Molecular ecology [SBOEM124]

Acquis d'apprentissage

Ce cours démontrera comment les outils moléculaires peuvent être utilisés pour des études en écologie et en évolution contemporaine. Il sera fortement axé sur les méthodes, et comprendra des discussions sur la littérature récente.

Les sujets abordés seront les suivants :

- Méthodes de séquençage, des méthodes traditionnelles aux méthodes à haut débit.

- génétique des populations et de la conservation

- Méthodes statistiques pour déduire la structure des populations et les modèles contemporains (Fst, AMOVA, déduction de la sélection).

- Génétique de la conservation

- Phylogéoraphie



Dans la partie pratique du cours, les étudiants travailleront de manière indépendante dans le laboratoire moléculaire, notamment :

- l'extraction et l'évaluation de l'ADN

- Amplification par PCR

- Séquençage de l'ADN

- Analyse des données de séquençage Sanger et de séquences d'ADN à haut débit.


À la fin du cours, les étudiants devraient être prêts à choisir des méthodes moléculaires appropriées pour leurs questions de recherche et à analyser les résultats. Ils comprendront les avantages et les inconvénients des différentes méthodes, et auront suffisamment d'expérience en laboratoire pour démarrer un projet de recherche.


 

Objectifs

Contenu

Ce cours se donne en 3 parties, une partie enseignée par Prof. Caroline Nieberding (UCL), une partie par Prof. Karine Van Doninck (UNamur) et une autre par Prof. Olivier Hardy (ULB).

Partie enseigné par Prof. C. Nieberding:

Théorie: L'évolution adaptative commence à être comprise au niveau des changements induits dans le code génétique des organismes, l'ADN. Nous verrons le cadre conceptuel de l'évolution moléculaire (est-ce que l'évolution moléculaire est principalement neutre ou adaptative?). La suite du cours illustrera nos connaissances en évolution moléculaire adaptative par une série de cas d'étude montrant l'adaptation en milieu naturel pour des traits morphologiques, comportementaux et leurs bases moléculaires sous-jacentes.

TPs: les étudiants feront des dissections de tissus, de l'extraction d'ARN, de la reverse PCR et de la PCR quantitative, en plus de gel d'agarose,... sur deux gènes candidats et deux gènes contrôle impliqués dans la production de la phéromone sexuelle d'un papillon, un trait physiologique sous forte sélection sexuelle. Ils analyseront ensuite la robustesse de leurs données sur base de l'analyse statistiques des résultats obtenus en groupes (niveau de réplication de l’expérience).

Partie enseigné par le Prof. K. Van Doninck:

Théorie: "Evolution moléculaire neutre": les marqueurs, méthodes et analyse des données utilisées en génétique des populations, génétique de la conservation, phylogénie, et phylogéographie seront expliquées et illustrées dans les cours théoriques afin d’étudier les changements et liens génétiques entre individus, populations et espèces.

TPs: Les TPs mettent en pratique les concepts abordés au cours théorique et les étudiants seront menés à effectuer de la recherche expérimentale afin de répondre à des questions scientifiques. Les étudiants feront au laboratoire de l’extraction d’ADN, de la PCR et séquençage Sanger d’un marqueur barcoding, restriction de fragments ADN (RFLP), visualisation des produits PCR sur gel d’agarose, amplification de marqueurs microsatellites et détection par électrophorèse capillaire. Un jeu de données RADseq sera également disponible. Les étudiants analyseront en salle informatique les séquences COI, RFLP, microsatellites et les données RADseq avec des méthodes statistiques spécifiques pour ce genre de données afin de calculer les liens génétiques entre individus, populations et espèces.

Partie enseignée par le Prof. Olivier Hardy:

Génétique des populations avec exercices.