VarGoats project : a dataset of 1159 whole-genome sequences to dissect Capra hircus global diversity

Since their domestication 10,500 years ago, goat populations with distinctive genetic backgrounds have adapted to a broad variety of environments and breeding conditions. The VarGoats project is an international 1000-genome resequencing program designed to understand the consequences of domestication and breeding on the genetic diversity of domestic goats and to elucidate how speciation and hybridization have modeled the genomes of a set of species representative of the genus Capra. A dataset comprising 652 sequenced goats and 507 public goat sequences, including 35 animals representing eight wild species, has been collected worldwide. We identified 74,274,427 single nucleotide polymorphisms (SNPs) and 13,607,850 insertion-deletions (InDels) by aligning these sequences to the latest version of the goat reference genome (ARS1). A Neighbor-joining tree based on Reynolds genetic distances showed that goats from Africa, Asia and Europe tend to group into independent clusters. Because goat breeds from Oceania and Caribbean (Creole) all derive from imported animals, they are distributed along the tree according to their ancestral geographic origin. We report on an unprecedented international effort to characterize the genome-wide diversity of domestic goats. This large range of sequenced individuals represents a unique opportunity to ascertain how the demographic and selection processes associated with post-domestication history have shaped the diversity of this species. Data generated for the project will also be extremely useful to identify deleterious mutations and polymorphisms with causal effects on complex traits, and thus will contribute to new knowledge that could be used in genomic prediction and genome-wide association studies

Projet Seine-Aval 6 PHARESEE « Productivité microphytobenthique des HAbitats intertidaux en lien avec la dynamique sédimentaire, biogéochimique et les ingénieurs d'écosystème de la faune benthique : implication pour des enjeux de modélisation et de REhabilitation des vasières de la SEine Estuarienne »

L'estuaire de la Seine est soumis à divers stress anthropiques et hydro-climatiques. Cet écosystème côtier perd son caractère estuarien à cause d'aménagements qui ont eu comme conséquence de voir disparaître de vastes surfaces de vasières intertidales. Ces habitats fonctionnels jouent un rôle majeur dans le fonctionnement écologique des estuaires, car ils abritent des communautés méio- et macro-benthiques très diversifiées et représentent la principale zone d’alimentation de nombreux vertébrés dont certains d’intérêt écologique ou commercial majeur (e.g. poissons, oiseaux). La dynamique des vasières intertidales est fortement influencée par les processus hydro-sédimentaires estuariens, étant tantôt source, tantôt puits de sédiment. Elles constituent ainsi un élément essentiel des cycles biogéochimiques se déroulant au sein des estuaires. Les caractéristiques morphologiques et biogéochimiques de ces zones vont directement influencer les échanges de matière et d’énergie qui s’y déroulent. Il est donc impératif d'avoir une approche pluridisciplinaire pour comprendre leur fonctionnement. Le projet PHARE-SEE avait pour objectif (i) de mieux comprendre le rôle des bioturbateurs et leur effet sur le microphytobenthos, les paramètres hydrosédimentaires et biogéochimiques dans les vasières de l’estuaire de Seine et (ii) de développer un modèle de production primaire microphytobenthique couplant l’ensemble des paramètres susmentionnés. Le premier objectif du projet a été réalisé en couplant expériences sur le terrain et en laboratoire. Ainsi, des expériences d’exclusion/ensemencement de faune ont été menées sur la vasière Nord, à l’aval de l’estuaire de Seine, et sur 2 faciès sédimentaires contrastés, avec un suivi de la dynamique saisonnière du microphytobenthos et de l’ensemble des paramètres biogéochimiques et hydrosédimentaires. De plus, des expériences en laboratoire ont été réalisées, avec une évaluation des flux diffusifs de nutriments à 2 saisons contrastées (hiver/été) en fonction du mélange sablo-vaseux et de l’intensité de la bioturbation par la macrofaune benthique dominante de la vasière (le ver Hediste diversicolor et le bivalve Scrobicularia plana). Les expériences de terrain ont montré que l’effet saisonnier était plus prononcé que celui des bioturbateurs sur l’ensemble des paramètres biogéochimiques dans le sédiment (matière organique sédimentaire, processus et biomasse microbiens). Contrairement à la matière organique sédimentaire, principalement d’origine terrigène, la matière organique dissoute présente dans les eaux interstitielles, majoritairement d’origine autochtone, est réactive et influencée par l’activité des bioturbateurs. Ces derniers ont une influence prononcée sur l’érodabilité, avec un rôle biostabilisateur efficace pour Hediste diversicolor en été comme en hiver et un rôle déstabilisateur pour Scrobicularia plana exclusivement en été. Malgré des processus de consommations primaires très élevés et des pertes par érosion, le niveau de production primaire microphytobenthique reste par ailleurs très important sur la vasière. Les analyses réalisées ont également révélé le rôle majeur du microphytobenthos dans le réseau trophique pour H. diversicolor, S. plana et la méiofaune (analyses isotopes stables, collaboration projet SA6 SENTINELLES). Les expériences en mésocosme, complémentaires de celles réalisées sur le terrain, ont montré que l’activité de bioturbation des deux ingénieurs d’écosystème diffère quelle que soit la saison. Ainsi, le processus de transport d’eau et des composés dissous (bioirrigation) domine chez H. diversicolor, alors que l’activité de S. plana est dominée par le remaniement sédimentaire. Les flux biogéochimiques à l’interface eau-sédiment sont principalement influencés par la bioirrigation. Enfin, il a été observé que S. plana consomme très activement les biofilms microphytobenthiques et limite fortement leur capacité de développement, alors que la biomasse microphytobenthique n’est pas affectée par les activités de Hediste. Cela démontre que la consommation herbivore est totalement compensée par des effets positifs liés probablement à la bioirrigation, activée de manière générale plus de 40 fois par Hediste. Dans un second temps, ce projet proposait de modéliser la production primaire microphytobenthique en relation avec la dynamique sédimentaire et les processus biogéochimiques. Les données acquises via expériences en laboratoire et sur le terrain ont servi à développer ce modèle. Ainsi, le modèle MARS3D en version Cross-shore 2DV a été implémenté sur la vasière intertidale étudiée avec une très bonne qualité des simulations des processus hydrosédimentaires et des variations altimétriques. L’intégration de l’effet de la bioturbation et de la régulation de l’érodabilité des sédiments a permis d’améliorer encore la qualité des simulations. Un modèle de diffusion thermique a été intégré, testé et amélioré en termes d’interaction avec la composition sédimentaire. Le modèle biogéochimique BLOOM a été intégré également dans le modèle MARS3D avec une dynamique biogéochimique saisonnière bien représentée. Le modèle prend en compte le rôle des bioturbateurs sur les flux diffusifs, mais une perspective d’amélioration doit être envisagée pour mieux reproduire les flux à l’interface eau-sédiment et l’assimilation du NH4 + par le microphytobenthos en surface. Enfin, le modèle de la production primaire microphytobenthique a été implémenté dans le code MARS3D et fournit des simulations de la dynamique spatio-temporelle des biomasses microphytobenthiques intéressantes, même si les flux sont encore sous-estimés dans le modèle et les interactions avec la faune doivent encore être améliorées. Au final, les très nombreuses données issues du projet PHARESEE et le modèle associé serviront à comprendre et relier les nombreux facteurs influençant le fonctionnement des vasières et leurs rôles écosystémiques essentiels – rôle physique, de régulation sur les cycles biogéochimiques et rôle de productivité biologique et soutien au réseau trophique. Des travaux de synthèse ont été engagés en particulier pour tenter d’expliquer le haut niveau de productivité actuel du système en lien avec la bonne santé des espèces sentinelles (ingénieurs d’écosystèmes) de la macrofaune benthique

