Renaud Vitalis, Maria Razzauti, Liina Voutilainen, Heikki Henttonen, Nathalie Charbonnel, Maxime Galan, Emmanuel Guivier, Bertrand Gauffre, Jukka Niemimaa, Adelaïde Dubois, Jean-François Cosson, Centre de Biologie pour la Gestion des Populations (UMR CBGP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (ANSES), Biologie moléculaire et immunologie parasitaires et fongiques (BIPAR), École nationale vétérinaire - Alfort (ENVA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Laboratoire de santé animale, sites de Maisons-Alfort et de Normandie, Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (ANSES)-Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (ANSES)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12), Centre d'Études Biologiques de Chizé - UMR 7372 (CEBC), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-La Rochelle Université (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Natural Resources Institute Finland (LUKE), Department of Medical and Clinical Genetics [Helsinki], Haartman Institute [Helsinki], Faculty of Medecine [Helsinki], Helsingin yliopisto = Helsingfors universitet = University of Helsinki-Helsingin yliopisto = Helsingfors universitet = University of Helsinki-Faculty of Medecine [Helsinki], Helsingin yliopisto = Helsingfors universitet = University of Helsinki-Helsingin yliopisto = Helsingfors universitet = University of Helsinki, Biogéosciences [UMR 6282] (BGS), Université de Bourgogne (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Study funded by an INRA-EFPA/ANSES fellowship., European Project: 261504,EC:FP7:HEALTH,FP7-HEALTH-2010-single-stage,EDENEXT(2011), European Project, Department of Virology, Medicum, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Laboratoire de santé animale, sites de Maisons-Alfort et de Dozulé, Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (ANSES)-Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (ANSES)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-École nationale vétérinaire d'Alfort (ENVA)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12), Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Natural Resources Institute Finland, University of Helsinki-University of Helsinki-Faculty of Medecine [Helsinki], University of Helsinki-University of Helsinki, Biogéosciences [UMR 6282] [Dijon] (BGS), Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École nationale vétérinaire d'Alfort (ENVA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Laboratoire de santé animale, sites de Maisons-Alfort et de Dozulé, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École nationale vétérinaire - Alfort (ENVA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Laboratoire de santé animale, sites de Maisons-Alfort et de Dozulé, La Rochelle Université (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement
Understanding how host dynamics, including variations of population size and dispersal, may affect the epidemiology of infectious diseases through ecological and evolutionary processes is an active research area. Here we focus on a bank vole (Myodes glareolus) metapopulation surveyed in Finland between 2005 and 2009. Bank vole is the reservoir of Puumala hantavirus (PUUV), the agent of nephropathia epidemica (NE, a mild form of hemorrhagic fever with renal symptom) in humans.M glareoluspopulations experience multiannual density fluctuations that may influence the level of genetic diversity maintained in bank voles, PUUV prevalence and NE occurrence. We examine bank vole metapopulation genetics at presumably neutral markers and immune-related genes involved in susceptibility to PUUV (Tnf-promoter,Mhc-Drb, Tlr4,Tlr7andMx2gene) to investigate the links between population dynamics, microevolutionary processes and PUUV epidemiology. We show that genetic drift slightly and transiently affects neutral and adaptive genetic variability within the metapopulation. Gene flow seems to counterbalance its effects during the multiannual density fluctuations. The low abundance phase may therefore be too short to impact genetic variation in the host, and consequently viral genetic diversity. Environmental heterogeneity does not seem to affect vole gene flow, which might explain the absence of spatial structure previously detected in PUUV in this area. Besides, our results suggest the role of vole dispersal on PUUV circulation through sex-specific and density-dependent movements. We find little evidence of selection acting on immune-related genes within this metapopulation. Footprint of positive selection is detected atTlr-4gene in 2008 only. We observe marginally significant associations betweenMhc-Drbhaplotypes and PUUV serology, and betweenMx2genotype and PUUV genogroups. These results show that microevolutionary changes and PUUV epidemiology in this metapopulation are mainly driven by neutral processes, although the relative effects of neutral and adaptive forces could vary temporally with density fluctuations.