudiées à la diversité globale 44

IV. Résultats et Discussion 461. Mise au point des conditions d’amplification pour le microsatellite 46INRA063 et des conditions d’électrophorèse2. Résultats d’analyses statistiques 48

3.1. Estimation de l’écart à l’équilibre de Hardy-Weinberg 493.2. Etude de la variabilité intra population 51

3.2.1. Richesse allèlique 513.2.2. Estimation des fréquences allèliques 513.2.3. Indices de diversité 533.2.4. Nombre efficace d’allèles 54

3.3. Etude de la variabilité inter population 543. 3. 1. Analyse de la structuration des populations 543. 3. 2. Affectation d’un individu à sa population 553. 3. 3. Arbres de classification 583. 3. 4. Corrélation entre matrices de distances génétiques 593. 3. 5. Analyse multidimensionnelle 593. 3. 6. Contribution relative à la diversité globale des races étudiées 60

V. Conclusion 62Références bibliographiques 66

Liste des Tableaux

Tableau1 : Evolution des effectifs des espèces d’élevage en Algérie 12

Tableau 2 : Génotypes des ADN témoins fournis par Labogena pour le microsatellite 30

INRA063

Tableau 3 : Caractéristiques du microsatellite INRA063 31

Tableau 4 : Génotypes de 12 ADN de la race Rembi et 13 ADN de la race Taâdmit 48

amplifiés pour le microsatellite INRA063 et analysés dans le gel de la figure 17

Tableau 5 : Nombre d’animaux étudiés et génotypés par race pour le microsatellite INRA063 48

Tableau 6 : Résultats du test d’excès d’hétérozygotes par rapport à l’EHW pour les treize 49

races étudiées avec le microsatellite INRA063

Tableau 7 : Résultats du test de déficit en hétérozygotes par rapport à l’EHW pour les treize 49

Races étudiées avec le microsatellite INRA063

Tableau 8: Nombre d’allèles pour le microsatellite INRA063 chez les treize races étudiées 51

Tableau 9 : Fréquences allèliques pour le microsatellite INRA063 chez les treize races étudiées 51

Tableau 10: valeurs des taux d’hétérozygotie pour le microsatellite INRA063 53

Tableau 11: Nombre efficace d’allèles du microsatellite INRA063 pour chacune 54

des treize races étudiées

Tableau 12 : Paramètres de la structuration des treize populations étudiées pour le 54

microsatellite INRA063

Tableau 13 : Pourcentage d’affectation des animaux à une race sur la base de leurs génotypes 55

Tableau 14 : Matrice de distances génétiques entre les treize races étudiées 58

Tableau 15 : Contributions relatives des treize races ovines étudiées à la diversité génétique 60

total

Liste des Figures

Figure 1 : Carte de la répartition géographique approximative des races 13

ovines algériennes

Figure 2 : Bélier Ouled-Djellal 13

Figure 3 : Bélier Hamra 14

Figure 4 : Moutons Sidaoun 14

Figure 5: Bélier Rembi 15

Figure 6 : Bélier Tâadmit 16

Figure 7 : Bélier D’men algérienne 16

Figure 8 : Brebis Timahdite 18

Figure 9 : Bélier Sardi 18

Figure 10 : Bélier Boujâad 19

Figure 11 : Bélier Beni Ghil 19

Figure 12 : Bélier D’man marocaine 20

Figure 13 : Bélier Rouge du Roussillon 20

Figure 14 : Bélier Mérinos de Rambouillet 21

Figure 15: Schéma illustrant l’instabilité d’un microsatellite 26

Figure 16 : Schéma représentatif de la disposition des échantillons d’ADN 34

ADN témoins et marqueur de taille au long des 38 puits du gel de polyacrylamide

Figure 17 : Résultat de l’électrophorèse, sur gel de polyacrylamide, suivie d’une 48

coloration au nitrate d’argent, de 12 ADN de la race Rembi et 13 ADN de

la race Taâdmit amplifiés avec le microsatellite INRA063

Figure 18 : Courbe de régression tracée à partir des distances de migration des 48

bandes des ADN témoins observés dans le gel de polyacrylamide de la figure 17

Figure 19 : Fréquences allèliques des treize races étudiées pour le microsatellite 52

INRA063

Figure 20 : Histogramme du nombre d’allèles et nombre efficace d’allèles 54

du microsatellite INRA063 pour chacune des treize races étudiés

Figure 21 : Dendrogramme de la distance de Slatkin obtenu par la méthode 58

« Neighbor-joining »

Figure 22 : Dendrogramme de la distance de Slatkin obtenu par la méthode 58

« UPGMA »

Figure 23 : Dendrogramme de la distance de Nei obtenu par la méthode 58

« Neighbor-joining »

Figure 24 : Dendrogramme de la distance de Nei obtenu par la méthode « UPGMA » 58

Figure 25 : Analyse factorielle des correspondances ( AFC) de l’ensemble 59

des treize races

Figure 26 : Histogramme des contributions relatives des treize races ovines étudiées à 60

la diversité génétique total

Avant propos

AVANT PROPOS

La diversité des ressources génétiques des animaux d’élevage est le résultat d’un long

processus d’évolution. En effet, il y a environ dix à douze mille ans que l’humanité est passée d’un

mode de vie basé sur la chasse et la cueillette à un mode de vie fondé sur le développement de

l’agriculture et la domestication des animaux d’élevage. Ce passage révolutionnaire a favorisé un

accroissement de la population humaine. Deux phases sont à distinguer en matière de

développement de l’élevage (Fadlaoui, 2006).

Durant la première phase, les éleveurs ont procédé à des améliorations lentes mais

cumulatives de la qualité génétique de leurs animaux. La diversité intra-spécifique est

l’aboutissement de l’effort de nombreuses communautés gérant leur élevage dans des habitats et

niches écologiques aussi nombreux que variés, et manipulant la composition génétique de ce dernier

en fonction des besoins spécifiques de leur environnement, de leur système de production et de leur

propre préférence ou objectif d’élevage (Fadlaoui, 2006). La conviction selon laquelle l’élevage a

évolué uniquement sous l’influence de l’environnement et n’a pas été modifié par l’intervention de

l’homme est largement répandue dans les milieux spécialisés. Cependant, des compilations récentes

des connaissances traditionnelles sur la sélection animale réfutent cette analyse (Köhler-Rollefson,

2000).

En privilégiant les animaux qui sont mieux adaptés aux conditions locales, les éleveurs ont pu

graduellement améliorer leur production par sélection. En adoptant des approches génétiques,

simples mais efficaces, ils se sont chargés des aspects d’adaptation des animaux aux conditions

environnementales locales. Ces adaptations ont produit une multitude de races et ont permis le

développement des activités d’élevage même dans des conditions de production extrêmes (Rege et

Gibson, 2003). Au cours du vingtième siècle, le progrès technologique s’est largement répandu et a

permis d’amplifier les processus de sélection à un rythme régulier.

Dans la seconde phase, la genèse et la diffusion à grande échelle des innovations

technologiques ont permis de soutenir une croissance rapide de la population mondiale qui est

passée de 1 à 6 milliards de personnes (Fadlaoui, 2006). Durant cette période, le progrès technique

Avant propos

et la croissance économique ont constitué les principaux moteurs du développement humain dans le

monde entier.

La combinaison, fortement rentable, de races spécialisées et de procédés de production

intensifs en capital, s’est développée au détriment des techniques de production traditionnelles,

basées sur des races indigènes, qui sont devenues moins viables économiquement. Dès lors, les

génotypes des races domestiques, à faible effectif, sont soumis à des mécanismes d’érosion

génétique (disparition de la diversité génétique) et de nombreuses races se sont éteintes (Fadlaoui,

2006).

Les données du Centre Mondial de Conservation révèlent que durant un siècle, entre 1892 et

1992, 617 races se sont éteintes et 474 ont été considérées comme rares et en danger d’extinction

(Tisdell, 2003). Ces chiffres, rapportés au total des races recensées, indiquent qu’en moyenne une

race sur six s’est éteinte au cours du dernier siècle.

Une homogénéisation des troupeaux et leur fragilisation se sont mises en place, mettant en

évidence la nécessité de préserver ces ressources génétiques. Les succès qui ont été obtenus dans

l’amélioration des productivités et des qualités des races animales domestiques ont occulté le revers

de la médaille, qui est la perte de la diversité des ressources génétiques accumulées jusqu’alors et

disponibles pour les générations futures (Lamotte, 1995). L’intérêt économique immédiat ne doit

pourtant pas faire oublier l’importance fondamentale qu’a pour l’avenir le maintien et la

préservation de la diversité génétique, seule à pouvoir répondre à des besoins futurs d’adaptation.

Le cheptel ovin algérien, composé de huit races, ne fait pas exception à cette

homogénéisation. En effet après l’avènement de la mécanisation dans la steppe, un phénomène

dangereux menace la diversité génétique de notre cheptel ovin ; la race Ouled-Djellal dont le

rendement en viande est le plus important par rapport aux autres races est entrain de submerger

toutes les autres races soit par assimilation ou par remplacement ce qui va sans doute diminuer la

variabilité génétique de notre cheptel ovin. L’idéal serait donc de préserver un nombre minimum

d’individus par race tout en gardant un maximum de variabilité génétique (Gaouar, 2002).

Ceci suppose des moyens précis d’investigation et d’évaluation de cette variabilité,

permettant d’approfondir nos connaissances, d’une part sur le plan pratique : conservation de la

variabilité génétique de notre cheptel ovin et d’autre part, sur le plan fondamental : relation

phylogénétique entre les races ovines.

Introduction

1

I- INTRODUCTION

a diversité génétique animale est essentielle pour rendre durable la

productivité dans le secteur agronomique. Or, il existe de nombreuses

menaces, pesant sur la biodiversité, qui touchent aujourd’hui non seulement la flore

et la faune sauvage mais de plus en plus les animaux domestiques présentant jadis une grande

diversité. Plusieurs races sont déjà éteintes, d’autres ne comptent plus que quelques rares

spécimens.

Il apparaît que la première étape à réaliser pour la sauvegarde de la biodiversité, est la

caractérisation génétique de ces races afin d’estimer leur variabilité et leur originalité. En effet

l’outil moléculaire offre, actuellement, un grand nombre de techniques permettant de mieux

étudier les bases génétiques de la biodiversité et de réaliser la caractérisation des races

domestiques, ce qui permettra d’une part de contribuer à leur préservation et à leur conservation

et d’autre part d’envisager des stratégies pour leur amélioration afin qu’elles répondent mieux

aux besoins économiques (Fadlaoui, 2006).

Les races ovines algériennes présentent une très grande adaptation à des milieux très

rigoureux tels la steppe, leur déperdition va générer deux conséquences. D’une part, une perte de

la variabilité génétique qui entraînera à court terme, une diminution de l’aptitude générale

(résistance aux maladies, qualités reproductrices...) et à long terme une diminution de la

possibilité d’évoluer par sélection (due à la perte de variants allèliques). D’autre part, au sein de

l'espèce dans son ensemble, l'extinction d’une race peut entraîner la perte de caractères

potentiellement intéressants et donc une diminution de la biodiversité.

L’idéal serait de mettre en place des stratégies de conservation de toutes nos races

locales. Ce qui suppose des moyens précis d’investigation et d’évaluation de leur variabilité

génétique qui nous permettrons d’approfondir nos connaissances sur ces races et d’établir les

relations phylogénétiques entre elles et entre d’autres races appartenant à des régions

géographiques proches.

L

Introduction

2

En ce qui concerne la caractérisation génétique des races ovines algériennes, jusqu’à ce

jour, ces races n’ont fait l’objet que d’études du polymorphisme de caractères morphologiques

(coloration, forme des cornes,…) et quelques études des marqueurs biochimiques (protéines

sériques et protéines du lait). Ces études ne rendent compte que d’une très faible proportion de la

variabilité génétique de notre cheptel. Cependant, une première caractérisation génétique de deux

races ovines algériennes : la race Ouled-Djellal et la race Hamra a été réalisée. Cette étude était

basée sur l’étude du polymorphisme de l’ADN par l’analyse de 12 microsatellites par

génotypage assisté par un séquenceur automatique (Gaouar, 2002).

PRESENTATION DU TRAVAIL

Cette étude s’inscrit dans le cadre d’un projet AUF (Agence Universitaire de la

Francophonie), en coopération inter universitaire avec l’Unité mixte de recherche INRA-INAP-

G (Jouy en Josas, Paris) et le laboratoire d’Analyses génétiques (LAGEV) de l’institut

Agronomique et Vétérinaire Hassen II, Rabat, dont l’objectif est la caractérisation génétique des

races ovines algériennes (Ouled-Djellal, Hamra, Rembi, D’men algérienne, Sidaoun et Taâdmit)

et leur comparaison avec d’autres races, marocaines (Timahdite, Sardi, Boujâad, Béni-Guil et

D’man marocaine) et françaises (Mérinos de Rambouillet et Rouge du Roussillon).

En effet, notre étude constitue un travail préliminaire de caractérisation génétique de ces

treize races ovines par l’analyse des résultats d’amplification d’un marqueur de type

microsatellite d’origine bovine INRA063 localisé sur le chromosome ovin OAR14.et d’analyse

des relations phylogénétiques existantes entre ces races.

Le polymorphisme des ADN, pour le microsatellite INRA063, étudiés a été révélé en

utilisant la technique PCR (Polymerase Chain Reaction) suivi d’une électrophorèse sur gel de

polyacrylamide non dénaturant, puis d’une coloration froide au nitrate d’argent. Cette technique

a été mise au point au sein de notre laboratoire, après plusieurs tests. En effet les travaux

pratiques de cette étude ont été réalisés entièrement dans le laboratoire de recherche du

département de Génétique appliquée de l’Université des Sciences et de la Technologie d’Oran

USTOMB.

Les résultats de cette analyse sont exploités, moyennant divers logiciels, pour une

initiation à l’étude de différents paramètres de génétique des populations, ce qui a permis

d’apprécier l’originalité de chaque population sur le plan variabilité génétique et d’analyser les

relations phylogénétiques existantes entre ces races.

Introduction

3

En effet, grâce aux nouvelles méthodes statistiques d’analyse de données moléculaires

apportées au sein de notre laboratoire par M. Gaouar Souheil, nous avons pu nous initier à

l’étude des treize races à différents niveaux. Dans un premier temps chaque population, des

treize étudiées a été testée pour sa situation par rapport a l’équilibre de Hardy-Weiberg. Les

paramètres de la variabilité intra-race, pour le microsatellite INRA063 ont été estimés dans un

second temps, pour chacune des treize races. Enfin les résultats d’analyse de trois autres

microsatellites BM1824, OarCP34 et OarFCB128, étudiés parallèlement par Melle Khaib dit

Naib, Melle Hamouda et Melle Boushaba respectivement, ont été intégrés aux notre afin

d’apprécier la variabilité inter-race existante entre les treize races originaires de trois pays

différents (Algérie, Maroc et France).

Les travaux de cette étude seront présentés en trois parties. En premier, nous exposerons

brièvement une revue bibliographique des différentes notions en relation avec notre travail. Le

matériel biologique et les méthodes utilisées seront traités dans le chapitre matériel et méthodes.

La troisième partie exposera l’analyse et la discussion des résultats obtenus. Enfin une

conclusion générale clôturera ce mémoire.

Revue Bibliographique

4

II. REVUE BIBLIOGRAPHIQUE

1. Notion de race

La notion de race, telle que les biologistes l’ont conçue, a été toujours présente dans les

préoccupations des éleveurs qui ont cherché à obtenir les types d’animaux correspondant le

mieux à leurs besoins. Ce terme désignait les populations résultantes, soit par isolement

géographique, soit par sélection, de la subdivision d’une même espèce.

Cette notion correspondait à l’existence de populations locales ou régionales adaptées à un

contexte de production donné et présentant, du fait de leur histoire et des échanges locaux de

reproducteurs, un certain nombre de caractères communs. La nomenclature était, au départ,

strictement géographique et reste encore aujourd’hui fortement marquée par l’influence des

zones d’origine ; la plupart des races portent encore le nom de la région où elles ont acquis leurs

traits caractéristiques. Il s’agit donc d’une notion empirique, retenue par des praticiens bien avant

l’apparition de la génétique.

Il reste aujourd’hui difficile de définir objectivement ce qu’est une race, la race se

distingue en effet couramment par un certain nombre de caractères communs transmissibles

d’une génération à l’autre.

Les caractères qui ont été le plus souvent retenus pour définir les races domestiques, au

moment où celles-ci se sont constituées et qui ont été ensuite codifiés dans le standard de

chacune d’elles, ont été et restent ceux qui sont facilement observables sur les animaux et/ou qui

ont un déterminisme génétique simple.

- morphologiques ou extérieurs : laine, forme de la tête… etc.

- des caractères physiologiques : ce sont eux qui ont la plus grande importance économique

puisqu’ils déterminent la productivité pour un type de production donné.

2. Concept de biodiversité

Pour se nourrir, se soigner, se vêtir, l’Homme a depuis toujours appris à discerner parmi

les espèces naturelles, celles qui convenaient le mieux à ses besoins. À partir du néolithique, il a

domestiqué certaines espèces animales et végétales, nécessaires à sa survie ou dans un but

récréatif. Ces espèces ont été sélectionnées en fonction de certains caractères tels que la


5

production de lait chez les bovins. L’histoire de l’évolution de ces espèces est depuis liée à celle

des sociétés humaines :

sélection de caractères intéressants, en fonction de besoins variables au cours du temps ou

selon les régions ;

conquête de nouveaux milieux au gré des déplacements humains introduisant, volontairement

ou non, certaines espèces ;

pratiques agricoles et de gestion des territoires.

La biodiversité actuelle au sein des espèces domestiquées résulte de ces différents brassages et

sélection (http://www.inra.fr/la_science_et_vous/dossiers_scientifiques/biodiversite/questions_

de_recherche/ressources_genetiques_et_selection consulté le: 22/07/2007).

2.1. Ressources génétiques

Plusieurs populations locales ont ainsi été façonnées, les variétés d’espèces végétales et

animales actuelles en sont issues. Chaque race ou variété est une combinaison inédite d’allèles.

La diversité génétique est à la fois un patrimoine, hérité d’une histoire commune et une

ressource pour améliorer les variétés et les races en fonction de nos besoins actuels et futurs

(http://www.inra.fr/la_science_et_vous/dossiers_scientifiques/biodiversite/questions_de_recherc

he/ressources_genetiques_et_selection consulté le 19/07/2007).

En effet, les ressources génétiques constituent le bien le plus précieux et le plus important

d’un point de vue stratégique. Dans de nombreux pays, il y a des espèces et des races animales

indigènes qui pourraient éventuellement contribuer beaucoup plus qu’elles ne le font

actuellement à la production alimentaire et ainsi satisfaire les besoins humains qui ne cessent

d’augmenter suite à la croissance démographique. L’utilisation des ressources génétiques

agricoles appropriées pour atteindre et maintenir les systèmes de production durables qui soient

capables de répondre aux besoins de l’homme est indispensable pour la sécurité alimentaire au

niveau national et mondial (Fadlaoui, 2006).

2.2. Rôles des ressources génétiques animales

La conservation et l'utilisation durable des ressources génétiques dans l'agriculture sont

essentielles au développement durable de la production agricole et des zones rurales. Elles sont,

particulièrement, indispensables pour les communautés rurales et la durabilité des systèmes de

production, sans négliger leurs fonctions culturelles. Celles-ci concernent les échanges


6

d’animaux au sein ou entre les familles. Les exemples portent sur les dots, l’abattage pour des

fêtes traditionnelles ou religieuses, les produits typiques, folklore… etc (Fadlaoui, 2006).

L’importance des animaux domestiques vient de leur capacité à convertir fourrages et

sous-produits de l’agriculture en nourriture de haute qualité et de leur rôle en tant que source

locale d’aliments (protéines et micro nutriments), de fibres, de force de travail et autres pour

répondre aux besoins des communautés.

