Natural and artificial determinants of reproductive success in a population of Alpine whitefish propagated by supportive breeding

An important source of artificial evolutionary forces in salmonids is the artificial propagation of their populations. The protocols used can favour specific genotypes or reduce the selection that would otherwise occur with natural reproduction. Furthermore, they can contribute to a reduction in the genetic diversity of populations. The systematic loss of genetic diversity can lead to inbreeding depression, i.e., a decrease in the fitness of individuals resulting from the accumulation of deleterious allele combinations due to the relatedness of their parents. In this thesis, we investigated the components of reproductive success in an Alpine whitefish population (Coregonus cf. suidteri) propagated by supportive breeding. We designed a large-scale experiment to monitor survival and life history traits in artificially produced sibling groups, reared in parallel by local hatcheries and under controlled laboratory conditions. Despite genetic tagging (i.e., genotyping for parentage assignment) of the parents of approximately a quarter of the eggs produced in 2019, we found only two fish from the monitored sib groups among 732 fish from this cohort. We then simulated scenarios of reproductive success bias and survival variance between hatchery rearing protocols to interpret this result. Using this post-hoc analysis to refine possible interpretations, we discuss prospects for the population monitoring. In parallel and based on previous research, we assessed inbreeding depression in the population. We first tested for sex-specific effects linked with individual inbreeding coefficient. An estimate of the shared variance between the coefficients we determined, and a coefficient determined based on ≥ 10,000 SNPs suggests that our estimates of inbreeding coefficient were reflecting a limited part of genome-wide inbreeding coefficient. We also tested the relative importance of maternal inbreeding versus individual inbreeding on early life history traits, complementing previous knowledge on the population. Finally, we determined the covariance between the estimated ability of male semen to fertilize eggs and male attractiveness traits as a function of capture depth to determine the potential effects of artificial selection due to hatchery-induced sperm competition. Résumé (Français) Une source importante de forces évolutives artificielles chez les salmonidés est la propagation artificielle de leurs populations. Les protocoles utilisés peuvent favoriser des génotypes spécifiques ou réduire la sélection qui se produirait autrement avec la reproduction naturelle. De plus, ils peuvent contribuer à réduire la diversité génétique des populations. La perte systématique de diversité génétique peut entraîner une dépression de consanguinité, c'est-à-dire une diminution de la valeur adaptative des individus résultant de l'accumulation de combinaisons délétères d'allèles dues à la parenté de leurs parents. Dans cette thèse, nous avons étudié les composantes du succès reproducteur chez une population alpine de corégone (Coregonus cf. suidteri) propagée par reproduction en écloserie. Nous avons conçu une expérience à grande échelle pour suivre la survie et les traits d’histoire de vie de groupes de frères et sœurs produits artificiellement, élevés en parallèle dans les écloseries locales et dans des conditions contrôlées en laboratoire. Malgré le marquage génétique (c'est-à-dire le génotypage pour l'attribution de la parenté) des parents d’environ un quart des œufs produits en 2019, nous n'avons trouvé que deux poissons issus des groupes de fratrie suivis parmi 732 poissons de cette cohorte. Nous avons ensuite simulé des scénarios de biais de succès reproducteur et de variance de survie entre protocoles d’élevage en écloserie, afin d'interpréter ce résultat. En utilisant cette analyse post-hoc pour affiner les interprétations possibles, nous discutons des perspectives de suivi de la population. Parallèlement et sur la base de travaux de recherches précédents, nous avons évalué la présence de dépression de consanguinité dans la population. Nous avons d’abord testé les effets spécifiques au sexe du coefficient de consanguinité. Une estimation de la variance partagée entre les coefficients que nous avons déterminés et un coefficient déterminé sur la base de ≥ 10 000 SNPs suggèrent que les coefficients que nous avons déterminés ne reflètent qu’une fraction limitée d’un coefficient de consanguinité déterminé sur l’ensemble du génome des individus. Nous avons également testé l'influence de la consanguinité maternelle par rapport à la consanguinité individuelle sur les premiers traits d’histoire de vie de la progéniture, complémentant ainsi les connaissances antérieures sur la population. Enfin, nous avons déterminé la covariance entre la capacité estimée de la semence des mâles à fertiliser des œufs et des traits d'attractivité chez les mâles, en fonction de la profondeur de capture afin de déterminer les effets potentiels d’une sélection artificielle due à la compétition spermatique induite en écloserie.