Les animaux et leur microbiote forment un organisme composite, appelé holobionte, qui peut être considéré comme l'unité ultime sur laquelle agissent l'évolution et la sélection. Les gènes de l'hôte et l'environnement influent sur la colonisation, le développement et le fonctionnement des divers microbiotes, qui en retour contribuent à façonner les phénotypes de l'hôte. Dans le cadre des systèmes d'élevage respectant les principes de l’agroécologie, les objectifs sont de réduire les empreintes environnementales (émission de gaz à effet de serre, approvisionnement en eau et en énergie, réduction des intrants etc.), les animaux doivent ainsi faire face à des environnements changeants et complexes (changement climatique, diverses ressources nutritionnelles non compétitives, environnement moins contrôlé et moins protecteur contre les pathogènes, etc.). Dans ce contexte, il est important de déterminer la part des composants hôte/microbiote dans la variabilité du déterminisme des phénotypes pertinents dans une perspective agroécologique et de comprendre comment la génétique de l'hôte contrôle le microbiote symbiotique. 

L'objectif général est de développer des approches hologénétiques intégratives pour la sélection animale, en utilisant les technologies les plus innovantes pour générer, traiter et analyser les ensembles de données génétiques et génomiques de l'hôte et de son microbiote, ainsi que les phénotypes et les paramètres environnementaux dans lesquels évoluent les holobiontes. Pour cela, le projet est composé de 4 axes de travail :

• développer des méthodes d'analyses des données de phénotypage de nouvelle génération (principalement à haut débit et en continu) de l'holobionte, à leur modélisation et à l'analyse de leurs interrelations avec les données du microbiote ;
• optimiser les méthodes de modélisation conjointes de la variabilité allélique de l'hôte, des indicateurs métagénomiques et de leur interaction afin de mieux comprendre le déterminisme génétique des caractères impliqués dans l'adaptation des animaux aux systèmes de production agroécologique et d'améliorer la précision de la sélection chez les différentes espèces d'intérêt ;
• production de grandes populations de références avec la génération de phénotypes de nouvelles générations automatisés et à haut débit, de données sur le microbiote et de génotypage à haut débit, dans des environnements peu contrôlés et fluctuants et à différents stades physiologiques ;
• génération et analyse de données multi-omiques au niveau de l'hôte et de son microbiote permettra de comprendre les mécanismes qui unissent le microbiote à son hôte afin d'identifier les acteurs clé du dialogue permettant l'établissement et la persistance des interactions symbiotiques.

Les données omiques qui décrivent au mieux les caractéristiques fonctionnelles de l’holobionte seront explorées dans le but de mettre en œuvre des modèles prédictifs capables de prédire les caractéristiques fonctionnelles des métagénomes dans des ensembles de données. Ces résultats permettront de raffiner les objectifs de sélection.

Solène Pety (INRAE, UMR 1313 - GABI – GiBBs) : Méthodes hologénomiques pour prendre en compte le microbiote de l'hôte dans les évaluations génétiques.