En Algérie, l'agriculture est aussi la source de revenu d'une communauté rurale variée,

qui ne constitue pas seulement un atout fondamental de la culture algérienne, mais joue

également un rôle crucial pour le maintien du bon équilibre de l'environnement et de l’économie

(Chellig, 1992).

Nous présentons ci-dessous deux exemples du rôle des ressources génétiques animales en

algérie, dans le maintien de populations humaines à leurs régions d’origine.

Rôle des ressources génétiques animales au niveau de la steppe algérienne

La steppe (plateau situé entre l'Atlas Tellien et l'Atlas Saharien) constitue dans quelques

départements algériens, un berceau idéal où s'est développé et se développe un élevage ovin

dominant mené en extensif et dans les zones présahariennes un élevage caprin entretenu par des

habitudes et traditions sauvegardées de génération en génération. Ces élevages constituent les

seuls revenus des habitants de la région. Le mouton algérien par sa rusticité est le seul animal qui

permet la mise en valeur de la steppe. Sans cet animal, la steppe ne serait que des déserts où

l'homme serait incapable d'y vivre (Khelifi, 1975).

L’effectif du cheptel pâturant dans ces zones et dont la composante prédominante est la

race ovine (environ 80% du cheptel) n’a cessé d’augmenter depuis 1968. La croissance

exponentielle du troupeau steppique et sa concentration en raison de la régression du nomadisme

est dûe à plusieurs phénomènes dont une forte croissance démographique qui a entraînée une

augmentation de la consommation de protéines animales a été enregistrée durant la dernière

moitié du XXème siècle (Kacimi, 1996). La population de la steppe n’a cessé de croître ces

dernières années, cette croissance a concerné aussi bien la population sédentaire que la

population éparse (http://www.fao.org/ag/AGP/AGPC/doc /Counprof/Algeria/Algerie.htm

consulté le 12/06/2007).


7

Rôle des ressources génétiques animales au niveau des oasis algériennes

La palmeraie est un lieu de concentration humaine très importante, entouré d’étendues

désertiques ou sub-désertiques. Une famille ne dispose en moyenne que de 1 hectare de

superficie. Cette dernière extrêmement réduite se traduit par la recherche permanente de

l’intensification maximale (Bouix et al., 1974).

l’agriculture saharienne ne donne de bons résultats que si l’apport de fumure organique

est important. En effet, les conditions climatiques locales entraînent une décomposition rapide de

la matière organique des sols, L’agriculteur saharien est donc obligé de maintenir un élevage sur

sa propriété. C’est donc important que le cheptel imposé pour la fabrication de fumier soit

capable de transformer au maximum le fourrage qui lui est réservé (Bouix et al., 1974). Dans ces

conditions, il n’est pas surprenant que les ovins constituent l’espèce animale dominante élevée

en palmeraie.

2.3. Erosion génétique

Le problème d’érosion génétique, touchant à la fois les espèces végétales et animales,

s’est manifesté par des pertes considérables en biodiversité. Des experts de l’OCDE

(Organisation de Coopération et de Développement Economiques, 1994) distinguent des causes

directes et des causes indirectes de la perte de la biodiversité. Les causes de l'érosion génétique

sont multiples et varient d'un continent voire d’un pays ou d'une région à l'autre. Les guerres, les

maladies animales, la désertification, le réchauffement climatique ou les croisements incontrôlés

en font partie et parfois se conjuguent dans cette érosion (Fadlaoui, 2006).

Dans le passé, trop peu d’attention a été accordée au maintien et à l’amélioration de

l’adaptation aux conditions et contraintes spécifiques et les races indigènes des zones marginales

ont été sérieusement sous-estimées. Dans les zones à fort potentiel de production, la

prédominance de races productives semble logique, mais il faudrait aussi préserver les races

traditionnelles. Celles-ci constituent un réservoir de la diversité biologique et présentent des

caractères originaux qui pourraient devenir intéressants si les conditions ou les critères de

production venaient à changer, de plus, ces races participent à la diversification et au

développement de l’économie rurale (Fadlaoui, 2006).

Le travail de sélection peut à la fois réduire la diversité génétique par perte de caractères

ou de races anciennes et l’enrichir par de nouvelles races ou variétés. Il est donc nécessaire de

conserver pour chaque espèce des bases génétiques larges. Le patrimoine ainsi conservé peut


8

aussi permettre une reconstitution de populations menacées (http://www.inra.fr/la_science_et

vous/dossiers_scientifiques/biodiversite/questions_de_recherche/ressources_genetiques_et_selec

tion consulté le: 30/07/2007).

Ainsi il est impératif de procéder à la conservation des races indigènes pour un

développement durable de l’agriculture. La conservation des ressources génétiques doit passer

par les étapes suivantes :

- faire l’inventaire des races animales d’élevage et la caractérisation zootechnique des

populations locales en intégrant les approches socio-économiques ;

- analyser la diversité génétique des populations en intégrant les nouveaux outils moléculaires et

identifier les gènes contribuant à l’originalité des populations ;

- proposer des méthodes de gestion des populations : identifier les bases génétiques de

l’adaptation des populations à des milieux variés ; combiner au mieux races locales et races

spécialisées ; valoriser la diversité animale basée sur l’originalité des populations ;

- conserver la diversité de l’animal sur pied à la mise en cryobanque de gamètes, de cellules ou

d’ADN (Fadlaoui, 2006).

3. Notions de génétique des populations

3.1. Équilibre de Hardy-Weinberg

L’équilibre de Hardy Weinberg (EHW), ou équilibre panmictique, reste le modèle central

en génétique des populations. Ce dernier a été mis en évidence au début du XXème siècle par un

mathématicien anglais, G.H. Hardy, et un médecin allemand, W. Weinberg, et stipule que « les

fréquences allèliques restent stables de génération en génération dans une population diploïde

idéale et ne dépendent que des fréquences de la génération initiale ».

La notion d’équilibre dans ce modèle est soumise aux hypothèses suivantes : 1) la

population est panmictique ; 2) la population est de grande taille ; 3) il ne doit y avoir ni

sélection, ni mutation, ni migration ; et 4) les générations ne sont pas chevauchantes, c'est-à-dire

qu’il n y a pas de croisement entre individus appartement à différentes générations (In Fadlaoui,

2006).

En vue d’illustrer les propriétés de cette loi, considérons le cas d’un locus à deux allèles

(A et a) possédant respectivement des fréquences p et q où p + q = 1. Pour qu’un individu soit


9

homozygote AA (ou aa), il faut qu’il ait reçu un allèle A (ou a) de chacun de ses deux parents.

Sous les hypothèses mentionnées ci-dessus, ces événements se réalisent avec les probabilités :

P(AA) = p2 et P (aa) = q2

Pour le cas du génotype hétérozygote (Aa), deux alternatives sont possibles : l’individu

peut recevoir l’allèle A de son père et l’allèle a de sa mère et vice-versa. La probabilité d’obtenir

un hétérozygote Aa est donc : P(Aa) = 2 pq

Ainsi, dans une population idéale, les proportions de l’EHW sont données par p2 pour

l’homozygote (AA), q2 pour l’homozygote (aa) et 2pq pour l’hétérozygote (Aa). La fréquence

maximale des hétérozygotes (Aa) est alors atteinte lorsque p = q = 0,5. A l’inverse, lorsque l’un

des allèles est rare, presque tous les sujets disposant de cet allèle se trouvent à l’état

hétérozygote. Un tel constat est généralisable à un locus avec plusieurs allèles A1, A2, …Ak.

3.2. La consanguinité

La plupart des populations naturelles ne sont pas panmictiques (se dit d'une population où

les individus s'apparient au hasard. Il n'y a donc pas de choix du conjoint). Les gamètes ne

s'unissent pas au hasard du fait de la taille limitée des populations et de ses structures internes

qui empêchent la libre rencontre des individus. Souvent les limites de la dispersion des gamètes

fait que les organismes vont se reproduire avec des individus qui sont nés à proximité d'eux, avec

qui ils sont apparentés. Ce qui va engendrer les conséquences suivantes :

- la proportion d'homozygotes va augmenter dans la population jusqu'à la fixation de lignées

homozygotes pures ;

- les fréquences alléliques ne seront pas modifiées si la population est de grande taille.

3.3. Dérive génétique et effet fondateur

L'effet fondateur est un aspect du tirage aléatoire des gènes pour former une nouvelle

population. Dans ce cas, le tirage aléatoire sera celui des migrants allant fonder une nouvelle

colonie pendant la même génération, au lieu d'être un tirage de gène d'une génération à l'autre.

L'effet fondateur a pour conséquence un profond bouleversement des fréquences alléliques,

d'autant plus important que le nombre de migrants est petit. Lors de la colonisation d'îles ou

d'archipels, de nombreux effets fondateurs successifs peuvent se produire, amplifiant le

phénomène.

Un effet fondateur est souvent suivi de dérive génétique importante dans la nouvelle colonie, du

fait de sa très petite taille. Ainsi, après quelques générations, la population fille pourra être


10

génétiquement complètement différente de la population mère. Certains allèles auront pu se

fixer, même si ils étaient rares au départ (http://lgb.unige.ch/evolution/dri00009.htm consulté le

15/07/2007).

3.4. Sélection

Il y a sélection lorsque, selon leur phénotype, les individus n'ont pas la même probabilité

de devenir reproducteur et/ou n'ont pas, une fois reproducteur, la même espérance de taille de

descendance, tout en admettant que la différence entre individus dépend d’une ou de plusieurs de

leurs caractéristiques (Rognon et Verrier, 2007).

La sélection naturelle constitue l'une des principales forces évolutives. Cependant il ne s'agit pas

là d'une force créatrice, mais une force passive qui tend vers une meilleure adaptation des

individus et des populations à leur milieu et leur environnement. C'est une force évolutive qui

naît de l'interaction entre les génotypes et leur environnement (http://lgb.unige.ch/ ev

olution/dri00009.htm consulté le 15/07/2007).

En sélection artificielle, la différence de probabilité d'être reproducteur est assurée par le

choix raisonné des reproducteurs, alors que l'utilisation des reproducteurs induit de possibles

différences de contribution à l'urne gamétique parmi les reproducteurs retenus. Le résultat serait

une perturbation importante dans les fréquences alléliques avec entre autre une diminution

importante dans la variabilité génétique.

3.5. Migration et mutation

Ces deux phénomènes sont de nature tout à fait différente. Cependant, leurs conséquences

sur la structure génique d'une population, sont qualitativement les mêmes dans le sens où ils sont

facteurs de nouveauté. Leur effet quantitatif n'est par contre pas du tout du même ordre de

grandeur (Rognon et Verrier, 2007).

- Migration

La migration, référant ici au mouvement des organismes entre populations (ces

populations ne sont pas fermés), représente en quelque sorte le ciment qui tient les populations

homogènes génétiquement, et qui fixe les limites de différentiation génétique (Hartl et Clark,

1997).

La migration peut parfois être à sens unique. Dans cette situation, les fréquences alléliques

de la population d’origine demeureront constantes dans le temps, contrairement à celles de la

population réceptrice. Dans les premières étapes de différentiation entre des sous-populations, un

faible taux de migration est suffisant pour retarder la différentiation, à moins qu’il y ait une forte


11

sélection différentielle (entre les reproducteurs de la population d’origine et ceux de la

population réceptrice) (Nei, 1987).

La migration apparaît ainsi comme un moyen rapide de faire évoluer les fréquences

géniques. Ceci constitue d'ailleurs un des intérêts du croisement en élevage. Cette conclusion

doit cependant être modulée : en effet, il n'y a d'évolution appréciable des fréquences que s'il y a

une différence initiale entre les deux populations (Rognon et Verrier, 2007).

En apportant un flux régulier de gènes extérieurs, la migration permet d'éviter la perte

de certains allèles (au moins ceux qui sont présents dans la population migrante). Par ailleurs,

dans la mesure où la population migrante est effectivement de grande taille et que les migrants

sont non apparentés entre eux, la migration vient briser les relations d'identité des gènes au sein

de la population d’accueil (Rognon et Verrier, 2007).

- mutation

Le terme mutation est utilisé pour désigner une modification irréversible de l'information

génétique et héréditaire. Les mutations peuvent engendrer trois types de polymorphisme :

variations ponctuelles, réarrangements de séquences (insertions, délétions, inversions ou

duplications) et des variations du nombre de répétitions de séquences anonymes. Dans un certain

nombre de cas, ces événements n'ont pas d'influence visible : c'est notamment le cas lorsque la

mutation touche une zone de l'ADN non impliquée, dans la structure, la régulation de l’ADN ou

le codage d'une protéine donnée. Dans d'autres cas, en un locus donné, la mutation provoque le

changement d'un allèle en un autre, déjà présent ou totalement inconnu dans la population. Les

mutations qui intéressent le généticien sont celles qui sont susceptibles d'être transmises à la

descendance (celles qui interviennent dans les cellules de la lignée germinale).

La mutation ne constitue pas à elle seule une force évolutive susceptible de modifier de

façon appréciable les fréquences géniques. Cependant, le rôle de la mutation à l'échelle de

l'évolution est fondamental, en tant que facteur de création de la nouveauté.

Pour que la mutation contribue de façon substantielle à l'évolution d'une population, il est

nécessaire que les allèles nouveaux soient "repris" par des forces plus efficaces, comme la

sélection ou le hasard. La mutation peut constituer un moyen de maintenir la variabilité d’une

population d’effectif limité, en empêchant la perte définitive de certains allèles. De ce point de

vue, toutefois, la mutation est moins efficace que la migration (Rognon et Verrier, 2007).


12

Tableau 1 : Evolution des effectifs des espèces d’élevage en Algérie (103 têtes) (Ministère del’Agriculture, 2000)

Années 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999

1- Bovins 1 416 1 405 1 300 1 394 1 267 1 255 1 650

Vaches BLM* 146 173 166 188 206 208 248

Vaches BLA** 705 705 661 724 731 720 752

Autres 565 527 473 482 330 327 650

2- Ovins 16 148 17 316 16 891 18 665 17 302 16 755 19 203

Brebis 9 784 10 354 9 098 10 964 11500 10 000 11 000

Autres 6 364 6 962 7 793 7 701 5 801 6 755 8 203

3- Caprins 2 568 2 404 2 484 2 683 2 780 3 120 3 403

Chèvres 1 960 1 990 1 262 1 492 1 600 1 680 1 680

Autres 608 414 1 222 1 191 1 180 1 440 1 723

4- Camelins 120 123 132 125 126 134 154

Total 20 252 21 248 20 807 22 867 21 475 21 264 24 410

Source : Ministère de l’Agriculture*BLM: Bovins laitiers modernes

**BLA: Bovins laitiers améliorés


13

4. Description des races ovines

4.1. Aperçu sur le cheptel ovin algérien

Le tableau 1 représente l’évolution des effectifs des animaux d’élevage où 78% de

l’effectif est constitué par le cheptel ovin, 14% par les caprins, 6% par les bovins et les camelins

ne représentent que 1.1% des effectifs. Les régions steppiques et présahariennes détiennent 80%

de l’effectif total constitué essentiellement par le cheptel ovin (Ministère de l’Agriculture, 2000).

Les ovins représentent la tradition en matière d’élevage en Algérie. Ils ont constitué

l’unique revenu du tiers de la population algérienne (Chellig, 1992) et il continue d’être la

principale source de revenu pour les populations des régions steppiques. En effet, le mouton est

un des rares animaux de haute valeur économique à pouvoir tirer partie des immenses espaces de

pâturages des régions arides constituées par la steppe qui couvre 12 millions d'hectares. Ce

territoire est cinq fois plus étendu que le reste des terres cultivables de l’Algérie (Chellig, 1992).

L'évolution globale des effectifs du cheptel ovin a été nettement marquée depuis un demi

siècle par une régression qui relève de plusieurs facteurs:

- la progression de la céréaliculture vers la steppe ;

- la surcharge des pâturages ;

- la disparition de la tradition d’élevage des régions rurales ;

- la pénurie de zootechniciens, ingénieurs, vétérinaires au niveau de la steppe (données de la

FAO « http://apps.fao.org/ consulté le: 12/08/2007). En effet, la mortalité chronique par manque

de soins vétérinaires apportés au cheptel est de 10% en année normale (Chellig, 1992). Celle-ci a

beaucoup diminué ces dernières années grâce aux compagnes de vaccination.

L’importance de l’élevage ovin en Algérie, réside aussi dans la richesse de ses ressources

génétiques. Ce cheptel renferme actuellement un total de 8 races présentant diverses

caractéristiques de résistance, de prolificité, de productivité de viande, de lait et de laine ainsi

qu’une bonne adaptation au milieu aride steppique et saharien (Chellig, 1992).

Ces races étaient classées, selon leurs effectifs et leurs importances économiques, en deux

groupes (Chellig, 1992) :

- races principales : Ouled-Djellal, Hamra, Rembi et Taâdmit ;

- races secondaires : D’men, Sidaoun, Berbère et Barbarine.

Depuis lors, une enquête sur terrain a été réalisée par M. Gaouar Souheil, chercheur au

sein de notre laboratoire, qui a abouti à l’observation de grands changements concernant les


14

Figure 1 : Carte de la répartition géographique approximative des races ovinesalgériennes. (Gaouar et al., 2005).

Figure2 : Bélier Ouled-Djellal (ITElv Aïn M’lila), (Gaouar et al., 2005).

Ouled Djellal

Hamra

D’men

Taadmit

Berbere

Barbarine

Rumbi

Sidaoun


15

effectifs des races et leurs berceaux, où deux races ovines occupent la majeure partie du

territoire algérien (Ouled-Djellal et Sidaoun) avec une présence non négligeable de la race

Hamra au niveau de l'Ouest de la steppe (Gaouar et al., 2005). Cette enquête a permis de donner

une nouvelle répartition des races ovines comme suit :

- races principales : Ouled-Djellal, Hamra et Sidaoun ;

- races secondaires : Rembi, D’men, Taâdmit, Berbère et Barbarine.

4.1.1. Races principales

Race Ouled-Djellal

Historiquement, cette race aurait été introduite par les Béni-Hilal venus en Algérie au

XIéme siècle, du Hidjaz (Arabie) en passant par la Haute Egypte. Il faut cependant remarquer que

les races ovines du Moyen-Orient et d’Asie sont toutes des races barbarines à queue grasse. C’est

pour cette raison, que, d'après le Dr. Trouette, la race Ouled-Djellal à queue fine et laine fine

aurait été introduite par les romains, grands amateurs de laine, au cinquième siècle venant de

Tarente en Italie où ce type de mouton existe jusqu’à présent. Il est d'ailleurs représenté sur les

stèles funéraires des ruines de Timgad (Chellig, 1992).

L’effectif de la race Ouled-Djellal constitue presque la moitié de l’effectif ovin algérien.

Cette race est répartie sur presque l’ensemble du pays, essentiellement au centre et à l’Est

(Chellig, 1992). Mais, récemment, cette race connaît une extension au niveau du tell, de la steppe

et du Nord du Sahara (Figure 1), ce qui a provoqué le rétrécissement des aires de répartition des

races Hamra, Berbère, Barbarine, Taâdmit, Rembi et D’men (Gaouar et al, 2005).

Le mouton Ouled-Djellal est un animal puissant, qui présente un squelette un fort et une

ligne dorsale bien droite. La toison de couleur blanche est souvent courte, descendant jusqu’aux

jarrets et aux genoux et s’arrêtant généralement sur la nuque à la limite des cornes (Figure 2). La

production de laine est de 2,5 à 3,5 Kg chez le bélier et 1,5 à 2,5 Kg chez la brebis. La

production laitière est estimée à 70-80 Kg en 6 mois. Le poids de l’agneau au sevrage (4 mois)

est de 30 Kg et son taux de prolificité est de 110% (Chellig, 1992). Actuellement, cette race est

considérée comme la principale race pour la production de viande.


