A genomic map of climate adaptation in Mediterranean cattle breeds
Laurence Flori
(1)
,
Katayoun Moazami-Goudarzi
(2)
,
Véronique Alary
(3)
,
Abdelillah Araba
(4)
,
Ismaïl Boujenane
(4)
,
Nadjet Boushaba
(5)
,
François Casabianca
(6)
,
Sara Casu
(7)
,
Roberta Ciampolini
(8)
,
Armelle Coeur d'Acier
(9)
,
Corinne Coquelle
(10)
,
Juan-Vicente Delgado
(11)
,
Ahmed El-Beltagi
(12)
,
Georgia Hadjipavlou
(13)
,
Emmanuelle Jousselin
(9)
,
Vincenzo Landi
(14)
,
Anne Lauvie
(1)
,
Philippe Lecomte
(1)
,
Christina Ligda
(15)
,
Caroline Marinthe
(10)
,
Amparo Martínez
(14)
,
Salvatore Mastrangelo
(16)
,
Dalal Menni
(4)
,
Charles-Henri Moulin
(1, 17)
,
Mona-Abdelzaher Osman
(12)
,
Olivier Pineau
(18)
,
Baldassare Portolano
(16)
,
Clementina Rodellar
(19)
,
Nadhira Saïdi-Mehtar
(5)
,
Tiziana Sechi
(7)
,
Guilhem Sempere
(20)
,
Sophie Thevenon
(20)
,
Dimitrios Tsiokos
(15)
,
Denis Laloë
(2)
,
Mathieu Gautier
(9, 21)
1
UMR SELMET -
Systèmes d'élevage méditerranéens et tropicaux
2 GABI - Génétique Animale et Biologie Intégrative
3 Cirad - Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement
4 IAV Hassan II - Institut Agronomique et Vétérinaire Hassan II
5 USTO MB - Université des sciences et de la Technologie d'Oran Mohamed Boudiaf [Oran]
6 LRDE - Laboratoire de Recherches sur le Développement de l'Elevage
7 Agricultural Research Agency of Sardegna
8 Dipartimento di Scienze Veterinarie
9 UMR CBGP - Centre de Biologie pour la Gestion des Populations
10 Corsica Vaccaghji
11 Universidad de Córdoba = University of Córdoba [Córdoba]
12 APRI - Animal Production Research Institute
13 Agricultural Research Institute
14 Laboratorio de Genetica Molecular Aplicada
15 HAO Demeter - Hellenic Agricultural Organization Demeter
16 Università degli studi di Palermo - University of Palermo
17 Montpellier SupAgro - Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier
18 CRTV - Centre de Recherche de la Tour du Valat
19 University of Zaragoza - Universidad de Zaragoza [Zaragoza]
20 UMR INTERTRYP - Interactions hôtes-vecteurs-parasites-environnement dans les maladies tropicales négligées dues aux trypanosomatides
21 IBC - Computational Biology Institute
2 GABI - Génétique Animale et Biologie Intégrative
3 Cirad - Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement
4 IAV Hassan II - Institut Agronomique et Vétérinaire Hassan II
5 USTO MB - Université des sciences et de la Technologie d'Oran Mohamed Boudiaf [Oran]
6 LRDE - Laboratoire de Recherches sur le Développement de l'Elevage
7 Agricultural Research Agency of Sardegna
8 Dipartimento di Scienze Veterinarie
9 UMR CBGP - Centre de Biologie pour la Gestion des Populations
10 Corsica Vaccaghji
11 Universidad de Córdoba = University of Córdoba [Córdoba]
12 APRI - Animal Production Research Institute
13 Agricultural Research Institute
14 Laboratorio de Genetica Molecular Aplicada
15 HAO Demeter - Hellenic Agricultural Organization Demeter
16 Università degli studi di Palermo - University of Palermo
17 Montpellier SupAgro - Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier
18 CRTV - Centre de Recherche de la Tour du Valat
19 University of Zaragoza - Universidad de Zaragoza [Zaragoza]
20 UMR INTERTRYP - Interactions hôtes-vecteurs-parasites-environnement dans les maladies tropicales négligées dues aux trypanosomatides
21 IBC - Computational Biology Institute
Laurence Flori
- Fonction : Auteur
- PersonId : 735062
- IdHAL : laurence-flori
- ORCID : 0000-0002-7529-8521
- IdRef : 059553383
Katayoun Moazami-Goudarzi
- Fonction : Auteur
- PersonId : 744306
- IdHAL : katayoun-moazami-goudarzi
- ORCID : 0000-0003-2860-5418
Véronique Alary
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1136802
- ORCID : 0000-0003-4844-5423
- IdRef : 052568644
Nadjet Boushaba
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1070433
François Casabianca
- Fonction : Auteur
- PersonId : 747231
- IdHAL : francois-casabianca
Armelle Coeur d'Acier
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1188377
- ORCID : 0000-0002-8915-1395
Emmanuelle Jousselin
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1202951
Anne Lauvie
- Fonction : Auteur
- PersonId : 736602
- IdHAL : anne-lauvie
- ORCID : 0000-0002-4647-9948
- IdRef : 130616621
Salvatore Mastrangelo
- Fonction : Auteur
- PersonId : 800576
- ORCID : 0000-0001-6511-1981
Charles-Henri Moulin
- Fonction : Auteur
- PersonId : 748414
- IdHAL : charles-henri-moulin
- ORCID : 0000-0001-7328-4137
Denis Laloë
- Fonction : Auteur
- PersonId : 5657
- IdHAL : denis-laloe
- ORCID : 0000-0001-8359-0760
- IdRef : 168908557
Mathieu Gautier
- Fonction : Auteur
- PersonId : 735868
- IdHAL : mathieu-gautier-1976
- ORCID : 0000-0001-7257-5880
- IdRef : 242327257
Résumé
Domestic species such as cattle (Bos taurus taurus and B. t. indicus) represent attractive biological models to characterize the genetic basis of short term evolutionary response to climate pressure induced by their post-domestication history. Here, using newly generated dense SNP genotyping data, we assessed the structuring of genetic diversity of 21 autochtonous cattle breeds from the whole Mediterranean basin and performed genome-wide association analyses with covariables discriminating the different Mediterranean climate sub-types. This provided insights into both the demographic and adaptive histories of Mediterranean cattle. In particular, a detailed functional annotation of genes surrounding variants associated with climate variations highlighted several biological functions involved in Mediterranean climate adaptation such as thermotolerance, UV protection, pathogen resistance or metabolism with strong candidate genes identified (e.g. NDUFB3, FBN1, METTL3, LEF1, ANTXR2 and TCF7). Accordingly, our results suggest that main selective pressures affecting cattle in Mediterranean area may have been related to variation in heat and UV exposure, in food resources availability and in exposure to pathogens, such as anthrax bacteria (Bacillus anthracis). Furthermore, the observed contribution of the three main bovine ancestries (indicine, European and African taurine) in these different populations suggested that adaptation to local climate conditions may have either relied, on standing genomic variation of taurine origin or adaptive introgression from indicine origin, depending on the local breed origins. Taken together, our results highlight the genetic uniqueness of local Mediterranean cattle breeds and strongly support conservation of these populations