Genomics of Salmonella sevovars Mbandaka, Typhimurium and its monophasic variant in milk and pork food sectors
Génomique des sérotypes de Salmonella Mbandaka, et Typhimurium et son variant monophasique, dans les secteurs alimentaires laitier et porcin
Résumé
Salmonella Mbandaka, Typhimurium and its monophasic variant are prevalent serovars in dairy and pork food sectors. Faced with industrial limits and lack of knowledge of the mechanisms and determinants of the dissemination, the persistence and the resistance of these strains, whole genome sequencing approaches gained interest from both food sectors.
In this thesis, I have developed an innovative methodology, called "pan-genome" in order to take into account all single nucleotide polymorphisms within a considered set of Salmonella genomes, including the accessory and coregenome from coding and non-coding DNA fragments. In addition to have demonstrated that my developments allowed the inference of a phylogenomic tree in agreement with the epidemiological data through several datasets (Salmonella Typhimurium and its monophasic variant, Escherichia coli and Neisseria meningitidis), this work also revealed that the pangenomic inference produced new reconciliations between strains compared to the coregenome-based inference. These developments provided a pangenomic method with a higher discriminatory power than the usual methods based on core or accessory genomes, and consequently brought a potential solution for the improvement of outbreak investigations.
In addition, I studied in detail genomes to detect firstly host markers, and secondly geographical markers, on the French and global scales. I demonstrated that genomic
clusters are harbored by Salmonella Mbandaka isolated from poultry and cattle. For Salmonella Typhimurium and its monophasic variant, I observed an absence of geographical distinction of strains isolated from pig herds, and that a single genomic profile was found dispersed in France, while a geographical segregation worldwide was observed.
Overall this research provided a solid overview of the genomic of Salmonella Mbandaka, Typhimurium and its monophasic variant in dairy and pig and pork food sectors, and a pangenomic method to bring further resolution in future bacterial epidemiological investigations.
Salmonella Mbandaka, Typhimurium et son variant monophasique sont des sérovars de Salmonella très prévalents dans les secteurs alimentaires laitier et porcin. Face aux limites industrielles et la méconnaissance des mécanismes et déterminants de la dissémination, la persistance et la résistance de ces souches, les approches par séquençage du génome entier ont suscité l’intérêt des filières alimentaires en question.
J’ai développé une méthodologie innovante, dite « pangénome » afin de prendre en compte tous les polymorphismes de nucléotides simples des génomes considérés de Salmonella, incluant le coregénome et le génome accessoire de fragments codant et non codant. En plus d’avoir démontré que mes développements permettaient l’inférence d’un arbre phylogénétique en cohérence avec les données épidémiologiques à travers plusieurs jeux de données (Salmonella Typhimurium et son variant monophasique, Escherichia coli et Neisseria meningitidis), ces travaux ont aussi révélé que l’inférence pangénomique engendrait de nouvelles réconciliations entre les souches en comparaison à l’inférence basée sur le coregénome. Ces développements ont fourni une méthode pangénomique plus discriminante que les méthodes usuelles basées sur les génomes core ou accessoire, et ont par conséquent apporté une potentielle solution à l’amélioration des investigations d’épidémies.
Dans cette thèse, j’ai également étudié en détail les génomes pour rechercher dans un premier temps des marqueurs d’hôtes, et dans un deuxième temps des marqueurs géographiques, à l’échelle de la France et à l’échelle mondiale. J’ai démontré l’existence de clusters génomiques chez les Salmonella Mbandaka isolées de volaille et du bovin. Pour Salmonella Typhimurium et son variant monophasique, j’ai observé qu’il n’y avait pas de distinction géographique entre des souches isolées d’élevage porcin, et qu’un seul profil génomique se retrouvait dispersé en France, avec une ségrégation géographique à l’échelle mondiale.
Dans l'ensemble, ces travaux fournissent un aperçu solide de la génomique de Salmonella Mbandaka, Typhimurium et son variant monophasique, et une méthode d’analyse pangénomique pour apporter une meilleure résolution aux futures enquêtes épidémiologiques bactériennes.
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