16

Figure 3 : Bélier Hamra (ITElv Aïn el Hadjar, Saïda) (Gaouar et al., 2005).

Figure 4 : Moutons Sidaoun (Gaouar et al., 2005).


17

Race Hamra

La race Hamra dite Béni-Ighil est autochtone d’Afrique du Nord, plus précisément du

haut atlas marocain où elle est élevée par la tribu Béni-Ighil d’où elle tire son nom.

Son effectif était estimé à 3 millions 200 milles têtes (Chellig, 1992). Il a beaucoup

diminué ces dernières années pour arriver à quelques centaines de milliers d’animaux, d’environ

300.000 têtes actuellement. Cette diminution est dûe surtout à l’introduction massive, par les

éleveurs, de la race Ouled-Djellal dans le berceau de la race Hamra qui a abouti au remplacement

de cette dernière par Ouled-Djellal (Gaouar et al, 2005). Cette race est localisée surtout au niveau

de la région Ouest de la steppe jusqu’à la frontière marocaine (Figure 1).

Tout en rondeur, elle a une conformation idéale de mouton à viande, et une finesse

remarquable de l’ossature. Elle était préférée à toutes les autres races sur le marché de France

sous le nom de mouton d’Oranie à cause de ses qualités organoleptiques. Ce mouton, de petite

taille, se distingue des autres races par une tête et des pattes marron foncées tendant vers le rouge

(Figure 3). La laine est blanche avec du jarre allant au brun roux. Le poids de la toison varie de

2,5 à 3 Kg chez le bélier et de 1,5 à 2 Kg chez la brebis Les cornes spiralées sont de taille

moyenne, la queue est fine et de longueur moyenne. Sa production laitière est estimée entre 50 et

60 Kg durant 4 à 5 mois. Le poids de l’agneau au sevrage (4 mois) est de 25 Kg et celui de

l’agnelet de 12 mois est de 31 Kg. Sa prolificité atteint les 110% (Chellig, 1992).

Depuis les travaux réalisés par M. Gaouar Souheil en 2002, des programmes de

préservation des potentialités de cette race sont entrepris dans des fermes pilotes en collaboration

avec les éleveurs.

Race Sidaoun

Le mouton Sidaoun ressemble à une chèvre sauf qu’il a une queue longue et un bêlement

de mouton. Son corps est de couleur noire, paille clair ou présentant un mélange des deux

couleurs (Figure 4). Les mâles peuvent présenter soit une absence de cornes, soit des cornes

courbés de petite taille. La queue est mince et très longue, presque au ras du sol, et elle présente

une extrémité blanche. La production laitière est de 40-50 Kg en 5 à 6 mois. Le poids de

l’agneau au sevrage (5 mois) est de 15 Kg. Cette race ne produit pas de laine car elle est

entièrement couverte de poils. La fertilité des brebis est de 100% (Chellig, 1992).


18

Figure 5: Bélier Rembi (Chellig 1992)


19

Cette race s’appelle aussi Targuia parce qu’elle est élevée par les Touaregs qui vivent et

nomadisent au Sahara entre le Fezzan en Lybie-Niger et le sud algérien au Hoggar-Tassili. Il

semble que l’origine de la race Targuia soit le Soudan (le Sahel). Son effectif était estimé à

25.000 têtes (Chellig, 1992), aujourd’hui selon l’enquête réalisée par M. Gaouar, son effectif

connaît un accroissement considérable du fait de l’extension de son aire de répartition au niveau

de tout le Sahara (Figure 1).

4.1.2. Races secondaires

Race Rembi

Cette race est issue d’un croisement entre la race Ouled-Djellal et le mouflon du Djebel

Amour (Chellig, 1992). Elle occupait presque toute la steppe de l’Est à l’Ouest du pays et

présente une meilleure adaptation à la steppe par rapport à la race Ouled-Djellal grâce à sa

grande rusticité (Chellig, 1992). Cependant son aire de répartition connaît un rétrécissement

(Figure 1) à cause de l’extension de la race Ouled-Djellal. De plus, son effectif estimé à 2,2

millions de têtes, connaît aujourd’hui une diminution drastique. Actuellement, son aire de

répartition est limitée à la région centre ouest de l’Algérie (Gaouar et al, 2005).

Le mouton Rembi présente pratiquement les mêmes caractéristiques morphologiques que

la race Ouled-Djellal, sauf qu’il a une ligne dorsale un peu plus incurvée et les membres et la tête

de couleur fauve (Figure 5). Sa laine est blanche et couvre tout le corps jusqu’aux genoux et aux

jarrets. Le poids de la toison est de 3 à 3,5 Kg chez le bélier et de 2 à 2,5 Kg chez la brebis. Ses

cornes sont spiralées et massives. Sa queue est moyenne et mince. Cette race présente une bonne

aptitude à la traite avec une production allant de 55 à 65 Kg de lait en 5 à 6 mois. Au sevrage

(4mois), le poids de l’agneau est de 29 Kg. Sa prolificité est de 110% (Chellig, 1992).

Race Taâdmit

Cette race est le résultat d’un croisement de la race française (Mérinos) avec la race Ouled-

Djellal entrepris dés les années 1860 à la station expérimentale de Taâdmit, d’où son appellation.

Ce croisement avait comme objectif principal l’amélioration des aptitudes lainières de la race

Ouled-Djellal.

Cette race est exploitée dans la région centre de la steppe algérienne. Actuellement, Il

reste quelques centaines d’animaux au niveau de la willaya de Djelfa surtout au niveau de la


20

Figure 6 : Bélier Tâadmit (Gaouar et al., 2005).

Figure 7 : Bélier D’men algérienne(Chellig 1992)


21

ferme pilote de Taâdmit (Figure 1). Elle est entrain d’être remplacée essentiellement par la

race Ouled-Djellal (Gaouar et al, 2005).

Le mouton Taâdmit a une tête blanche, fine chez la femelle, large et courte chez le mâle.

La queue est moyenne descendante jusqu’aux jarrets. L’animal est haut sur pattes, ce qui lui

confère une bonne aptitude à la marche (Figure6). La laine est de couleur blanche, recouvrant

chez certains sujets le front et descendant jusqu’aux jarrets et parfois même jusqu’aux genoux

pour les membres antérieurs. Le poids de la toison chez les béliers est de 3 à 3,8 Kg et de 2 à 2,5

Kg chez les brebis. La production laitière varie de 70-80 Kg en 6 mois. L’agneau au sevrage

(4mois) pèse 21,9 Kg. Le taux de prolificité est de 107%. Cette race est surtout connue pour la

qualité supérieure de sa laine (Chellig, 1992).

Race D’men

La race D’men est très importante sur le plan physiologique car elle présente une grande

prolificité qui peut être exploitée pour améliorer celle des races à viande. C’est une race

saharienne répandue dans le sud du Maroc et dans les oasis de l’ouest algérien.

L’effectif de cette race s’est réduit, actuellement, à quelques troupeaux dans la région de

Bechar et quelques animaux au niveau d’El M’niaâ (Goléa) (Figure 1). Elle est entrain d’être

remplacée essentiellement par les races Ouled-Djellal et Sidaoun. De plus, cette race, qui

présente un phénotype très proche de la race Sidaoun, peut facilement être confondue avec des

animaux croisés entre la race Sidaoun et une race blanche du Nord, d’ailleurs localement le mot

D’men veut dire croisé (Gaouar et al, 2005).

C’est une race de petite taille. Le corps est de couleur noire ou brun foncé, seule

l’extrémité de la queue est blanche. Les cornes sont petites et fines ou inexistantes (Figure 7). La

queue est fine et longue. La laine ne couvre ni la poitrine, ni le ventre, ni les pattes, seulement le

dos. Le poids moyen de la toison est de 0,5 Kg. Cette race présente une production de lait, allant

de 70 à 80 Kg en 5 à 6 mois. Le poids de l’agneau au sevrage (4 mois) est de 15 Kg. Sa

prolificité est de 200% (Chellig, 1992).

Race Berbère

C’est une race des montagnes du Tell (Atlas-Tellien d’Afrique du Nord). Son effectif était

de 1 million de têtes (Chellig, 1992). Actuellement, cet effectif a beaucoup diminué. D’après

l’enquête réalisée par M Gaouar Souheil, c’est la race la plus menacée d’extinction, il reste un

seul troupeau au niveau des Monts au sud de la ville de Tlemcen (Figure 1).


22

Elle est de petite taille, à laine mécheuse blanc brillant (Azoulaï). Il existe cependant des

bêtes tachetées de noir. Ses cornes sont petites et spiralées. La queue est fine et de longueur

moyenne s’arrêtant aux jarrets. Le poids moyen de la laine est de 2,5 Kg chez le bélier et 1,5 Kg

chez la brebis. La production des brebis en lait est de 50-60 Kg en 6 mois, le poids de l’agneau

au sevrage (4 mois) est de 18 à 19 Kg et sa prolificité est estimée à 110% (Chellig, 1992).

Race Barbarine

Cette race est appelée aussi Oued-Souf, elle est caractérisée par une queue adipeuse

semblable à celle du mouton Barbarin tunisien et asiatique. Cette race est localisée à la frontière

tunisienne dans l’erg oriental (Oued Souf) (Figure 1). Les effectifs de cette race sont eux aussi

influencés par le développement de la race Ouled-Djellal (Gaouar, 2005).

Le corps du mouton Barbarine est blanc, sauf la tête et les pattes qui peuvent être brunes

ou noires. Les cornes son développées chez le mâle et absentes chez la femelle. La queue est

importante (1 à 2 Kg) et peut atteindre 3 à 4 Kg après engraissement. La production laitière est

de 40-50 Kg pendant 4 à 5 mois. Le poids de l’agneau au sevrage (4 mois) est de 25 Kg et le

poids de la toison est de 2 Kg pour le bélier est 1 Kg pour la brebis. La prolificité est de 100%

(Chellig, 1992).

Ces races ovines algériennes ont fait l’objet d’études du polymorphisme de caractères

morphologiques et quelques études des marqueurs biochimiques. Cependant ces études ne

rendent compte que d’une très faible proportion de la variabilité génétique de notre cheptel.

En ce qui concerne la caractérisation génétique du cheptel, jusqu’à ce jour, la première

étude portant sur la caractérisation moléculaire des races ovines algériennes a été effectuée par

M. Gaouar (2002). Elle a été réalisée sur les ADN de la race Ouled-Djellal et de la race Hamra

par l’étude du polymorphisme de 12 microsatellites par génotypage assisté par séquenceur

automatique. Ce qui a permis d’estimer la variabilité de chacune des deux races à partir des

fréquences alléliques et génotypiques (Gaouar, 2002).

En raison de la situation actuelle de l’élevage ovin en Algérie, caractérisée par l’absence

de toute stratégie de préservation et de conservation des ressources génétiques ovines, nous

assistons à une déperdition de certaines races par des phénomènes de remplacement ou

d’assimilation qui peuvent aboutir à l’extinction de ces dernières. En effet, nous assistons à

l’envahissement par la race Ouled-Djellal des berceaux d’autres races en particulier celui de la


23

Figure 8 : Brebis Timahdite(http://www.refer.org.ma/ovirep/cours1/p_timahdite.htm consulté le 18/08/2007 )

Figure 9 : Bélier Sardi(http://www.refer.org.ma/ovirep/cours1/p_sardi.htm consulté le 18/08/2007)


24

race Hamra dont les effectifs sont en continuelle diminution malgré ses nombreuses

qualités (Gaouar et al., 2005).

4.2. Aperçu sur les races ovines marocaines étudiées

Le cheptel ovin marocain compte plusieurs races. Nous allons décrire seulement les races

concernées par notre étude :

Race Timahdite

Le berceau de la race s’étend du moyen-atlas aux plateaux périphériques. Elle est

apparemment issue du croisement des animaux appelés du type Tadla et ceux de l’atlas.

Elle est réputée par sa bonne conformation, sa facilité d’engraissement, son rendement en

carcasse et son adaptation à son environnement. Elle est très utilisée pour le croisement

industriel. Son effectif total est estimé à 1.500.000 têtes (ANOC, 2002).

La race Timahdite est de taille et poids moyens. Ses qualités laitières permettent de

nourrir convenablement ses agneaux. Elle a une de tête moyenne, brune fauve uniforme. Cette

coloration peut atteindre l’arrière des oreilles et la partie supérieure de la gorge. Le corps et les

pattes sont de couleur blanche. Le profil est brusqué et le chanfrein est droit et assez épais

(Figure 8). Les cornes, absentes chez la femelle, sont régulières chez le mâle. La toison est

relativement bien fournie, ce qui confère à l'animal une bonne résistance à la pluie, la neige et le

froid (ANOC, 2002).

Race Sardi

C’est la race des parcours pauvres des plateaux de l’ouest. Plusieurs essais ont montré

qu’elle s’acclimate difficilement dans les régions hors berceau. Le mâle est très recherché surtout

pour la fête du sacrifice (Aïd el adha). Son effectif est estimé à 750.000 têtes (ANOC, 2002).

C’est une race de grande taille (80 à 90 cm chez le mâle) : blanche sur tous le corps, avec

museau noir, des taches noires autour des yeux (lunettes), sur les oreilles et les extrémités des

pattes (Figure 9).

La tête, le cou, le ventre et les membres sont dépourvus de laine. Le chanfrein est droit

chez la brebis, large et légèrement busqué chez le bélier. Les cornes, absentes chez la femelle,

sont bien développées et ouvertes chez le mâle. Elles sont blanches et souvent striées en noir. La

toison est fermée avec des mèches courtes et lassées (ANOC, 2002).


25

Figure 10 : Bélier Boujaad(http://www.refer.org.ma/ovirep/images/belier_boujad.jpg consulté le 18/08/2007)

Figure 11 : Bélier Beni Ghil(http://www.refer.org.ma/ovirep/cours1/p_beniguil.htm consulté le 18/08/2007)


26

Race Boujâad

Elle est localisée dans les provinces de Khouribga et Béni-Mellal. Elle est considérée

parmi les races de grande taille au Maroc. Elle est appelée aussi race jaune en relation avec la

couleur de sa tête jaune très pale ou safran. Les animaux de cette race sont utilisés en croisement.

Ils sont rustiques, de grande taille, et bien conformés à toison fermée. Son effectif est estimé à

200.000 têtes (ANOC, 2002).

C’est une race de taille moyenne à grande (70 à 80 cm chez le mâle). Elle est de couleur

blanche, avec une tête de couleur jaune très pale.

La tête est assez fine chez la femelle, moyenne à forte chez le mâle (Figure 10). Le

chanfrein est droit chez la femelle, large et légèrement bombé chez le bélier. Les cornes,

absentes chez la femelle, sont moyennement ouvertes en spirale chez le mâle (ANOC, 2002).

Race Béni-Guil

C’est une race des plateaux de l’oriental marocain, très bien adaptée à la steppe. Elle est

capable de s’acclimater dans d’autres régions. Elle est l’une des meilleures races à viande au

Maroc. Ses qualités laitières lui permettent de se prêter au croisement industriel.

Le mouton Beni-Guil est bien conformé et très résistant. Son effectif est estimé à

1.200.000 têtes (ANOC, 2002).

La race Beni-Guil est de taille moyenne avec une toison blanche et ouverte. Le ventre, la

tête et les membres sont nus de couleur brune feu ou marron, mêmes caractéristiques

phénotypiques que la race Hamra algérienne. Cette coloration s’étend jusqu’en arrière des cornes

et la face inférieure de la gorge (Figure 11). Chez le mâle, le profil et le chanfrein sont busqués.

Les cornes, sont régulières, en spirale et bien ouvertes. Chez les femelles, le chanfrein est plutôt

droit ou légèrement busqué, ne possédant pas de cornes (ANOC, 2002).

Race D’man

C’est une race des Oasis dont le berceau est localisé dans les provinces d’Errachidia et

Ouarzazate. Elle présente des difficultés d’adaptation hors de la zone d’origine, notamment en

élevage extensif traditionnel. La toison est souvent jarreuse et peu étendue. Son effectif est

estimé à 300.000 têtes (ANOC, 2002).

La race D’man est de petite taille. Sa tête est fine et étroite avec des oreilles longues et

tombantes derrière la tête. On note chez le mâle la présence de crinière et de colliers (Figure 12) .

Les cornes sont absentes chez les deux sexes. Les animaux peuvent être bruns, blanc ou


27

Figure 12 : Bélier D’man marocaine(http://www.refer.org.ma/ovirep/cours1/p_dman.htm consulté le 18/08/2007)

Figure 13 : Bélier Rouge du Roussillon(http://www.ibrebis.com/nav.php?p=races&race=53 consulté le 16/08/2007)


28

présenter une combinaison de deux ou trois couleurs : blanche, brune et noir (ANOC,

2002). Par ailleurs, cette race et la race D’men algérienne présentent les mêmes origines et les

mêmes caractéristiques phénotypiques (Chellig, 1992).

4.3. Aperçu sur les deux races ovines françaises étudiées

L’élevage français compte une trentaine de races d’effectif notoire, reconnues et

sélectionnées. Nous nous intéressons, dans notre étude, à deux races : Mérinos de Rambouillet et

Rouge de Roussillon.

La race Rouge du Roussillon

C’est une race rustique originaire d'Afrique du Nord, cantonnée jusqu’à une époque

récente entre Narbonne et Perpignan et qui pouvait compter au moins 10 000 têtes, il y a une

trentaine d’année, a régressé assez rapidement et ne se trouve plus représentée aujourd’hui que

par quelques centaines d’animaux répartis dans quelques élevages des Pyrénées Orientales, de

l’Aude à l’Herault et dans le sud de l’Aveyron. C’est un mouton à laine unicolore généralement

rouge, les cornes sont absentes chez les deux sexes, son poids peut atteindre 90 kg chez le mâle

et 65 kg chez la femelle(Figure 13).

C’est une race polyvalente utilisée dans l'arrière pays où elle valorise bien les parcours.

Bonne laitière, le démarrage de ses agneaux est rapide. Ces derniers sont appréciés aussi bien

sous la forme d'agneaux légers (agneaux de Perpignan) que sous celle, plus traditionnelle,

d'agneaux lourds (http://www.inapg.inra.fr/dsa/especes/ovins/rourous.htm consulté le

16/08/2007).

La race mérinos de Rambouillet

Le mérinos de Rambouillet est une race ovine spécialisée dans la production de laine fine,

d'origine espagnole, importée à Rambouillet en 1786. Il n'existe aujourd'hui qu'un seul troupeau

en France : celui de la bergerie nationale de Rambouillet, mais cette race a grandement servi au

cours du XIXe siècle et de la première moitié du XXe siècle à améliorer les troupeaux français et

étrangers.


29

Figure 14 : Bélier Mérinos de Rambouillet(http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=M%C3%A9rinos_de_Rambouillet&oldid=14573416

consulté le 16/08/2007)


30

C'est un mouton très rustique, bien adapté aux pays secs. Sa laine est abondante, fine,

élastique et résistante. La toison, qui pèse jusqu'à 8 kg chez les béliers, recouvre tout le corps à

l'exception des extrémités de la tête et des membres (Figure 14). Les mâles ont de grandes cornes

spiralées à section triangulaire. les femelles n'ont pas de cornes (http://fr.wikipedia.org/w/index.

php?title=M%C3%A9rinos_de_Rambouillet&oldid=20835270 consulté le 16/08/2007).

5. Caractérisation des races domestiques

Les analyses phénotypiques, biochimiques et plus récemment des analyses de la

génétique moléculaire, au niveau de l’ADN, constituent les principales sources de données pour

caractériser la diversité génétique et les relations entre les races (Fadlaoui, 2006). En effet, La

diversité que l'on observe entre les individus est le reflet du polymorphisme du génome. On parle

de polymorphisme génétique à un locus lorsqu'il existe dans la population deux allèles au moins

à ce locus, avec comme condition, dans le cas le plus simple de biallélisme, que la fréquence de

l'allèle le plus rare soit supérieure à 1% ou 5% (Moazami-Goudarzy, 1994).