Viral to metazoan marine plankton nucleotide sequences from the Tara Oceans expedition

A unique collection of oceanic samples was gathered by the Tara Oceans expeditions (2009-2013), targeting plankton organisms ranging from viruses to metazoans, and providing rich environmental context measurements. Thanks to recent advances in the field of genomics, extensive sequencing has been performed for a deep genomic analysis of this huge collection of samples. A strategy based on different approaches, such as metabarcoding, metagenomics, single-cell genomics and metatranscriptomics, has been chosen for analysis of size-fractionated plankton communities. Here, we provide detailed procedures applied for genomic data generation, from nucleic acids extraction to sequence production, and we describe registries of genomics datasets available at the European Nucleotide Archive (ENA, www.ebi.ac.uk/ena). The association of these metadata to the experimental procedures applied for their generation will help the scientific community to access these data and facilitate their analysis. This paper complements other efforts to provide a full description of experiments and open science resources generated from the Tara Oceans project, further extending their value for the study of the world's planktonic ecosystems

The newcomers: distantly related bacteria have settled as co-obligate symbionts in aphids

National audienc

Joining the team: Co-obligate symbionts of aphids evolving from distantly related bacteria

International audienc

Ongoing Symbiont Replacement in the Aphid Cinara strobi

National audienc

The coming and going of mutualistic symbionts: The ins and outs of co-obligate endosymbiont replacement in Cinara aphids

International audienceNutritional-based mutualistic associations between microorganisms and insects with unbalanced diets is pervasive, with several insects having developed obligate associations with either bacterial or fungal symbionts. The last common ancestor of Cinara aphids (Hemiptera: Aphididae) harboured two obligate nutritional endosymbionts: Buchnera (the primary obligate endosymbiont of most aphids) and most probably a Serratia symbiotica. The latter shows a very dynamic pattern of replacement by different bacterial taxa, thus offering a special opportunity to study the turnover of obligate mutualistic associations. We have assembled the endosymbionts' genomes from over 60 species of Cinara. We found that most secondary co-obligate endosymbionts belong to taxa commonly associated to aphids as facultative endosymbionts, hinting at the origin of these lineages. Also, we observed common patterns of genome reduction and convergence in metabolic pathway retention. Within a group of Erwinia-associated aphids, horizontal transfer of B-vitamin-biosynthetic genes between endosymbiotic lineages has played an important role in the establishment of the new mutualistic associations. Finally, in the species Cinara strobi, we found that while the species has already acquired a new co-obligate symbiont, it retains the former S. symbiotica symbiont. It keeps a large but highly degenerated genome and has become unable to biosynthetise all B vitamins and essential amino acids, rendering it unable to fulfil its mutualistic role. In brief, the results provided by analysing the genomes of these obligate di- and tri-symbiotic consortia are illuminating the different processes involved in the evolution (from birth to death) of new obligate mutualistic associations betwee

Coming and ceasing to be: Evolution of recent mutualistic associations in aphid endosymbionts

National audienc