Critères morphologiques

Les premiers caractères utilisés étaient des caractères morphologiques ou phénotypiques,

comme la couleur de la robe, la forme de la tête…ect

Ces caractères phénotypiques ne peuvent donner que des indications assez vagues sur le

patrimoine génétique de la race, du fait que le mode de transmission héréditaire est en général

complexe et souvent mal élucidé et que ces caractères, ou tout au moins certains d'entre eux (tels

que la taille), peuvent être affectés par les facteurs de l'environnement (Gaouar, 2002).

Ceci constitue les limites de l’utilisation des caractères morphologiques pour la

reconstruction de la phylogénie des races et leur caractérisation. Il n’existe d’ailleurs dans ce

domaine qu’un nombre limité d’études.

5.2. Critères biochimiques

L'étude du polymorphisme protéique permet la caractérisation des races animales. La

technique couramment utilisée pour mettre en évidence ce polymorphisme est l'électrophorèse.

Le terme d’allozyme réfère aux différentes formes alléliques de protéines. Ces différents

allozymes peuvent être révélés sur gels d’électrophorèse en faisant migrer les protéines dans un

champ électrique. La séparation des variants protéiques (dépendant de leur charge électrique et


31

de leur poids moléculaire) pour plusieurs individus conduit à classer ceux-ci en homozygotes et

hétérozygotes à chaque locus (protéine) étudié.

Les principales limitations des allozymes est qu’ils ne présentent souvent pas assez de

variabilité pour différencier des populations à cause des contraintes sélectives sur l’évolution des

protéines.

Delacretaz-Wolff (1997) a étudié cinq races ovines suisses pour leur caractérisation ; les

fréquences allèliques des facteurs sanguins et des protéines sériques ont été calculées. Les

différences de fréquences obtenues pour les spécificités sanguines, ont été testées et reconnues

statistiquement significatives, permettant donc la caractérisation de ces races par les groupes

sanguins.

5.3. Critères moléculaires

Grâce aux techniques moléculaires, le polymorphisme au niveau de l’ADN est devenu

plus accessible et les mesures de ce polymorphisme se sont multipliées : variabilité génétique,

consanguinité et flux génétiques (Buchanan et al., 1994 ; Moazami-Goudarzy et al., 1997),

identification de gènes d’intérêt médical ou agronomique (QTL : quantitative trait loci),

empreintes génétiques et cartographie (Bishop et al., 1994)…etc. Ce polymorphisme est, entre

autre, utilisé pour pouvoir caractériser des races et en déduire leurs origines. En effet, on constate

que deux races différentes se distinguent par un nombre plus ou moins grand d'allèles, mais en

possèdent souvent un certain nombre en commun, avec des fréquences souvent inégales

(Gaouar, 2002).

La différentiation génétique des races animales a été comparée au niveau d'ADN en

utilisant les marqueurs génétiques. Ces études ont indiqué la complexité génétique du procédé de

domestication, des itinéraires de migration et des relations entre les races (Hanotte et al., 2002;

Bruford et al., 2003; Cymbron et al., 2005; Beja-Pereira et al., 2006; Freeman et al., 2006).

Il existe plusieurs types de polymorphisme génétique que nous allons développés :

5.3.1. Polymorphisme de l'ADN mitochondrial

Chez les vertébrés, l'ADN mitochondrial (ADNmt) se présente sous la forme d'une

molécule circulaire, sans introns, ni séquences répétées. Sa taille entre 15 et 20 kb (Maudet,

2001), ce qui est faible par rapport aux quelques milliards de paires de bases du génome


32

nucléaire. Sa transmission d'une génération à la suivante est d’origine maternelle et se fait sans

recombinaison, ce qui permet l’accumulation des mutations dans chaque lignée (Maudet, 2001).

Les différences observées entre molécules proviennent, presque exclusivement, de mutations

variables, essentiellement de types transition/transvertion, les insertions et délétions étant rares

(principalement localisées dans la région de contrôle D-loop). Sa seconde propriété, qui est

probablement la plus importante dans le domaine de la biologie des populations et de la

phylogénie, est sa vitesse d'évolution, considérée comme 5 à 10 fois plus grande que celle de

l'ADN nucléaire (Brown, 1982).

L'ADNmt, et particulièrement certains segments de la région de contrôle, évoluent

exceptionnellement vite. Cette région à été maintes fois utilisée pour étudier les structures

génétiques des populations (Aberle et al. , 2007 ).

L'ADNmt ne subit pas de recombinaison et se transmet exclusivement par voie

maternelle. Loftus et collaborateurs (1994) ont utilisé l'ADNmt pour établir les centres de

domestication des races bovines à une échelle mondiale. Néanmoins, les auteurs soulignent que

la variabilité intra-race est relativement faible et qu'aucune structuration génétique n'a pu être

observée au sein du groupe des bovins européens (Loftus et al., 1994).

5.3.2. Marqueurs RFLP

Les marqueurs RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) ou polymorphisme de taille

des fragments de restriction ont été mis en évidence par la technique du Southern blot

développée par Botstein et collaborateurs (1980). La technique est basée sur une digestion de

l’ADN, une séparation par taille des fragments sur gels d’électrophorèse, puis un transfert sur

membrane de nylon suivie d’une visualisation de séquences spécifiques d'ADN en utilisant des

sondes marquées par de la radioactivité ou par des molécules fluorescentes.

La différence entre deux génotypes est révélée soit par autoradiographie si la sonde est

marquée par le phosphate radioactif ou par réaction colorée si elle est associée à un conjugué

enzymatique.

Le polymorphisme détecté est dû à des mutations au niveau des sites de restriction de

l’enzyme (polymorphisme de site de restriction) et/ou à des délétions / insertions d’un fragment

d’ADN au voisinage de la zone génomique reconnue par la sonde. C’est le couple enzyme /

sonde qui définit le marqueur (Najimi et al., 2003).

Bien que cette technique soit co-dominante et permette une analyse génétique complète,

elle est lente et laborieuse.


33

Une version plus efficace de cette technique est la PCR-RFLP qui utilise la PCR pour

amplifier des fragments spécifiques du génome. La PCR-RFLP permet l’application de la

méthode RFLP sur des plus petites quantités d’ADN initial (Najimi et al. , 2003).

Les marqueurs RFLP ont été les premier basée sur l’ADN, utilisée en biologie des

populations. Montgomery et Crawford (1997) ont répertorié 114 RFLP chez le mouton après

avoir montré qu’environ 40% de RFLP humains pouvaient être exploités chez les ovins.

5.3.3. Marqueurs AFLP

Les marqueurs AFLP ( Amplified Fragment Length Polymorphism) sont obtenus par la

mise en évidence conjointe de polymorphisme de sites de restriction et d’hybridation d’amorces

arbitraires. Cette technique utilise à la fois les enzymes de restriction et l’amplification PCR

(Vos et al., 1995). Ces marqueurs sont puissants et stables. Toutefois, la dominance, le coût élevé

et les difficultés techniques liées au marquage par AFLP limitent leur utilisation à grande

échelle.

Ces marqueurs ont cependant été utilisés récemment dans l’étude de différenciation de 51

races bovines européennes (Negrini et al., 2007). Ces auteurs montrent qu’il est possible

d’utiliser les empreintes génomiques AFLP pour tracer des itinéraires de domestication des

bovins a travers l’Europe.

5.3.4. Marqueurs RAPD

La mise en évidence des marqueurs RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA),

consiste en l’amplification par PCR de fragments de l’ADN génomique en utilisant des amorces

arbitraires de taille courte (10pb). Une amorce RAPD permet généralement l’amplification d’une

dizaine de fragments correspondant à des locus dominants (Williams et al., 1990). Les produits

d’amplification sont généralement visualisés par électrophorèse sur gel d’agarose. Le

polymorphisme décelé est dû à des mutations soit dans les régions amplifiées soit au niveau des

sites de fixation des amorces. Ainsi le polymorphisme révélé pour ces derniers est un

polymorphisme de sites d’hybridation d’amorce.

Cette technique est simple, rapide et ne nécessite ni un marquage radioactif ni une

connaissance préalable de la séquence nucléotidique (Najimi et al. , 2003). Néanmoins, la RAPD

manque de reproductibilité puisqu’elle est très sensible à la concentration de l’ADN et aux

conditions d’amplification.


34

5.3.5. Les variations ponctuelles ou SNP

Dans ce type de polymorphisme, les variants génétiques différent au niveau d’un

nucléotide isolé. Il peut s'agir d'insertions et ou de substitutions nucléotidiques. Ces dernières

pouvant être de deux natures: les transitions (purine à purine ou pyrimidine à pyrimidine) ou les

traversions (purine à pyrimidine et vice versa). En effet, la fidélité des ADN polymérases n'est

pas absolue et des erreurs de réplication surviennent avec une fréquence d'environ 10-9 par

nucléotide incorporé, soit environ une mutation par division cellulaire sur l'ensemble du génome.

Les mutations qui surviennent dans la lignée germinale peuvent être transmises aux

générations ultérieures, générant potentiellement un polymorphisme.

Le séquençage est la principale technique de détection du polymorphisme ponctuelle de

l'ADN. C’est une méthode de lecture de la séquence d'un fragment d'ADN. Cependant un nouvel

outil technologique miniaturisé, baptisé puce à ADN (DNA chip), a récemment attiré l'attention

de la communauté scientifique du fait de son immense potentiel en matière de détection des

SNP. Cette technique est l'une des plus prometteuses à l'heure actuelle et Jaccoud et

collaborateurs (2001) montrent que cette approche permet de mettre en évidence le

polymorphisme génétique global ainsi que de différencier génétiquement des lignées de riz.

Les marqueurs SNP (Single Nucléotide Polymorphism) sont utiles pour l'évaluation de la

biodiversité, comme le montre l’étude faite par Cappuccio et collaborateurs dans l’analyse de 27

loci SNP sur l’ADN de 240 animaux appartenant à huit races caprines (Cappuccio et al., 2006).

5.3.6. Les réarrangements de séquences

Une part considérable (30 à 40%) du génome des mammifères est composée de

séquences répétées. Ces dernières sont elles même classées empiriquement en quatre classes de

séquences d’ADN satellites en fonction de la longueur de l’unité répétée : les satellites (des

milliers de bases), les midisatellites (quelques centaines de bases), les minisatellites (quelques

dizaines de base) et enfin les microsatellites (quelques nucléotides) (Jeyffreys et al., 1985;

Nakamura et al., 1987 ; Tautz, 1989). Compte tenu de la forte homologie de séquences entre les

répétitions. Tout crossing-over intervenant lors de ces mésappariements produit une

augmentation du nombre de répétitions sur l'une des chromatides et une délétion d'un nombre

équivalent de répétitions sur l'autre (Schibler et al. ; 2000), générant ainsi un polymorphisme de

séquence.


35

Figure 15: Schéma illustrant l’instabilité d’un microsatellite.

(www.theses.ulaval.ca/2005/22608/ch02.html consulté le 03/08/2007)


36

Marqueurs minisatellites

Ce type de marqueur moléculaire a été découvert dans les années 80. Les minisatellites

sont constitués de répétitions en chaîne (en tandem) d'un motif de 15 à 70 nucléotides (Jeffreys et

al., 1985). Ces séquences, à nombre variable de répétitions, ont été appelées minisatellites par

analogie à l'ADN satellite qui se situe au niveau de l'hétérochromatine. Les minisatellites

appartiennent à la classe des VNTR (Variable Number of Tandem Repeat). Ils présentent un

polymorphisme de taille dû à la variation du nombre d'unités de répétition qui les constituent.

Ces éléments sont très largement représentés et distribués dans le génome des mammifères avec

une fréquence moyenne d'apparition d'un minisatellite tous les 100 kb (Maudet, 2001). La

technique permettant d’étudier ces éléments est nommée empreinte génétique et a été largement

employée en génétique des populations. Ainsi, Trommelen et collaborateurs (1993) proposent les

minisatellites comme outil d'identification des paternités chez les bovins. Néanmoins, des

difficultés concernant les quantités d'ADN requises, la visualisation et l'identification des

marqueurs ont rapidement limité l'utilisation de cette technique.

Marqueurs microsatellites

Les séquences microsatellites sont constituées d’une répétition en tandem d’un motif de 1

à 5 paires de bases (pb), pour une taille totale le plus souvent inférieure à 200 pb (Rognon et

Verrier, 2007). Ces séquences, distribuées de manière régulière dans le génome, sont présentes

environ tous les 10 kb en moyenne chez les eucaryotes. Les microsatellites sont bordés par des

régions flanquantes stables qui déterminent la spécificité du locus. A un locus donné, il existe un

polymorphisme de longueur important qui correspond à un nombre variable de motifs répétés

(Boichard et al., 1998).

L'analyse d'haplotypes obtenus à l'aide de microsatellites a montré l'apparition d'allèles

nouveaux de microsatellites (CA)n. Le taux d'évolution des microsatellites a été estimé à 10-5,

sans modification des loci flanquants. Ces nouveaux allèles ne diffèrent des allèles d'origine que

par une seule unité répétée, l'augmentation de taille semble résulter d'un glissement de la

polymérase (Freimer et Slatkin, 1996), consécutif à un mésappariement (Figure 15).

5.3.7. Intérêt des microsatellites pour l'étude des populations

Outre leur intérêts dans des études aussi divers que, l’identification et contrôle de

filiation, cartographie des génomes et cartographie comparée, les microsatellites ont rapidement

acquis le statut de marqueurs favoris en génétique des populations en raison des avantages qu’ils

offrent (Canon et al., 2001). Grâce à leur informativité élevée et à leur distribution quasi-


37

uniforme dans les génomes, les microsatellites représentent les marqueurs idéaux pour l’étude de

diversité des populations (Fadlaoui., 2006).

Mis à part leurs propriétés génétiques, les microsatellites présentent des intérêts

techniques considérables. En effet, le génotypage des microsatellites est basé sur l’utilisation de

la technique PCR, procédure relativement simple et rapide. De plus, en combinant la PCR et la

détection par fluorescence, plusieurs microsatellites peuvent être étudiés simultanément

(Laliberté, 1998). Enfin, la technique demande une quantité d’ADN très faible. Ces

caractéristiques techniques favorisent ainsi la réalisation d’études de populations à grande

échelle.

Arranz et collaborateurs (1998) ont étudié la distribution des fréquences allèliques de 19

microsatellites dans 5 populations de mouton d'origine espagnole (Churra, Latxa, Manchega,

Rasa-Aragonesa, Mérino et la race Awassi comme référence). La fréquence des allèles et le taux

d'hétérozygotie révèlent une variabilité génétique importante pour la race Mérino, et faible pour

la race Awassi. La différence de variabilité n'est pas très grande quant aux autres races étudiées

(Arranz et al., 1998).

L'utilité des microsatellites pour l'évaluation de la diversité génétique des races des

animaux d’élevage reste d’actualité et a été confirmée par de nombreux travaux de recherches

(Saitbekova et al., 1999 ; Casellas et al., 2004 ; Aberle et al., 2004; Behl et al., 2006).

Peter et collaborateurs ont étudié récemment la diversité génétique de 57 races ovines

originaires de 15 pays d’Europe et du Moyen-Orient par l’analyse de 31 microsatellites (Peter et

al., 2007). Cette étude a indiqué que les races ovines européennes et celles du Moyen-Orient, en

particulier celles du sud-est, hébergent des réservoirs distincts en biodiversité.

Actuellement, chez la plupart des espèces domestiques, une liste de références de locus

microsatellites est publiée par la FAO (2004), afin de permettre la comparaison entre les

différentes analyses obtenues par différentes équipes de recherche à l’échelle mondial (Rognon

et Verrier, 2007).


38

Par ailleurs, le couplage des microsatellites avec la détection des principaux gènes ou

groupes de gènes impliqués dans le déterminisme des caractères d’intérêt économique QTL

(Quantitative Trait Loci) est l’une des applications les plus développées à l’heure actuelle sur les

animaux d’élevage. En effet, les microsatellites pourront être utilisés dans la sélection assistée

par marqueurs moléculaires afin d’augmenter l’efficacité de la sélection animale.

Matériel et Méthodes

39

III. MATERIEL ET METHODES

1. Choix des races étudiées

Dans le cadre du projet AUF et dans le but de participer à la caractérisation et à la

valorisation des races ovines algériennes en particulier et les races ovines méditerranéennes en

général, un choix concerté entre les partenaires du projet a abouti à la sélection de 13 races

ovines réparties dans trois pays : Algérie, Maroc et France.

En effet, le choix de ces races est réalisé pour deux raisons, d'une part, la proximité

géographique entre l’Algérie et le Maroc, et d'autre part, le passé historique qui a lié ces deux

pays avec la France et qui a favorisé le brassage génétique des races ovines pendant la

colonisation. Ainsi nous nous proposons d'étudier la variabilité génétique et les relations

phylogénétiques entre les races ovines suivantes : 6 races algériennes (Ouled-Djellal, Hamra,

Rembi, D’men, Sidaoun et Taâdmit.), 5 races marocaines (Timahdite, Sardi, Boujâad, Béni-Guil,

et D’man) et 2 races françaises (Mérinos de Rambouillet et Rouge du Roussillon).

2. Composition des échantillons d’ADN

Dans le but d’estimer la variabilité génétique pour chacune des races étudiées, nous avons

constitué un lot de treize à trente ADN par race appartenant à des animaux non apparentés. En

effet, un nombre de 20 individus est statistiquement significatif pour la réalisation d’une étude de

diversité des races domestiques (Takezaki et Nei, 1996).

Pour les races algériennes, les ADN, présentant une bonne qualité (DO260/DO280 entre

1.5 et 2), ont été choisis à partir d’une biothéque d’ADN disponible au sein du laboratoire de

recherche du département de Génétique appliquée, USTOMB, constituée de :

- 50 ADN de la race Ouled-Djellal dont les animaux proviennent de l’I.T.Elv (Institut

Technique d’Elevage) de Aïn M'lila (Costantine).

- 49 ADN de la race Hamra dont les animaux proviennent d’une ferme expérimentale

appartenant à l’I.T.Elv de Aïn El Hadjar (Saïda).

- 27 ADN de la race Rembi dont les animaux proviennent de l’I.T.Elv de Kssar chellala

(Tiaret).

- 34 ADN de la race Taâdmit dont les animaux proviennent du dernier troupeau conservé par

le Haut Commissariat de la mise en défense de la steppe au niveau de la ferme pilote de

Taâdmit (wilaya de Djelfa).


40

Tableau 2 : Génotypes des ADN témoins fournis par Labogena pour le microsatellite INRA063

ADN témoin Génotype

AUF 1 168 168

AUF 2 166 168

AUF 3 158 175

AUF 4 158 162

AUF 5 166 166

AUF 6 158 166

AUF 7 158 164


41

- 14 ADN de la race D’men dont l’échantillonnage a été effectué sur un effectif très réduit, les

sangs provenant d’un troupeau expérimental d’une trentaine d’animaux appartenant à

l’ITEDAS (Institut Technique du Développement de l’Agriculture Saharienne).

- 40 ADN de la race Sidaoun dont les échantillons ont été récoltés grâce à une collaboration

avec la DSA (direction de la santé animal) de Tamanrasset et les éleveurs de la région.

Tous les prélèvements de sang appartenant à ces différentes races ont étés récoltés par M.

Gaouar Souheil. Un volume de sang variant de 7 ml à 25 ml a été prélevé par animal sur

anticoagulant (Tri-Sodium Citrate 3,8%) et conservé à –20°C.

Les ADN ont été extraits à partir du sang total en utilisant le protocole standard de la

technique au NaCl (Miller et al., 1989). Ces ADN ont été dosés par spectrophotomètre.

Les ADN des animaux non apparentés appartenants aux races marocaines ont été fournis

par Mr Ouragh Lahoucene, du Laboratoire d’Analyses Génétiques et Vétérinaire (LAGEV) de

l’Institut Agronomique et Vétérinaire (IAV), Hassan II de Rabat, et ceux appartenant aux races

françaises par Mr Rognon Xavier du laboratoire LaboGENA, INRA de Jouy-en-Josas à Paris. Ce

même laboratoire nous a fourni sept ADN témoins génotypés (AUF1 à 7), par le séquenceur

automatique, qui vont servir en tant que marqueurs de taille pour la détermination des tailles des

allèles et dont les génotypes pour le microsatellite INRA063 figurent dans le tableau 2.

Ainsi dans la présente étude, un total de 366 ADN provenant d’animaux non apparentés

appartenants aux treize races choisies ont été étudiés:

158 ADN des races algériennes :

- 30 ADN de la race Ouled-Djellal,

- 30 ADN de la race Hamra,

- 27 ADN de la race Rembi,

- 13 ADN de la race D’men,

- 28 ADN de la race Sidaoun,

- 30 ADN de la race Taâdmit.

150 ADN des races marocaines :

- 30 ADN de la race Timahdite,

- 30 ADN de la race Sardi,

- 30 ADN de la race Boujâad,


42

Tableau 3 : Caractéristiques du microsatellite INRA063 (Vaiman et al, 1994)

Microsatellite Séquences des amorces Températured’hybridation

Taille des allèles(paire de base)

INRA063 5’ATTTGCACAAGCTAAATCTAACC3’5’AAACCACAGAAATGCTTGGAAG 3’

55°C 156-206


43

- 30 ADN de la race Béni-Guil,

- 30 ADN de la race D’Man

58 ADN des races françaises :

-30 ADN de la race Mérinos de Rambouillet

-28 ADN de la race Rouge du Roussillon

3. Choix et caractéristiques du marqueur microsatellite

Le marqueur choisi pour l’étude de la caractérisation génétique des treize races ovines,

est le microsatellite INRA063 localisé sur le chromosome 14 ovin (Tableau 3).

Le choix de ce microsatellite a été réalisé d’une part parmi un ensemble de marqueurs

proposés par la FAO et d’autre part par les équipes du projet AUF, sans oublier la possibilité

d’étudier ce marqueur par méthode PCR-électrophorèse sur gel de polyacrylamide.

4. Amplification de l’ADN in vitro par PCR

4. 1. Principe de la PCR

La réaction de polymérisation en chaîne (PCR) a été mise au point par K. Mullis en 1987.

Elle permet d’amplifier in vitro de l’ADN, en tirant partie du mode de synthèse de l’ADN in

vivo : chacun des deux brins de l’ADN sert de matrice pour la synthèse du brin complémentaire.

Deux oligonucleotides de synthèse, complémentaires des extrémités 3’ du fragment à amplifier

sont utilisés comme amorces pour la réplication de l’ADN. La quantité de la séquence

recherchée est ainsi multipliée de façon exponentielle puisque chaque brin nouvellement

synthétisé par la polymérase peut servir de matrice dans le cycle d’amplification suivant.

La PCR est une réaction cyclique, chaque cycle étant subdivisé en 3 phases :

- une phase de dénaturation de l’ADN double brin par la chaleur (92°C – 95° C) ;

- une phase d’hybridation avec les deux amorces spécifiques entre 55°C et 60°C ;

- une phase d’extension par l’ADN polymérase à partir des amorces entre 70°C et 72°C.

4. 2. Conditions pratiques de la PCR

Nous avons réalisé, pour l’ensemble de notre étude, de nombreux tests d’amplifications

des ADN, afin de déterminer les conditions d’amplification optimales en particulier la

température d’hybridation des amorces, le nombre de cycles, la concentration de certains réactifs

de PCR. Les produits d’amplification sont testés sur gel d’agarose à 3% à 100V pendant 30

minutes puis sur gel de polyacrylamide. Les conditions optimales de cette dernière


44

électrophorèse ont aussi été déterminées, en particulier la concentration en polyacrylamide et la

durée de migration, afin de diminuer le nombre de bandes aspécifiques qui risquent de rendre

difficile la lecture des profils élèctrophoretiques.

L’amplification est effectuée dans un volume réactionnel de 10μl contenant 36.7ng d’ADN

(pour l’amplification des ADN témoins seulement 25 ng d’ADN est utilisé) ; 2.5U de Taq

polymérase (hotstar) dans son tampon de réaction 1X additionné de 0.2mM de chacun des dNTP

(dATP, dCTP, dGTP, dTTP) ; 15 mM de MgCl2 ; et 100 pmol de chacune des 2 amorces du

microsatellite INRA063 encadrant la région d’ADN à amplifier. Pour chaque PCR, un témoin

négatif d’amplification contenant tous les réactifs sauf l’ADN est utilisé. Les amplifications ont

été réalisées dans un thermocycleur (TECHNE, Flexigene).

Le programme d’amplification utilisé pour ce microsatellite est le suivant :

Après une phase de dénaturation de 15 mn à 94°C (servant à activer la taq hotstar), les

échantillons sont soumis à 30 cycles d’amplification suivis d’une étape d’élongation finale de 7

minutes à 72°C. Chaque cycle comprend :

- 30 secondes de dénaturation à 94° C ;

- 1 minute d’hybridation des amorces à 55° C ;

- 30 secondes d’élongation à 72° C.

- Hold Temperature (Température de conservation des ADN amplifiés) : 15°C.

Les produits d’amplification peuvent être conservés à + 4° C

4. 3. Mise en évidence des produits d’amplification

Le test d’amplification est réalisé par électrophorèse d’un aliquote de l’ADN amplifié (2

µl) mélangé à 2µl de tampon de charge (bleu de bromophenol + sucrose) dans un gel d’agarose à

3% avec un tampon de migration TBE 1X (Tris/HCl 0.89M ; acide Borique 0.89M ; EDTA

2.5mM). Le bleu de bromophenol est un indicateur du front de migration par contre le sucrose

sert à alourdir l’ADN dans les puits.

Le marqueur de taille (100 pb LADDER), est utilisé pour déterminer la taille du fragment

amplifié. Après une migration de 30 minutes à 100V, l’ADN est ensuite visualisé sous

ultraviolets par fluorescence du bromure d’éthidium (BET) incorporé dans le gel (à 10mg/ml).

Le BET est un agent intercalant entre les bases d’ADN.


45

5. Etude par électrophorèse sur gel de polyacrylamide non dénaturant

Les produits d’amplification ont été analysés après migration sur gel de polyacrylamide

afin de révéler des bandes correspondantes aux allèles. Au début, nous avons utilisé la méthode

SSCP (Single Strand Conformation Polymorphism), basée sur la détection d’une différence de

migration électrophorètique en gel de polyacrylamide dénaturant, de molécules d’ADN simple

brin dont la séquence peut varier d’une base (Orita et al., 1989). Cette différence de migration est

dûe aux différentes structures secondaires que peuvent prendre les fragments d’ADN simple

brin. Cependant le but de notre étude est de détecter la différence de longueur des fragments

d’ADN. Or, les profils électrophoretiques obtenus par cette méthode, étaient difficiles à

interpréter en raison de la présence de nombreuses bandes aspécifiques. Pour cette raison, nous

avons opté pour des modifications de la technique : l’électrophorèse des ADN sur gel de

polyacrylamide non dénaturant. Cette dernière a nécessité une importante étape de mise au point

technique, qui nous a permis de mettre au point les conditions optimales.

5. 1. Principe de la méthode

Elle permet de mettre en évidence toute variation de taille dans une région amplifiée par

PCR et donc la mise en évidence du polymorphisme des fragments d’ADN par migration

électrophorétique sur gel de polyacrylamide non dénaturant. La révélation des ADN peut se faire

soit par un marquage radioactif soit par une coloration au nitrate d’argent. Dans notre cas, nous

avons choisi le marquage froid au nitrate d’argent.

La sensibilité de la technique est généralement inversement proportionnelle à la taille des

fragments. En effet, une différence d’une seule paire de base, est détectable dans la majorité des

cas quand le fragment est compris entre 100-200 pb (Pitel, communication personnelle).

5. 2. Protocole

- Description du dispositif

C’est un appareil d’électrophorèse verticale composé de deux plaques en verre fixées par

des pinces et de deux cuves, contenant du tampon TBE 1X, qui se trouvent en haut et en bas des

plaques. Le dispositif est tel que les tampons des deux compartiments ne sont pas en contact.

- Réalisation du gel

Un gel de polyacrylamide à 5% est préparé à partir d’une solution de polyacrylamide 12%

(29/1 ; acrylamide/bisacrylamide) ; TBE 10X et l’eau distillée pour un volume final de 40 ml. La

polymérisation est assurée par du persulfate d’ammonium 10% et le Temed. Le gel est coulé à


46

Figure 16 : Schéma représentatif de la disposition des échantillons d’ADN, ADN témoins etmarqueur de taille au long des 38 puits du gel de polyacrylamide.

MT : marqueur de taille (100 paires de bases)A : ADN témoin de génotype connu1 : ADN de la race12 : ADN de la race2


47

l’aide d’une seringue entre deux plaques de verres séparées par des espaceurs de 0.35mm, qui

correspond à l’épaisseur du gel. Un peigne, de même épaisseur, est ensuite inséré délicatement

entre les deux plaques de verres (afin de former la rigole) et est maintenu par des pinces.

Apres la polymérisation du gel d’une durée de 30 minutes au minimum, un peigne à

dents de scie est introduit afin de former les 38 puits.

- Migration électrophorètique

Une première migration de 30 minutes, est réalisée avec 5µl de tampon de charge (bleu

de bromophenol + sucrose) déposés dans un puit sur deux pour vérifier qu’il n’y a pas de fuite

d’un puit à l’autre. Cette migration sert aussi à chauffer le dispositif.

Les ADN amplifiés (8 µl) additionnés au bleu de bromophenol (5µl) sont déposés dans

les puits du gel. L’électrophorèse est réalisée dans le tampon TBE 1X à un voltage de 1200V

pendant 2heures.

Un total de 26 ADN amplifiés, à partir des échantillons de deux races différentes

(environ 13 ADN de chaque race), est déposé dans les puits d’un même gel.

Le marqueur de taille (100 paires de bases) est déposé 3 fois sur chaque gel (au milieu et

dans les deux extrémités du gel), afin de nous permettre de déterminer les distances exactes en

cas de smiling (Figure 16).

En plus du marqueur de taille, 3 à 4 ADN témoins de génotypes connus pour le

microsatellite INRA063 (Tableau 2), sont déposés par gel pour permettre la détermination

exacte de la taille des allèles (ces témoins de taille sont communs à tous les gels) ainsi que la

comparaison de nos résultats avec ceux obtenus par le laboratoire Labogena et pouvoir faire une

compilation de l'ensemble des résultats.

5. 3. Coloration des ADN au nitrate d’argent

Après migration, la révélation des ADN est obtenue par une coloration avec différentes

solutions et réactifs, tous préparés avec de l’eau désionisée d’une conductivité de 0.4µS

(Budowle et al., 1991). Cette coloration comprend quatre étapes :

- étape 1 : Fixation des ADN à l’éthanol 10% pendant 5minutes

- étape 2 : Oxydation avec de l’acide nitrique à 1% pendant 3minutes.


48

- étape 3 : Coloration du gel. Cette étape est importante et se fait à l’abri de la lumière pendant

20 minutes, elle est réalisée par une solution composée de nitrate d’argent (0.012 M) et de

formaldéhyde (0.2g/l). Le gel est ensuite rincé par de l’eau désionnisée.

- étape 4 : La révélation des bandes. Cette étape est assurée par une solution de carbonate de

sodium anhydre (0.28M) mélangé au formaldéhyde (0.1g/l). Elle est répétée 3 à 5 fois jusqu’à

l’apparition des bandes d’ADN qui sont de coloration brune. La réaction de révélation est arrêtée

par de l’acide acétique 10% pendant 5 minutes. Le gel est ensuite transféré sur du papier

Wattman 3 MM, séché et recouvert d’une feuille de cellophane. Il peut être conservé pendant des

années à une température ambiante.

5. 4. Identification des allèles

L’identification de la taille des allèles a été réalisée par extrapolation des distances de

migration de chaque bande sur une courbe de régression sur feuille semi logarithmique (taille des

allèles en fonction des distances de migration).

Cette courbe est tracée pour chaque gel, à partir des distances de migration de 3 à 4 ADN

témoins (Tableau 2), de génotypes connus, amplifiés pour le microsatellite INRA063. Les

distances de migration du reste des bandes sont ensuite, extrapolées et les tailles correspondantes

sont déterminées. En effet, les distances de migration sont mesurées à partir d’un trait tracé entre

les bandes de 200 pb, du marqueur de taille, ceci nous a permis de prendre en considération

l’effet du smiling dans certains gels.

Dans le cas d’absence de révélation ou de profils ininterprétables, l’ADN concerné est

soit réamplifié ou seulement redéposé (cela dans le cas de faible quantité de l’ADN,

précédemment déposés) sur un gel de récupération où sont regroupés tous les ADN à retester.

6. Méthodes d’analyses statistiques des résultats

La variabilité génétique au sein d’une espèce d’animaux domestiques peut être analysée à

deux niveaux: la variabilité intra-population et la variabilité inter-populations. Ces deux niveaux

complémentaires utilisent des outils différents. L’analyse des données tirées de l’étude du

polymorphisme de marqueurs, de types microsatellites, nécessite une approche statistique

particulière. Le but de cette approche est de caractériser la variabilité et la proximité génétique

des populations d’intérêt.

D’une part une première analyse statistique nous renseigne sur la déviation des

populations étudiées par rapport à l’équilibre d’Hardy-Weinberg (EHW) ainsi que sur la


49

structure et la variabilité génétique des populations. D’autre part, des calculs de « distances

génétiques » ainsi que l’application de l’algorithme de Weitzman permet de quantifier les

différences entre les populations.

Dans le cadre de cette étude, notre but est de caractériser les 13 populations ovines

appartenant à trois pays différents et de rechercher leur proximité génétique possible, à partir des

différents paramètres calculés pour le ou les marqueur(s) étudié(s).

Ainsi, les paramètres suivants ont été exploités :

- Estimation de l’écart par rapport à la panmixie

- Paramètres d’étude de la variabilité intra population :

- Richesse allèlique

- Fréquences allèliques

- Indices de diversité

-Taux d’hétérozygotie observé

-Taux d’hétérozygotie théorique

-Taux d’hétérozygotie non biaisé

- Nombre efficace d’allèles

- Paramètres d’étude de la variabilité inter population :

- Analyse de la structuration des populations

- Affectation d’un individu à sa population

- Distances génétiques et arbres de classification

- Corrélation entre matrices de distances génétiques

- Analyse multidimensionnelle

- Contribution relative à la diversité globale des races étudiées

6. 1. Estimation de l’écart par rapport à la panmixie

La vérification de l’équilibre de Hardy-Weinberg (EHW) des populations étudiées a été

réalisée par le calcul du paramètre Fis, qui mesure l’écart à l’EHW, à l’intérieur de chaque

population. En effet le logiciel utilisé : GENEPOP V 3.4 (Raymond et Rousset, 1995) donne

deux estimations de Fis. Une première basée sur le modèle de Weir et Cockerham’s (1984) et la

deuxième est celle de Robertson et Hill (1984). Ces deux estimations seront utilisées dans les

deux tests suivants :

1. le test d’excès d’hétérozygotes qui permet de déterminer les races présentant un excès

d’hétérozygotes


50

2. le test de déficit en hétérozygotes qui définit les races présentant un déficit en

hétérozygotes

La conformité des données attendues à celles observées est testée par la comparaison des

valeurs de Fis à la valeur exacte non biaisée de P estimée, utilisant la méthode de chaîne de

Markov (Guo et Thompson, 1992)

Ces statistiques sont basées sur la disparité des effectifs de génotypes observés par rapport

aux effectifs de génotypes théoriques calculés sous l’hypothèse de l’EHW. Une hypothèse

alternative H1 (présence d’excès ou de déficit en hétérozygotes) sera retenue si l’hypothèse nulle

(absence d’excès ou de déficit en hétérozygotes) est rejetée (Logiciel GENEPOP V 3.4).

6. 2. Paramètres et méthodes choisis pour étudier la variabilité intra population

En termes de variabilité génétique intra-population, la comparaison directe des

fréquences allèliques n’est pas facile à réaliser. Toutefois, il existe des paramètres susceptibles

de synthétiser, moyennant une valeur globale, les informations les plus importantes (Rognon et

Verrier, 2007).

6. 2. 1. Richesse allèlique

C’est le nombre total d’allèles pour un locus donné. Ce paramètre peut toutefois être

sous-estimé si le nombre d’animaux typés est faible et le marqueur très polymorphe car les

allèles rares ont alors peu de chances d’être échantillonnés. De plus cet indicateur, ne tenant pas

compte des fréquences, donne une vision incomplète de la variabilité (Rognon et Verrier, 2007).

6. 2. 2. Estimation des fréquences allèliques

Les fréquences allèliques du microsatellite INRA063 ont été calculées pour chacune des

races étudiées, par le logiciel GENETIX 4.03 (Belkhir et al., 2002) comme suit :

Pi =2nii +ni / 2N

ni : nombre d’animaux hétérozygotes pour l’allèle i

nii : nombre d’animaux homozygotes pour l’allèle i

N : nombre total d’animaux typés au locus K

Avec

lk : le nombre d’allèles au locus k

pik : la fréquence de l’allèle i au locus k

lk

∑ Pik = 1i = 1


51

6. 2. 3. Indices de diversité

L’indice de diversité le plus utilisé, mis au point par Nei (1987), est la probabilité que

deux marqueurs pris au hasard présentent des allèles différents. Il est égal au taux

d’hétérozygotes attendu (Hth) sous l’hypothèse Hardy-Weinberg (Rognon et Verrier, 2007).

Nous avons calculé, pour le locus INRA063, les taux d’hétérozygoties suivants pour chacune des

13 races étudiées :

- le taux d’hétérozygotie observé d’un locus (Hobs)

Il est calculé par le rapport du nombre d’animaux hétérozygotes sur le nombre total

d’animaux typés pour ce locus.

- le taux d’hétérozygotie théorique

Un taux d’hétérozygotie théorique (Hth) est calculé, sous l’hypothèse d’EHW, à partir

des fréquences alléliques déterminées à l’aide de la formule suivante :

Où PiKx est la fréquence de l’allèle i au locus k dans la population x.

Cette hétérozygotie calculée est une valeur théorique qui correspond à l’hétérozygotie de la

population, en la supposant à l’EHW (Nei, 1975).

- le taux d’hétérozygotie non biaisé

Nei (1978) propose d’utiliser un estimateur non biaisé (Hnb), lorsque le nombre

d’animaux testés est faible. Celui-ci est défini comme étant la probabilité de tirer, au hasard,

deux allèles différents à un même locus. L’estimation non biaisée est :

Où n est le nombre d’individus étudiés et PiKx est la fréquence de l’allèle i au locus k dans la

population x.

Pour effectuer ces calculs, nous avons utilisé le logiciel GENETIX 4.03 (Belkhir et al., 2002).

1k

Hnb = 2n 1-∑ P2ikx

(2n-1) i =1

1k

Hth =1-∑ P2ikx

i =1


52

6. 2. 4. Nombre efficace d’allèles

Le nombre efficace d’allèles est défini comme l’inverse de la probabilité que deux

marqueurs, pris au hasard présentent le même allèle (Rognon et Verrier, 2007). En un locus

donné, comportant plusieurs allèles indicés i et de fréquences respectives pi (somme pi =1), ce

paramètre s’exprime comme suit (Crow et Kimura, 1970) :

Ae = 1/∑ pi2

Le nombre efficace d’allèles est un critère de variabilité intra-population, qui vient

compléter l’analyse des fréquences allèliques. En effet il est égal au nombre total d’allèles d’une

race donnée dans le cas où les fréquences alléliques sont toutes égales et il est d’autant plus

faible que les fréquences sont déséquilibrées. Les allèles les plus fréquents étant ceux qui pèsent

le plus dans la valeur calculée.

Ce paramètre a été calculé à partir des fréquences alléliques, du microsatellite INRA063, pour

l’ensemble des treize races.

6. 3. Paramètres et méthodes choisis pour étudier la variabilité inter populations

6. 3. 1. Analyse de la structuration des populations

La variabilité entre populations peut être appréhendée par la mesure du coefficient de

différentiation génétique (GST) de Nei (Nei, 1973). La diversité génétique totale de l’espèce (HT)

peut être décomposée en diversité intra-population (HS) et en diversité entre populations (DST).

Nous avons les formules suivantes:

HT = HS + DST

GST = (HT - HS) / HT

En effet, le coefficient de différenciation génétique (GST) indique au sein d’un ensemble

de populations, la part de la variabilité totale qui est dûe à des différences moyennes entre ces

populations (Rognon et Verrier, 2007). Nous avons calculé les indices HT et HS sous l’hypothèse

de l’EHW.

L’indice HT représente l’hétérozygotie attendue par individu, en supposant la population

globale à l’EHW. En d’autres termes, c’est l’hétérozygotie attendue si toutes les sous-

populations étaient regroupées en une seule unité panmictique. Si l’on note pi la fréquence

moyenne de l’allèle Ai dans l’ensemble des X sous-populations, on obtient :


53

k

HT=1-∑pi2

i

L’indice HS représente la moyenne des HT (taux d’hétérozygotie théorique par

population) dans les X populations :

k

∑ HT

HS= x

X

Pour effectuer les calculs des valeurs de HT, HS et GST, nous avons utilisé le

logiciel GENETIX 4.03 (Belkhir et al., 2002), à partir des informations générées par l’étude du

microsatellite INRA063.

6. 3. 2. Affectation d’un individu à sa population

L’objectif est toujours, d’étudier la structure génétique des populations, et plus

particulièrement, de tester la capacité que l’on a de regrouper les individus appartenant à une

même race ou à affecter un individu pris au hasard (ou d’origine inconnue) à sa population

d’origine. Afin de répondre à cette question, différentes approches ont été développées.

GeneClass2 (Cornuet et al., 1999) est un logiciel permettant de choisir ou d'exclure des

individus, comme étant originaires d’une des populations étudiées à partir de génotypes

multilocus (affectation et détection de migrants), moyennant des probabilités d’appartenance ou

d’exclusion pour chaque individu à chaque population.

Il existe trois méthodes d’affectation différentes. Notre choix s’est porté sur la méthode

bayesienne, dont le modèle de calcul a été largement inspiré de Rannala et Mountain (1997). Ces

derniers ont aussi utilisé l’approche bayesienne pour détecter des migrants.

En effet, ces deux auteurs calculent la probabilité d’observer un individu avec le

génotype considéré, à un locus donné, dans chacune des populations de référence.

L’affectation des 366 animaux, aux treize races étudiées, a été effectuée à partir de leurs

génotypes obtenus avec le microsatellite INRA063, ainsi que ceux obtenus avec deux autres

microsatellites, OarCP34 et BM1824, étudiés, en parallèle, respectivement par Melle Hamouda et

Melle Khaïb dit Nïb, dans notre équipe.

6. 3. 3. Distances génétiques et arbres de classification

Différentes méthodes ont été développées pour rendre compte de la divergence génétique

et des relations phylogénétiques entre les populations. Nous nous sommes intéressés à des

méthodes fondées sur l’élaboration d’arborescences (ou dendrogrammes) à partir des tableaux


54

(matrices) de distances génétiques. En effet, lorsqu’on considère plusieurs locus observés dans

plusieurs populations, l’information disponible devient vite très volumineuse (nombre de

populations multiplié par le nombre total d’allèles à l’ensemble des locus). Pour ces raisons, on

est amené à synthétiser cette information qui renseigne sur la proximité ou l’éloignement des

populations. En effet, des distances génétiques, peuvent être calculées à partir des fréquences

alléliques pour un ensemble de marqueurs (Rognon et Verrier, 2007). Ces distances sont en

général analogues à des distances géométriques.

D’une manière générale, la distance génétique entre deux populations croit avec les

différences de fréquences alléliques entre elles. La distance génétique est nulle pour deux

populations ayant des fréquences alléliques rigoureusement identiques au niveau de tous les loci

observés (il en va ainsi de la distance d’une population avec elle même). Elle est maximale pour

deux populations qui n’ont aucun allèle en commun.

Il existe plusieurs types de distances qui se différencient par les hypothèses fondant leur

construction, ainsi que par les propriétés qui les caractérisent.

6. 3. 3. 1. Distances utilisées

Dans le cadre de ce travail, et pour une meilleure estimation, les distances génétiques

entre paires de races ont été calculées en tenant compte de nos résultats obtenus avec le

microsatellite INRA063 et de ceux obtenus avec 3 autres microsatellites (OarFCB128, OarCP34

et BM1824) respectivement étudiés par Melle Boushaba, Melle Hamouda et Melle Khaib dit Naib

qui font partie de notre équipe. Nous avons utilisé 2 types de distances : la distance de Nei et

collaborateurs (1983) et la distance de Slatkin (1995). Chacune de ces deux distances présente

des propriétés spécifiques et reste appropriée pour un modèle particulier d’évolution.

- Distance de Slatkin

Cette distance, Rst (Slatkin et al., 1995), est une analyse de variance des longueurs

alléliques moyennes, selon :

Rst = S - Sw

S

Où Sw et S sont les différences au carré moyennes de la taille des allèles (nombre de répétitions)

respectivement, entre paires de gènes à l’intérieur des populations et paires de gènes pris dans

une collection de populations.

Cette distance est surtout adaptée à mesurer des différences entre populations issues de

mutations.


55

- Distance de Ne i et collaborateurs (1983)

En l’absence de sélection, la distance de Nei est linéairement proportionnelle au temps de

divergence. Cependant, cette relation avec le temps implique une évolution à long terme des

populations par mutation-dérive (Nei et al., 1983).

Les matrices de distances de ces deux auteurs ont été obtenues grâce au logiciel

POPULATION version 1.2.28, à partir des génotypes des animaux appartenant aux treize races

pour les 4 microsatellites : INRA063, OarFCB128, OarCP34 et BM1824.

6. 3. 3. 2. Dendrogrammes

Les matrices de distances génétiques se prêtent très bien aux procédures de classification

automatique qui aboutissent à la construction d’arbres de classification, ou dendrogrammes.

Il existe de nombreuses méthodes de classification automatique, les plus couramment

employées étant l’UPGMA « Unweighted Pair-Group of arithmetic averages » (Sneath et Sokal,

1973) et la méthode de « Neighbor- Joining » (Saitou et Nei, 1987).

Méthode “UPGMA”

C’est une méthode hiérarchique de construction d’arbre. Son principe est basé sur le fait

que la distance entre deux clusters (populations ou groupes de populations) est égale à la

moyenne arithmétique de toutes les distances, deux à deux entre les membres des deux clusters.

A chaque étape, les deux populations les plus proches vont être agglomérées et ainsi de

suite jusqu'à ce que toutes les populations soient agglomérées pour obtenir l’arbre final. Cette

construction impose l’hypothèse que les vitesses d’évolution sont identiques entre les différentes

branches de l’arbre et donc que la distance mesurée sur l’arbre entre deux populations est

proportionnelle au temps de divergence entre ces dernières. Ces arbres sont donc naturellement

enracinés.

Méthode “Neighbor-Joining”

Cet algorithme conduit à la construction d’un arbre dans lequel la distance entre deux

objets est égale à la somme des branches qui les rattachent. Les longueurs des branches sont ici

inégales et ont un sens : elles représentent la quantité d’évolution d’un objet depuis sa

divergence.

Le principe de cette méthode est d’identifier les paires les plus proches, ou voisins, de

manière à minimiser la longueur totale de l’arbre. Deux voisins sont deux objets connectés par


56

un nœud simple dans un arbre non enraciné (c’est-à-dire qui n’a pas d’origine, et qui reflète des

distances entre unités sans notion d’ancestralité). La topologie de l’arbre sera obtenue par

regroupements successifs de paires de voisins. On démarre avec un arbre étoilé, où tous les

objets sont à égale distance d’un nœud central, puis on définit des voisins de manière à ce que,

s’ils sont regroupés, l’arbre a une longueur totale plus courte.

L’ensemble des dendrogrammes, que nous avons réalisés, ont été obtenus par l’utilisation

du logiciel POPULATION version 1.2.28, à partir des matrices de distances génétiques: de Nei

et collaborateurs (1983) et celle de Slatkin (1995), entre les 13 populations étudiées avec les

quatre marqueurs microsatellites : INRA063, OarFCB128, OarCP34 et BM1824.

La stabilité des embranchements obtenus dans les arbres est estimée par la méthode de ré-

échantillonnage dite du bootstrap (Felsenstein, 1985). Elle consiste à tirer au hasard, et avec

remise, un ensemble de K caractères parmi, les K caractères constituants les données

Dans notre étude, ce sont les marqueurs qui ont fait l’objet d’un rééchantillonnage. En

effet, le tirage avec remise fait que, dans chaque nouvel échantillon, certains marqueurs sont

présents plusieurs fois, d’autres sont absents, il y’a donc une pondération des différents

marqueurs. Un grand nombre de nouveaux ensembles de données ont été ainsi crées (au total

500) et ont été utilisés pour élaborer différents arbres, toujours avec la même méthode de

classification. La comparaison des différents arbres permet d’estimer la fréquence d’apparition

des regroupements entre les populations. Plus cette fréquence d’apparition est grande et plus le

regroupement est considéré comme fiable.

6. 3. 4. Corrélation entre matrices de distances génétiques

Il peut être intéressant de comparer entre elles, des matrices de distances génétiques entre

populations, se basant sur des théories évolutives différentes, ou avec des matrices de distances

d’une autre nature (géographiques, linguistiques …etc).

Nous avons effectué la corrélation entre les deux matrices de distance (distance de Nei et

collaborateurs et celle de Slatkin) en utilisant le test de Mantel, tel qu’il est mis en application

dans le programme GENETIX 4.03 (Belkhir et al., 2002). Le test de Mantel consiste à étudier la

corrélation entre deux matrices ou plus par un procédé de permutation (Mantel, 1967). La

signification statistique des coefficients de corrélation a été estimée par analyse de permutation

en utilisant 1.000 répliques.


57

6. 3. 5. Analyse multidimensionnelle

Une autre approche, permettant de comparer les populations, consiste à projeter les

populations sur des plans dits « factoriels » de manière à obtenir des représentations bi ou

tridimensionnelles de l’ensemble de leurs relations qui se définissent, au départ, dans un espace

multidimensionnel. Ces représentations résument l’information résultant d’un grand nombre de

locus et d’allèles en quelques variables synthétiques.

Cette méthode permet de représenter simultanément populations et allèles par les nuages

de points dans un espace. On recherche un sous-espace de faible dimension (en général, une

droite, un plan ou un espace à trois dimensions) qui ajuste le nuage des populations, de façon à

ce que la structure des populations dans ce sous-espace reflète au mieux leur structure réelle.

Deux techniques sont communément employées, l’analyse en composante principale (ACP), qui

s’applique aux fréquences alléliques, et l’analyse factorielle des correspondances (AFC) qui est

mieux adaptée aux tableaux de dénombrement ou tableaux de contingences (Benzécri et al.,

1973 ; Lebart et al ., 1997).

Pour apprécier les relations phylogénétiques entre les treize races ovines étudiées, les

résultats du génotypage des trois microsatellites INRA063, OarCP34 et BM1824 ont été utilisés

pour l’Analyse Factorielle des Correspondances (AFC). Dans cette méthode les objets analysés

sont représentés sous forme d’un nuage de points dans un hyperespace qui a autant de

dimensions qu’il y a de modalités (allèles et individus). L’algorithme détermine une série d’axes

factoriels. Par convention, le premier axe est celui qui a la plus forte contribution à l’inertie

totale GENETIX 4.03 (Belkhir et al., 2002).

6. 3. 6. Contribution relative des races étudiées à la diversité totale

Dans le contexte de conservation d’un ensemble de races (S), l’approche de Weitzman

permet, à partir des distances génétiques entre les races de l’ensemble, d’évaluer la contribution

relative (CR) de chaque race à la diversité globale. La contribution (CRk), d’une race (k), à la

diversité de l’ensemble V(S) indique la part de réduction de la diversité globale suite à

l’extinction de la race en question (Weitzman, 1992) :

CRK = [V (S) – V(S|k)]V(S)

Où V(S|k) désigne l’ensemble S sans la race k.


58

Ce paramètre renseigne sur le degré de dissemblance (originalité génétique) de chaque race

de l’ensemble considéré. Les contributions relatives de chaque race ont été calculées en utilisant

les résultats des trois microsatellites INRA063, OarCP34 et BM1824 et le programme

informatique du logiciel WEITZMAN (Derban et al, 2002).

Résultats et Discussion

60

IV. Résultats et Discussion

Le polymorphisme de l’ADN de 366 échantillons des treize races algériennes,

marocaines et françaises a été étudié, pour le marqueur de type microsatellite INRA063, par la

méthode PCR-électrophorèse sur gel de polyacrylamide non dénaturant suivie d’une coloration

au nitrate d’argent.

Avant cette étude, une mise au point a été réalisée pour définir les conditions

d’amplification et de migration des ADN.

1. Mise au point des conditions d’amplification pour le microsatellite INRA063 et des

conditions d’électrophorèse

Plusieurs tests d’amplification pour ce microsatellite ont été effectués, sur un ADN

appartenant à chacune des treize races ovines étudiées, à différentes températures d’hybridation

des amorces allant de 54 à 58° C et à des nombre de cycles différents (30 et 35 cycles).

Un résultat interprétable sur gel d’agarose à 3%, a été obtenu pour une température

d’hybridation à 55°C et pour 30 cycles. En effet les ADN amplifiés à cette température

présentent une bande ou deux, de taille comprise entre 100 et 200 paires de bases (pb) après

migration électrophorètique pendant 30 minutes. Nous n’avons pas tenu compte des

températures supérieures à 55°C car les ADN de certaines races n’ont pas été amplifiés à ces

températures.

L’ensemble des 366 ADN étudiés ainsi que les ADN témoins ont été amplifiés à cette

température et analysés par électrophorèse sur gel de polyacrylamide.

Cependant, afin de réussir la détection des différents allèles, d’obtenir des bandes

spécifiques intenses et de réduire le nombre de bandes aspécifiques qui risquent de rendre

difficiles la lecture des profils électrophorètiques, nous avons réalisé des tests de migration des

ADN témoins génotypés (AUF), en modifiant les conditions d’électrophorèse sur gel de

polyacrylamide Jusqu'à obtention d’une bonne résolution pouvant discriminer deux allèles

différents de deux paires de bases. Ces conditions sont les suivantes :

- concentration du gel de polyacrylamide;

- nature du gel de polyacrylamide (dénaturant ou non dénaturant);

- durée de migration.


61

Le microsatellite INRA063 a été amplifié et a produit des profils ayant plusieurs bandes

plus ou moins interprétables après migration des ADN dénaturés sur un gel de polyacrylamide

dénaturant. Ne pouvant pas déterminer les génotypes à partir de ces profils, nous avons utilisé les

gels de polyacrylamide non dénaturant à une concentration de 5%. Ainsi nous avons obtenu,

après migration à 1200 volts pendant 2 heures 35 minutes, des bandes intenses où les génotypes

des animaux peuvent être facilement discriminés. Néanmoins des critères de détermination des

génotypes ont été définis comme suit :

- tenir compte des bandes les plus intenses ;

- il faut que les 2 bandes correspondantes aux 2 allèles pour le même ADN aient la même

intensité ;

- ne pas tenir compte des bandes qui sont en dehors de la gamme de taille des allèles

attendus, cette gamme, pour le microsatellite INRA063, varie entre 156 et 206 pb ;

- ne pas tenir compte des bandes de faible intensité quand elles sont nombreuses car elles

peuvent correspondre à des bandes aspécifiques ;

- tenir compte des bandes à faible intensité quand on observe seulement une bande ou deux

bandes par ADN, en absence d’autres bandes qui peuvent être aspécifiques. Les génotypes

déterminés dans ces cas ont été confirmés, sur gels de récupération.

Les ADN ne présentant pas ces critères, ont été repassés ultérieurement dans des gels de

récupération. Pour certains les amplifications ont été refaites, pour d’autres présentant des pâtés

(bandes épaisses) ont été dilués et repassés directement sur ces gels.

La détermination de la taille exacte des différents allèles s'effectue puit par puit par

extrapolation des distances de migration de chaque bande, à partir d’un trait tracé entre les

bandes de 200 pb du marqueur de taille (100 pb LADDER), afin de corriger le biais de

l’asymétrie du front de migration dit smiling, sur une courbe de régression.

Cette courbe est tracée pour chaque gel, à partir des distances de migration de 3 à 4 ADN

témoins AUF, génotypés par le laboratoire Labogena et/ou témoins algériens présentant une

bonne amplification pour le microsatellite INRA063, génotypés à l’aide des témoins AUF lors de

cette étude. Ces témoins sont choisis de sorte à couvrir, dans la mesure du possible, la gamme de

taille des allèles du microsatellite INRA063.

Pour faciliter la confrontation des résultats entre différents laboratoires, la désignation des allèlesse fait, dans notre étude, selon leurs tailles respectives en paires de bases.


62

Tableau 5 : Nombre d’animaux étudiés et génotypés par race pour le microsatellite INRA063

Origine Races Nombre d’ADN génotypés Nombre ADN étudiés

Algérie

Hamra 26 30

Ouled Djellal 15 30

Taâdmit 29 30

Rembi 24 27

Sidaoun 25 28

D’menalgérienne

1213

Maroc

Beni Ghil 29 30

Sardi 23 30

Timahdite 28 30

Boujâad 26 30

D’manmarocaine

2930

France

Rouge duRoussillon

2328

Mérinos deRambouillet

2330

Total 312 366


63


64

Vu le nombre important de gels de polyacrylamide réalisés (25), nous ne présentons qu’un

seul exemple d’interprétation des résultats d’un gel donné (Figure17). Cette figure présente la

migration électrophorètique d’un total de 32 ADN, dont 12 ADN de la race Rembi, 13 de la race

Taâdmit et 4 ADN témoins amplifiés pour le microsatellite INRA063, ainsi q’un marqueur de

taille déposé trois fois.

Les tailles des allèles des ADN des deux races ont été déterminés grâce à la courbe de

régression (Figure 18) tracée à partir des distances de migration des ADN témoins et les tailles

de leurs allèles respectives :

- AUF3 et AUF6, de génotypes 158/175 et 158/166 respectivement ;

- HAM1 et HAM4 (ADN de la race Hamra dont la taille des allèles a été déterminée

précédemment grâce aux ADN témoins AUF) de génotypes 158/175 et 158/164

respectivement.

Les résultats de l’interprétation de ce gel sont donnés dans le tableau 4 et montrent :

- Pour la race Rembi : sur les 12 ADN amplifiés, 8 présentent deux bandes distinctes

(REM1, REM3, REM4, REM5, REM6, REM8, REM12 et REM13) c’est à dire que ces

animaux sont hétérozygotes pour le microsatellite INRA063 et le reste des ADN n’a pas

été révélé, probablement à cause de l’absence de leur amplification

- Pour la race Taâdmit : sur les 13 ADN amplifiés, 11 présentent un profil interprétable dont

deux (TAA14 et TAA21) sont homozygotes pour le microsatellite INRA063 et 9

hétérozygotes (TAA15, TAA16, TAA17, TAA18, TAA19, TAA20, TAA22, TAA25 et

TAA26). Les deux ADN restants ont donné une faible révélation et n’ont pas pu être

génotypés.

Tous les ADN non génotypés dans cet exemple ont été repris dans des gels de récupération.

Ainsi les génotypes de 312 animaux des treize races ont été déterminés (Tableau5). Le reste

des animaux n’a pas pu être génotypé, malgré leur analyse dans au moins deux gels de

récupération. L’absence de révélation de ces ADN est essentiellement dûe à l’absence

d’amplification.

2. Résultats d’analyses statistiques

Les résultats de l’analyse des génotypes des 366 ADN sont synthétisés sous forme d’un

tableau de contingence regroupant toutes les races. Le génotype de chaque ADN est donné sous

forme d’un nombre à six chiffres comportant :


65

Tableau 6 : Résultats du test d’excès d’hétérozygotes par rapport à l’EHW pour les treize racesétudiées avec le microsatellite INRA063

OrigineRaces

P

Fis

W & C R & H

Algérie

Hamra 0,5351 0,026 -0,008Ouled-Djellal 1,0000 0,523 0,505

Taâdmit 0,9834 0,228 0,079Rembi 0,9344 0,134 0,052

Sidaoun 1,0000 0,365 0,332D’men algérienne 0,8544 0,226 0,087

Maroc

Beni-Ghil 0,9989 0,312 0,159Sardi 0,9969 0,066 0,158

Timahdite 1,0000 0,34 0,2Boujâad 1,0000 0,344 0,315

D’man marocaine 1,0000 0,319 0,244

FranceRouge de Roussillon 1,0000 0,439 0,299

Mérinos de Rambouillet 0,9989 0,327 0,264

Tableau 7 : Résultats du test de déficit en hétérozygotes par rapport à l’EHW pour les treizeraces étudiées avec le microsatellite INRA063

OrigineRaces

P

Fis

W & C R & H

Algérie

Hamra 0,526 0,026 -0,008Ouled-Djellal 0 0,523 0,505

Taâdmit 0,0262 0,228 0,079Rembi 0,0876 0,134 0,052

Sidaoun 0 0,365 0,332D’men algérienne 0,1419 0,226 0,087

Maroc

Beni-Ghil 0,0006 0,312 0,159Sardi 0,0049 0,066 0,158

Timahdite 0 0,34 0,2Boujâad 0 0,344 0,315

D’man marocaine 0 0,319 0,244

FranceRouge de Roussillon 0 0,439 0,299

Mérinos de Rambouillet 0,002 0,327 0,264

Fis W & C = Fis selon Weir & Cockerham(1984)Fis R & H = Fis selon Robertson & Hill(1984)


66

- les deux allèles dans le cas où l’ADN en question est génotypé ;

- six zéros dans le cas où l’ADN n’a pas pu être génotypé.

Ce tableau est nécessaire au traitement statistique par les différents logiciels pour l’analyse de la

variabilité intra et inter-race.

2.1. Estimation de l’écart à l’équilibre de Hardy-Weinberg

Le test exact de déviation, des treize races étudiées, par rapport à l'équilibre de Hardy-

Weinberg (EHW) pour le microsatellite INRA063 a été réalisé en utilisant le logiciel GENPOP

V 3.4.

La conformité des données attendues à celles observés est testée par la comparaison des

valeurs de Fis, selon Weir et Cockerham : Fis W &C et selon Robertson et Hill : Fis R & H, à la

valeur exact non biaisée de la probabilité P estimée en utilisant la méthode de Markov Chain.

1. Test d’excès d’hétérozygotes

Les résultats de ce test, représentés dans le tableau 6, montrent qu’aucune des races ne

présente un excès d’hétérozygotes pour le microsatellite INRA063, car chez toutes les races les

valeurs du Fis sont inférieures à la valeur non biaisée de P.

2. Test de déficit en hétérozygotes

Le tableau 7 indique que 9 populations des treize étudiées présentent un déficit

d’hétérozygotes pour ce microsatellite. En effet les deux races algériennes Ouled Djellal et

Sidaoun, toutes les races marocaines ; Beni-Ghil, Sardi, Timahdite, Boujâad et D’man et les

deux races d’origine françaises Rouge de Rousillon et Mérinos de Rambouillet exposent des

valeurs de Fis supérieurs à la valeur non biaisée de P.

Par contre, la race D’men algérienne présente un Fis W & C supérieur à la valeur non

biaisée de P donc cette population présente un déficit en hétérozygotes selon ces auteurs, alors

que le Fis R & H est inférieur à la valeur non biaisée de P ce qui rejette l’hypothèse d’un déficit

en hétérozygotes. Pour notre étude, à cause du nombre réduit des échantillons de cette race, nous

admettons que cette race est en déficit en hétérozygotes.


67

En conclusion des résultats de ces deux tests pour le locus INRA063 :

- les trois races d’origine algérienne (Hamra, Rembi et Taâdmit) ne présentent ni un déficit, ni un

excès d’hétérozygotes, elles sont donc en équilibre de Hardy-Weinberg.

- dix races sont en déséquilibre par rapport à la loi de Hardy-Weinberg car elles présentent toutes

un déficit en hétérozygotes :

- trois races d’origine algérienne : Ouled Djellal, Sidaoun et D’men ;

- toutes les races d’origine marocaine : Beni-Ghil, Sardi, Timahdite, Boujâad et D’man ;

- les deux races d’origine française : Rouge de Rousillon et Mérinos de Rambouillet.

Un déficit en hétérozygotes pourrait être dû à plusieurs facteurs dont l’isolement des

populations, leur maintien avec des effectifs limités et par un fort taux de consanguinité dû au

faible nombre de reproducteurs. Ce qui est probablement, le cas pour les deux races françaises et

la race D’men algérienne.

La présence d'allèles nuls (allèles non amplifiés, dû à une mutation au niveau d'une des

amorces), pourrait également être une cause d’un déficit en hétérozygotes, c’est probablement le

cas de la race algérienne Ouled-Djellal qui ne présente que 15 animaux génotypés sur 30

(Tableau 5).

L’écart par rapport à l’EHW de la race algérienne Sidaoun peut résulter d’un biais

d’échantillonnage dû au manque d’organisation des éleveurs de cette race.

Par ailleurs, toutes les races d’origine marocaines présentent un déficit en hétérozygotes,

cela pourrait être dû à une pression sélective exercée sur les cinq races marocaines étudiées,

pour un gène fonctionnelle lié physiquement au microsatellite INRA063 et/ou à un biais au

niveau des échantillons.

Enfin l'équilibre observé dans les trois populations algériennes Hamra, Rembi et Taâdmit

pour le microsatellite INRA063 peut résulter d'une grande taille de ces populations et des

croisements au hasard entre les animaux qui les composent.


68

Tableau 8 : Nombre d’allèles pour le microsatellite INRA063 chez les treize races étudiées

Origine RacesNombre

d’animauxgénotypés

Nombre d’allèles

Algérie

Hamra 26 12Ouled Djellal 15 8

Taâdmit 29 14Rembi 24 16

Sidaoun 25 11D’men algérienne 12 6

Maroc

Beni ghil 29 14Sardi 23 10

Timahdite 28 16Boujâad 26 13

D’man marocaine 29 16

FranceRouge du Roussillon 23 15


237

Tableau 9 : Fréquences allèliques pour le microsatellite INRA063 chez les treize races étudiés

Allèles

Races

Races algériennes Races marocaines Races françaises

HamraOuled-Djellal

Taâit Rembi SidaounD’men

algérienneBeni-Ghil Sardi Timahdite Boujâad

D’manmarocaine

Rouge duRoussilon


155 0 0 0 0 0 0 0 0 0,1071 0 0 0 0

156 0,0385 0 0,0172 0,0652 0 0 0 0,0217 0,0357 0,0385 0,0517 0,0652 0

158 0,2692 0,2333 0,1034 0,1304 0,06 0,25 0,1552 0,2391 0,2143 0,1923 0,069 0,087 0,4048

159 0 0 0,0172 0 0 0 0,0172 0 0,0179 0 0 0 0

160 0 0 0,1207 0,0217 0,08 0,0417 0,0345 0,0217 0,1071 0,0385 0,0172 0,0217 0

161 0 0 0 0 0,04 0 0 0 0 0 0 0,087 0

162 0 0,0333 0 0,0652 0 0 0 0,0652 0,0536 0 0,0517 0,1087 0

163 0 0 0,0172 0,0217 0 0 0,0172 0 0 0,0385 0,0517 0,0435 0

164 0,2885 0,3333 0,3103 0,1739 0,24 0,4167 0,1552 0,5 0,0714 0,2308 0,2586 0,1304 0,1667

165 0 0 0 0,0217 0,08 0,2083 0,1379 0,0217 0,0179 0,0192 0,0517 0,0217 0

166 0,0769 0,1333 0,1897 0,0435 0,04 0,0417 0,1207 0,0435 0,1071 0,1923 0,069 0,1739 0,1429

167 0,0385 0 0 0,0217 0,04 0 0,0172 0 0,0179 0,0577 0 0,0435 0,0714

168 0,0385 0,0667 0 0,0435 0 0 0,0345 0 0,0536 0,0385 0,0172 0,0217 0

169 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,0517 0 0,0238

170 0,0192 0,0333 0,0172 0 0,2 0 0,0862 0,0217 0,0357 0,0385 0,069 0,1087 0,1667

171 0 0 0,0345 0,087 0,04 0,0417 0,1552 0 0,0714 0 0,0517 0 0

172 0,0192 0,1 0,0862 0,2174 0,14 0 0,0345 0,0435 0,0179 0,0577 0,0345 0,0217 0,0238

173 0 0 0 0,0217 0 0 0 0 0 0 0 0 0

174 0,0192 0 0 0 0 0 0 0 0 0,0385 0,0862 0 0

175 0,1346 0,0667 0,0172 0,0217 0 0 0,0172 0 0,0357 0 0,0517 0,0217 0

176 0,0385 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

177 0 0 0,0172 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

181 0 0 0 0 0 0 0,0172 0,0217 0 0 0 0 0

182 0 0 0 0,0217 0 0 0 0 0 0 0 0 0

184 0 0 0,0172 0,0217 0,04 0 0 0 0,0357 0 0,0172 0,0435 0

187 0,0192 0 0,0345 0 0 0 0 0 0 0,0192 0 0 0

En Gras : les allèles spécifiques


69

2.2. Etude la variabilité intra population

Richesse allèlique

Dans notre étude, un total de 26 allèles ont été observés, pour le microsatellite INRA063,

chez les 13 races, variant entre 6 pour la race D’men algérienne et 16 pour les races Timahdite,

D’man marocaines et la race algérienne Rembi (Tableau 8).

Les différences du nombre d’allèles observées, peuvent s'expliquer par les tailles

d'échantillons génotypés, qui sont sensiblement différentes (12 animaux pour la race D’men

algérienne à 29 animaux pour les races Taâdmit, Beni-Ghil et D’man marocaine).

Pour les races algériennes, on remarque que la race Rembi est celle qui présente le

nombre d’allèles le plus élevé, pour le microsatellite INRA063.

Estimation des fréquences allèliques

Les fréquences allèliques des 26 allèles du microsatellite INRA063, donné par le logiciel

GENETIX 4.03 et pour chacune des treize races, sont représentées dans l’histogramme (Figure

19). Leur taille varie de 155 à 187pb.

Pour les races algériennes

Sur les 26 allèles (Tableau 9) que présente ce microsatellite :

- La race Hamra en possède 12 dont l’allèle 176 (3,85%) lui est spécifique. L’allèle le plus

fréquent chez cette race est l’allèle 164 avec une fréquence de 28,85%. Les allèles 170, 172, 174

et 187 sont rares et ne représentent que 1,92% de l’ensemble des allèles des génotypes des

animaux de cette race.

- La race Ouled-Djellal en possède 8, l’allèle le plus fréquent est le même que chez la race

Hamra (164) avec une fréquence de 33,33%. Les allèles les moins fréquents chez cette race sont

162 et 170 avec une fréquence de 3,33%.

- La race Taâdmit en possède 14 dont l’allèle spécifique 177 avec une fréquence de 1,72%.

L’allèle 164 est aussi le plus fréquent chez cette race et représente 31,03% de l’ensemble des

allèles.


70

A

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

Hamra Ouled-Djellal Taâdmit Rembi Sidaoun D'men

algérienne

Fré

qu

en

ce

sa

llè

liq

ue

s

155

156

158

159

160

161

162

163

164

165

166

167

168

169

170

171

172

173

174

175

176

177

181

182

184

187

B

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

Beni-Ghil Sardi Timahdite Boujâad D'man

marocaine

Rouge du

Roussilon

Merinos de

Rambouillet

Fré

qu

en

ce

sa

llè

liq

ue

s

155

156

158

159

160

161

162

163

164

165

166

167

168

169

170

171

172

173

174

175

176

177

181

182

184

187

Figure 19 : Fréquences allèliques des treize races étudiées pour le microsatellite INRA063

A : les races algériennesB : les races marocaines et françaises


71

- La race Rembi est celle qui possède la plus grande richesse allèlique parmi les races

algériennes avec 16 allèles dont deux spécifiques 173 et 182 avec une même fréquence de

2,17%. L’allèle le plus fréquent (21,74%) est 172. Les allèles les moins fréquents chez cette race

sont 162 et 170 avec une fréquence de 3,33%.

- La race Sidaoun possède 11 allèles dont le plus fréquent est l’allèle 164 avec une fréquence de

24%. Les allèles 161, 166, 167, 171 et 184 sont les moins représentés dans cette races avec une

fréquence de 4%.

- La race D’men algérienne ne possède que 6 allèles dont le plus fréquent est l’allèle 158 avec

une fréquence de 25% et les allèles les moins fréquent sont 160, 166 et 171 et représentent

4,17% de l’ensemble des allèles.

Pour les races marocaines


- La race Beni-Ghil possède 14 allèles pour le microsatellite INRA063 dont les plus fréquents

sont 158, 164 et 171 avec une fréquence de 15,52%. Alors que les allèles 159, 163, 167, 175 et

181 sont les moins fréquents chez cette race (1,72%).

- La race Sardi en possède 10 dont le plus fréquent est l’allèle 164 qui est présent avec une

fréquence de 50% (Figure 18), alors que les allèles 156, 160, 165, 170 et 181 sont les moins

fréquents chez cette race avec une fréquence de 2,17%.

- La race Timahdite en possède 16 dont l’allèle spécifique 155 avec une fréquence de 10,71%.

L’allèle 158 est le plus fréquent avec une fréquence de 21,41%. Les allèles les moins fréquents,

représentés avec une fréquence de 1,79% sont : 159, 165, 167 et 172.

- La race Boujâad possède 13 allèles pour le microsatellite INRA063 dont le plus fréquent

(23,08%) est l’allèle 164. les allèles 165 et 187 sont les moins représentés avec une fréquence de

1,92%.

- La race D’man marocaine présente l’allèle 164 comme le plus fréquent (25,86%) parmi ses 16

allèles, alors que les allèles les moins fréquents (1,72%) sont 160, 168 et 184.

-


72

-------

- Tableau 10 : valeurs des taux d’hétérozygotie pour le microsatellite INRA063-

Origine Races Tauxd’hétérozygotieobservée

Tauxd’hétérozygotiethéorique

Tauxd’hétérozygotie nonbiaisée

Algérie

Hamra 0.8077 0.8129 0.8288

Ouled Djellal 0.4 0.7956 0.823

Taâdmit 0.6552 0.8306 0.8451

Rembi 0.7826 0.8819 0.9014

Sidaoun 0.56 0.8584 0.8759

D’men algérienne 0.5833 0.7153 0.7464

Maroc

Beni-Ghil 0.6207 0.8817 0.8972

Sardi 0.6522 0.6824 0.6976

Timahdite 0.6071 0.8973 0.9136

Boujâad 0.5769 0.8565 0.8733

D’man marocaine 0.6207 0.8906 0.9062

France

Rouge duRoussillon

0.5217 0.9017 0.9217


0.5238 0.754 0.7724

Tauxd’hétérozygotie nonbiaisé moyen

0.8463

-----------


73

Pour les races françaises


- La race Rouge de Roussillon possède 15 allèles pour le microsatellite INRA063 dont le plus

fréquent (17,3%) est l’allèle 166. les allèles 160,165, 168, 172 et 175 sont les moins fréquents

(2,17%) chez cette race.

- La race Mérinos de Rambouillet n’en possède que 7 allèles dont l’allèle le plus fréquent est

l’allèle 158 (40,48%). alors que les allèles 169 et 172 sont les moins fréquents (2,38%).

Nous remarquons que chez la plupart des races, il y’a une répartition relativement

homogène des allèles avec plusieurs allèles faiblement représentés. Nous observons également la

présence de l’allèle 164 chez toutes les races étudiés (Tableau 9). De plus, cet allèle est le plus

fréquent chez la plupart des races d’origine algériennes (Hamra, Ouled-Djellal, Taâdmit et

Sidaoun) et chez la plupart de celles d’origine marocaines (Beni-Ghil, Sardi, Boujâad et D’man

marocaine).

2.2.3. Indices de diversité

Les taux d’hétérozygotie observés, théoriques et théoriques non biaisés obtenus par le

logiciel GENETIX 4.03 pour le microsatellite INRA063 sont reportés dans le tableau 10.

-Taux d’hétérozygotie observé

L’hétérozygotie observée pour chacune des treize races varie entre 0,4 et 0,8077

respectivement pour les races algériennes Ouled-Djellal et Hamra.

-Taux d’hétérozygotie théorique

L'hétérozygotie attendue varie de 0,6824 pour la race marocaine Sardi à 0,9017 pour la

race française Rouge de Roussillon

-Taux d’hétérozygotie théorique non biaisé

En raison du faible nombre d’animaux typés pour le microsatellite INRA063, entre 12 et

29, chez chacune des races, nous tiendrons compte des valeurs des taux d’hétérozygotie

théoriques non biaisés. En effet, puisque les taux d’hétérozygotie observés et théoriques varient

selon le nombre d’allèles détectés, ils peuvent être sous évalués si l’échantillonnage est trop

faible.


74

Tableau 11 : Nombre efficace d’allèles du microsatellite INRA063 pour chacune des treize racesétudiées

Origine RacesNombre efficace

d’allèles

Algérie

Hamra 5,345Ouled-Djellal 4,892

Taâdmit 5,903Rembi 8,467

Sidaoun 7,062D'men algérienne 3,512

Maroc

Beni-Ghil 8,453Sardi 3,149

Timahdite 9,737Boujâad 6,969

D'man marocaine 9,141

FranceRouge de Roussillon 10,17


4,065

02468

1012141618

Hamra

Ouled-

Djella

l

Taâdm

it

Rembi

Sidao

un

D'men

algé

rienn

e

Beni-G

hil

Sardi

Timah

dite

Boujâad

D'man

mar

ocaine

Rouge

deRou

ssillo

n

Mer

inos

deRam

bouille

t

NA

Ae

Figure 20 : Histogramme du nombre d’allèles et nombre efficace d’allèles du microsatelliteINRA063 pour chacune des treize races étudiées.

NA : nombre d’allèles Ae : nombre efficace d’allèles


75

Tableau 12 : Paramètres de la structuration des treize populations étudiées pour le microsatelliteINRA06

Tableau 13: Pourcentage d’affectation des animaux à une race sur la base de leurs génotypes

Races algériennes Races marocaines Races françaises

RacesHam

raOuled-Djellal

Taâdmit Rembi SidaounD’men

algérienneBeni-Ghil

Sardi Timahdite BoujâadD’man

marocaineRouge deRoussillon


Hamra58,8

63,45 0 0 3,45 10,34 3,45 0 3,45 0 3,45 3,45 10,34

Ouled-Djellal17,2

434,48 0 3,45 3,45 13,79 0 3,45 6,89 0 3,45 13,79 0

Taâdmit 6,66 3,33 40 10 3,33 10 0 10 0 3,33 3,33 3,33 6,66

Rembi 3,84 3,84 0 34,61 3,84 3,84 7,69 15,38 3,84 7,69 7,69 7,69 0

Sidaoun 7,14 0 3,57 10,71 39,28 10,71 3,57 3,57 0 7,14 0 7,14 7,14

D’menalgérienne

0 0 0 0 0 84,61 7,69 7,69 0 0 0 0 0

Beni Ghil 10 6,66 6,66 3,33 3,33 10 43,33 3,33 0 3,33 3,33 6,66 0

Sardi 7,14 3,57 3,57 3,57 7,14 7,14 0 50 7,14 3,57 0 0 7,14

Timahdite14,2

86,66 3,33 3,33 3,33 0 6,66 6,66 43,33 3,33 0 0 10

Boujâad 3,33 13,33 3,33 3,33 3,33 13,33 0 6,66 10 33,33 3,33 0 6,66

D’manmarocaine

16,16

3,33 0 0 10 6,66 3,33 6,66 6,66 3,33 40 3,33 0

Rouge deRoussillon

14,28

10,71 7,14 0 3,57 10,71 3,57 3,57 7,14 7,14 0 32,14 0


3,33 0 0 3,33 0 6,66 3,33 6,66 0 0 0 6,66 70

En Gras : les pourcentages d’animaux affectés correctementverticalement: la race d’originehorizontalement: la race à laquelle les animaux sont affectés

Paramètres INRA063HT 0.8744HS 0.8276DST 0.0468

GST (%) 5.35


76

La diversité génétique non biaisée pour ce microsatellite varie de 0,6976 à 0,9217 pour les

races Sardi et Rouge de Roussillon respectivement avec une moyenne de 0,8463 (Tableau 10).

Dans l’ensemble, les valeurs du taux d’hétérozygotie sont élevées et ne s’éloignent pas

beaucoup du taux moyen, indiquant une forte variabilité intra-race des treize races étudiées pour

le microsatellite INRA063.

2.2.4. Nombre efficace d’allèles

Le nombre efficace d’allèle est un critère de variabilité intra-population qui vient

compléter l’analyse des fréquences allèliques. En effet il est égal au nombre total d’allèles d’une

race donnée dans le cas où les fréquences allèliques sont toutes égales et il est d’autant plus

faible que les fréquences sont déséquilibrées. Les allèles les plus fréquents étant ceux qui

contribuent le plus dans la valeur calculée.

Ce paramètre est calculé pour chaque race et représenté avec le nombre d’allèle pour le

microsatellite INRA063 dans l’histogramme de la figure 20. Selon la race, il varie entre 3,14

pour la race Sardi à 10,17 pour la race Rouge de Roussillon (Tableau 11). On remarque que le

nombre efficace d'allèles est toujours nettement plus faible que le nombre réel d’allèles par race.

La race marocaine Sardi présente le nombre efficace d’allèles le plus faible 3,14 par rapport

au nombre d’allèles (10), une telle différence montre que la répartition de ses fréquences

allèliques est la plus hétérogènes. C’est le cas aussi pour la race algérienne Rembi.

Par ailleurs, le race française Rouge de Roussillon présente le nombre efficace d’allèles le

plus grand (Tableau 11), ce qui confirme la distribution relativement uniforme des fréquences

des allèles que présente cette race (Tableau 9).

2.3. Etude la variabilité inter population

2. 3. 1. Analyse de la structuration des populations

La diversité génétique globale (HT) est composée de diversité intra-population (HS) et

diversité entre population (DST). Le coefficient de différentiation génétique (GST) est le rapport

de la diversité génétique d'inter-population par rapport à la diversité génétique à toutes les

populations, il permet d’estimer la proportion de diversité génétique totale qui est présente dans

les treize populations. L’ensemble de ces paramètres calculés par le logiciel GENETIX 4.03 pour

le microsatellite INRA063 a donné les résultats suivants:


77

La diversité total (HT) de l’ensemble des races étudiés est de 0,8744 cette dernière est

composée de la diversité intra-population (HS) 0,8276 et de la diversité entre population (Dst)

qui ne représente que 0,0468 (Tableau 12). Autrement dit la diversité intra-population participe

avec 94,64% à la diversité total, alors que la diversité entre populations ne représente que 5,35%

de la diversité totale.

Le coefficient de différenciation génétique (GST) est estimé à 0,0535 et indique la part de

variabilité total au sein de l’ensemble des races dûe à des différences moyennes entre races, ce

coefficient révèle une faible part de la diversité existant entre les treize races. En effet, ce

coefficient est d’autant plus faible si les populations étudiées échange souvent des gènes.

Toutefois, ces résultats restent préliminaires, en raison de l’étude d’un seul marqueur.

2. 3. 2. Affectation d’un individu à sa population

Le résultat d’affectation des 366 animaux, aux 13 populations étudiées, génotypés pour le

microsatellite INRA063 de cette étude, ainsi que pour d’autres microsatellites BM1824 et

OarCP34 étudiés en parallèle, respectivement, par Melle Khaïb dit Naïb et Melle Hamouda, dans

notre équipe. Ce résultat est représenté pour chaque race dans le tableau 13.

Les résultats obtenus à l’aide du logiciel GeneClass2, représentent les pourcentages,

d’animaux de chaque race affectés à chacune des treize races étudiés. Ces affectations sont

basées sur la probabilité maximale d’affecter un animal anonyme à une population donnée.

Pour les races algériennes

la race Hamra

- 58,86% des animaux de la race Hamra sont affectés correctement à leur race, contre

10,34% pour chacune des races D’men algérienne et Rouge de Roussillon. Ce résultat peut

s’expliquer pour de la race française Rouge de Roussillon par ces origines nord africaine. La race

D’men algérienne présente quant à elle certains caractères phénotypiques des ovins de l’Afrique

de l’Ouest, ce qui peut expliqué ce pourcentage d’affectation.

la race Ouled-Djellal

- 34,48% des animaux de la race Ouled-Djellal sont affectés correctement à leur race,

alors que 17,24% des animaux de cette race sont affectés à la race Hamra. Un pourcentage non

négligeable (13,79%) est affecté aux races Rouge de Roussillon d’origine française et D’men

algérienne d’origine algérienne.


78

la race Taâdmit

- 40% des animaux de la race Taâdmit sont affectés correctement à leur race, le reste des

animaux est affecté à dix autres races, dont 10% apparaissent appartenir aux races Sardi, D’men

algérienne et Rembi.

la race Rembi

- 34,61% des animaux de la race Rembi sont affectés correctement à leur race. Un taux

élevé des animaux de cette race (15,38% ) sont affectés à la race marocaine Sardi.

la race Sidaoun

- 39,28% des animaux de la race Sidaoun sont affectés correctement à leur race, tandis

que 10,71% de ces animaux sont affectés aux races Rembi et D’men algérienne.

la race D’men algérienne

- 84,61% des animaux de la race D’men algérienne sont affectés correctement à leur race.

Elle présente ainsi le plus grand taux d’animaux affectés correctement, cela est probablement dû

à son état isolé.

Pour les races marocaines

la race Beni-Guil

- 43,33% des animaux de la race Beni-Ghil sont affectés correctement à leur race, contre

10% des animaux qui sont affectés à chacune des races D’men algérienne et Hamra. Cette

dernière présente des origines communes avec la race marocaine.

la race Sardi

- 50% des animaux de la race Sardi sont affectés correctement à leur race, le reste des

animaux est affectés à neuf races différentes dont 7,14% pour chacune des races Sidaoun, D’men

algérienne et Timahdite

la race Timahdite

- 43,33% des animaux de la race Timahdite sont affectés correctement à leur race.

néanmoins 14,28% sont affectés à la race Hamra.

la race Boujâad

- 33,33% des animaux de la race Boujâad sont affectés correctement à leur race. Cette

race présente le plus faible taux d’animaux affecté correctement. Le reste des animaux est affecté

à dix autres races, dont 13,33% apparaissent appartenir à chacune des races Ouled-Djellal et

D’men algérienne.


79

la race D’man marocaine

- 40% des animaux de la race D’man marocaine sont affectés correctement à leur race,

tandis que 16,16% sont affectés à la race Ouled-Djellal et 10% à la race Sidaoun. Ce résultat

concorde avec les donnés de la littérature qui stipulent que cette race est issue d’un croisement

de la race Sidaoun avec une race blanche du nord africain.

Pour les races françaises

la race Rouge de Roussillon

- 32,14% des animaux de la race Rouge de Roussillon sont affectés correctement à leur

race. Cette race présente le plus faible taux d’animaux affecté correctement du faite de ces

origines nord africaine. De plus un pourcentage non négligeable de ces animaux (14,28%) est

affecté à la race Hamra.

la race Mérinos de Rambouillet

- 70% des animaux de la race Mérinos de Rambouillet sont affectés correctement à leur

race, certainement dûe à son isolement géographique.

Dans l’ensemble, on remarque que le pourcentage d'animaux bien affectés à leurs races

est toujours le plus élevé.

Les meilleurs taux de bonne affectation concernent les races D’men algérienne et Mérinos

de Rambouillet avec respectivement 84,61% et 70% d’animaux bien classés. Ces races sont

connue pour être des races isolées, ce qui favorise leur différenciation.

La race Sidaoun qui est d’origine Sahélienne reste peu influencée par les races du Nord à

cause de la nature même des produis issues des croisements entre ces deux types de race. Ce

croisement donne, en effet, une tierce race c’est la race D’men algérienne, elle ne peut être

considéré comme étant une population appartenant à la race Sidaoun.

Les résultats de cette analyse restent préliminaires à cause du faible nombre de

microsatellites analysés. En effet la puissance de ces méthodes, à affecter correctement un

animal à sa population d’origine, est fonction, à la fois, du nombre de locus utilisés et du degré

de différenciation génétique existant entre les races.


80


81

2. 3.3. Arbres de classification

Pour étudier les relations phylogénétiques existantes entre les treize races ovines étudiés,

deux types de distances génétiques entre ces races ont été calculés, la distance de Nei et

collaborateurs et celle de Slatkin, à partir des fréquences allèliques du microsatellite INRA063 et

d’autres microsatellites BM1824, OarCP34 et OarFCB128, analysés en parallèle, dans les treize

races étudiées par, respectivement, Melle Khaïb dit Naïb et Melle Hamouda et Melle Boushaba. La

matrice représentant ces deux distances est donnée dans le tableau 14.

Deux méthodes de classification automatique “UPGMA” et “Neighbor-joining” ont été

utilisées pour la construction des dendrogrammes à partir de chaque distance. Nous avons obtenu

au total quatre arbres de classification différents (Figure 21, 22, 23 et 24) grâce au logiciel

POPULATION 1.2.28, les valeurs de “bootstrap” indiquées à chaque nœud révèlent le

pourcentage d’apparition de ce dernier parmi 500 reéchantillonages.

On remarque que des résultats différents sont obtenus dans les 4 dendrogrammes. Nous

avons choisi d’interpréter un seule arbre (Figure 24) construit à partir de la matrice comprenant

les distances de Nei avec l’approche “UPGMA” car il correspond le plus avec les données de la

littérature malgré le fait que les valeurs de “bootstrap” varient de 11 à 60%.

En effet, ce dendrogramme met en évidence deux groupes distincts, le premier inclut les

races Beni-Ghil, Hamra, Ouled-Djellal et Rouge de Roussillon. Les relations phylogénétiques

dans ce groupe sont conformes aux données historiques révélant l’origine nord africaine de la

race française Rouge de Roussillon, de plus l’analyse des distances, générées par les données des

quatre microsatellites a permis une orientation vers une origine plutôt algérienne de cette race

française. Comme attendu les races Hamra et Beni-Ghil se trouvent dans ce même groupe. En

effet ces deux races présentent une origine commune, puisque élevées par une même tribu avant

qu’il n’y est divergence dûe à la détermination des frontières entre les deux pays Algérie et

Maroc. Enfin, le récent intérêt des éleveurs porté à la race Ouled-Djellal a conduit à des

brassages entre cette race et les races algériennes du nord, ce qui à probablement conduit au

regroupement de la race Ouled-Djellal avec la race Hamra .

Le deuxième groupe comprend les races d’origine marocaine Timahdite, D’man

marocaine, Boujâad et Sardi avec les races d’origine algérienne Rembi, Sidaoun et Taâdmit. Le


82

Figure 21 : Dendrogramme de la distance de Slatkin obtenu par la méthode « Neighbor-joining »

Figure 22 : Dendrogramme de la distance de Slatkin obtenu par la méthode « UPGMA »


83

Figure 23 : Dendrogramme de la distance de Nei obtenu par la méthode « Neighbor-joining »

Figure 24 : Dendrogramme de la distance de Nei obtenu par la méthode « UPGMA »


84

regroupement de ces races ensemble, mis à part la race Sidaoun, peut être expliqué par laproximité géographique entre les deux pays magrébins. Le fait de trouver la race Sidaounau niveau de ce groupe peut être dûe au faible nombre de marqueurs utilisés pour cetteétude

Cet arbre met aussi en évidence deux “outgroup”, dont le premier comprend la race

Mérinos de Rambouillet, ce résultat attendu nous indique que l’isolement de cette race s’est fait

avant qu’il n’y est brassage génétique avec d’autres races de la même région géographique en

particulier la race Rouge de Roussillon. La race D’men algérienne constitue le deuxième

“outgroup”, cela peut être dû au faible nombre d’animaux typés pour les quatre microsatellites,

l’isolement de cette race est aussi dû à la pratique de l’élevage de petites populations, de cette

race, isolées au niveau des tribus des populations sahariennes.

2. 3. 4. Corrélation entre matrices de distances génétiques

Pour estimer s'il existe une corrélation entre les deux distances génétiques de Nei et

collaborateurs et celle de Slatkin, un test de Mantel a été réalisé en utilisant le logiciel GENETIX

4.2.

Pour les deux distances de Nei et celle de Slatkin, la comparaison des pseudo-valeurs,

obtenues par permutations aléatoires, montre une probabilité P = 0,6723 de se tromper en

rejetant l'hypothèse nulle d'indépendance des deux matrices. En conclusion nous admettons qu’il

n’existe pas un lien entre la distance de Nei et la distance de Slatkin dans notre étude. Cela

explique la différence observée entre les dendrogrammes obtenus par la distance de Nei et ceux

obtenus par la distance de Slatkin.

2. 3. 5. Analyse multidimensionnelle

L’Analyse Factorielle des Correspondances (AFC) réalisée à partir des fréquences

allèliques de trois marqueurs : INRA063, BM1824 et OarCP34 pour chacune des treize

populations ovines, a permis de résumer graphiquement les relations entre ces populations

(Figure 24).

Seuls 47,76% de la variance totale peuvent être résumés par les trois premiers axes (axe

1, axe 2 et axe 3 avec respectivement 20,87, 14,34 et 12,55%) de l'AFC en trois dimensions

(Figure 25). Deux groupes sont mis en évidence par cette analyse : le premier inclut les races

algériennes Hamra et Ouled-Djellal et la race française Rouge de Roussillon conformément aux

données de la littérature. Rappelons que les races algériennes Hamra et Ouled-Djellal ont des


85

Tableau 15 : Contributions relatives des treize races ovines étudiées à la diversité génétique total

Origine Races Contributions relatives (%)

Algérie

Hamra 4,63

Ouled-Djellal 4,55

Taâdmit 4,42

Rembi 5,24

Sidaoun 6,4

D'men algérienne 9,23

Maroc

Beni-Ghil 4,67

Sardi 7,68

Timahdite 9,77

Boujâad 3,34

D'man marocaine 3,62

FranceRouge de Roussillon 6,8

Mérinos de Rambouillet 16,92

4,63 4,55 4,42 5,246,4

9,23

4,67

7,689,77

3,34 3,62

6,8

16,92

02468

1012141618

Hamra

Ouled-

Djella

l

Taâdm

it

Rembi

Sidao

un

D'men

algé

rienn

e

Beni-G

hil

Sardi

Timah

dite

Boujâad

D'man

mar

ocaine

Rouge

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bouille

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Co

ntr

ibu

tio

ns

rela

tives

Figure 26: Histogramme des contributions relatives des treize races ovines étudiées à la diversitégénétique total


86

répartitions chevauchantes dans le nord algérien. La proximité génétique, montré par

cette analyse, confirme l’origine plutôt algérienne de la race française Rouge de Roussillon

révélée dans l’étude du dendrogramme obtenu avec la distance de Nei et collaborateurs de cette

étude. Le second groupe rassemble les trois races algériennes Sidaoun, Taâdmit et Rembi avec

les quatre races marocaines : D’man, Timahdite, Sardi et Boujâad. Nous constatons dans ce

regroupement la présence de la race Sidaoun qui est inattendue, à cause de ces origines

Sahelienne.

Par ailleurs, cette analyse a montré d’une part, que la race Mérinos de Rambouillet est

distincte des autres races étudiées. Cette race est isolée au niveau de la bergerie nationale de

Rambouillet ce qui a limité son apport génétique aux autres races. D’autre part, la race Beni-Ghil

présente une disposition différente de celle observée dans les dendrogrammes obtenus. Son

isolement peut être dû à la présence d’un allèle spécifique du microsatellite OarCP34 chez

plusieurs animaux de cette race.

Enfin, nous confirmons globalement, par cette analyse, les résultas obtenus par le

dendrogramme construit à partir de la distance de Nei et collaborateurs par la méthode

“UPGMA”.

2. 3. 6. Contribution relative des races étudiées à la diversité total

Les contributions de chaque race à la diversité total des treize étudiées, ont été analysés

grâce au logiciel WEITZMAN à partir des distances génétiques calculées des données de trois

microsatellites INRA063, BM1824 et OarCP34. En effet les pourcentages indiquent de combien

est réduite, en valeur relative, la diversité de l’ensemble des treize races lorsque la race

correspondante est soustraite de l’ensemble.

Les contributions obtenus sont relativement homogènes entre 3,34% pour la race

marocaine Boujâad et 9,77% pour la race marocaine Timahdite (Tableau 15), à l’exception de la

race française Mérinos de Rambouillet, dont la disparition entraînerait une perte marginale de

diversité de l’ordre de 16,96% (Figure 26). Cependant seule la composante inter-populationnelle

de la diversité génétique est prise en compte dans cette analyse, ce qui peut conduire à favoriser

des races ayant subi un isolement et très peu polymorphes, ce qui est le cas pour la race Mérinos

de Rambouillet qui présente un nombre efficace d’allèle relativement faible.


87

Chez les races algériennes (Tableau 15), c’est la race D’men qui présente la plus grande

contribution à la diversité (9,23%) des races ovines algériennes, ce qui renseigne sur l’originalité

génétique de cette race. Cette originalité résulterait de son isolement dans les oasis, où l’élevage

de cette race se pratique au sein même des tribus. En revanche la race Taâdmit est celle qui

contribue le moins à la diversité total des races algériennes.

En conclusion, on remarque que les populations qui participent le plus à la variabilité

génétique globale sont généralement des populations isolées (c’est le cas de la race française

Mérinos de Rambouillet et D’men algérienne). Par contre, les races à grande diffusion, telle que

la race Ouled-Djellal, ont une faible participation à la diversité totale.

Quoi qu’il en soit, ces méthodes, basées sur les informations apportées par les marqueurs

moléculaires ne sauraient seules suffire pour guider des actions de conservation et notamment le

choix des races sur lesquelles un effort de sauvegarde sera conduit, elles ne peuvent apporter

d’information que sur la valeur ressource des races (quel réservoir de diversité ? quelle

originalité ?).

Références bibliographiques

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MEMOIRE - univ-oran1.dz · 2015-05-05 · RESUME Dans le cadre de l’étude de la biodiversité des ressources génétiques animales, en général et ovines en particulier, ... W