La qualité du bœuf : le véritable défi de la recherche pour la satisfaction des consommateurs

Les éleveurs de bovins de boucherie canadiens ont une occasion formidable de répondre à la demande mondiale croissante de produits riches en protéines animales de haute qualité. Toutefois, le coût élevé des aliments pour animaux et leur qualité inégale soulèvent d'importantes difficultés. Des recherches sont en cours pour régler ces difficultés grâce à l'utilisation de panels d'ADN qui permettent de sélectionner et de gérer particulièrement les animaux en fonction de leur profil ADN afin d'accroître l'efficacité de la production et la qualité des produits.

Les audits de qualité de la viande bovine au Canada continuent de montrer que la tendreté de la viande est l'une des principales préoccupations des consommateurs en ce qui concerne la viande bovine. Si la viande bovine était systématiquement tendre, les consommateurs seraient prêts à payer plus cher pour en acheter et à en acheter plus souvent (Shackelford et al. 2001). Bien que l'efficacité de l'alimentation et la qualité de la viande bovine soulèvent d'énormes difficultés et d'excellentes occasions pour l'industrie montrant une héritabilité modérée à élevée (entre 0,12 et 0,53), la capacité de l'industrie à y répondre par une génétique améliorée était presque impossible jusqu'à très récemment avec le développement des technologies génomiques. Les approches traditionnelles de l'amélioration génétique de ces caractères réussissent peu car les caractères sont trop coûteux et difficiles à mesurer. Les recherches en cours dans notre groupe de l'Université de Guelph et de l'Université de l'Alberta, en collaboration avec AgSights (Ontario) et Delta Genomics (Alberta), visent à améliorer les outils génomiques disponibles pour accroître l'efficacité de la sélection et aborder de nouveaux caractères importants pour les consommateurs et offrir certains avantages aux éleveurs de bovins de boucherie.

L'industrie de la viande bovine canadienne est très segmentée et comprend de nombreux intervenants (stocks de semences, vaches-veaux, parcs d'engraissement, transformateurs, détaillants et consommateurs). La division entre les groupes tout au long de la chaîne d'approvisionnement permet aux différents acteurs de prendre des décisions logiques concernant leurs propres pratiques commerciales. Toutefois, compte tenu de l'ensemble de la chaîne, ces décisions peuvent parfois être préjudiciables au produit final et à la satisfaction du consommateur. Avec peu ou pas de signaux du marché le long de la chaîne d'approvisionnement, les changements qu'il faut ne sont pas nécessairement apportés au produit final, ce qui peut avoir un impact sur le désir de consommer le produit final et sur la concurrence avec d'autres choix de protéines. Une mauvaise circulation de l'information le long de la chaîne d'approvisionnement en viande bovine peut entraîner des inefficacités, comme le montre la diminution des carcasses à haut rendement au cours de la dernière décennie (de 66 % à 41 %, selon les données de l'Agence canadienne de classement du bœuf).

Les approches génomiques offrent la possibilité d'accélérer l'amélioration génétique, mais la génomique exige des phénotypes (et des génotypes) précis provenant d'animaux individuels liés sur le plan génomique. L'efficacité de la sélection avec les EPD (écarts prévus dans la descendance) sera plus élevée avec les connaissances acquises par les études de génomique fonctionnelle qui utilisent les nouvelles technologies de la science omique telles que la transcriptomique (Cánovas, 2016; Van Eenennaam, 2016). Malgré une compréhension moléculaire et physiologique croissante des caractères complexes, on sait peu de choses sur les gènes cibles qui déterminent les caractères et leur fonction précise, et une source inexpliquée importante de variation des phénotypes demeure chez les bovins de boucherie. Dans ce contexte, une compréhension plus complète des principaux gènes régulateurs et des voies de régulation impliqués dans des caractères importants sur le plan économique tels que la tendreté de la viande des bovins de boucherie permettra d'acquérir des connaissances qui contribueront à améliorer la sélection génétique et la gestion de la production. Par conséquent, l'étude du transcriptome à l'aide de données de la science omique à haut débit (séquençage de l'ARN) provenant de biopsies de muscles et de graisses des animaux les plus divergents avec des valeurs extrêmes de la force de cisaillement Warner-Bratzler (WBSF) (groupes de tendreté HAUTE et BASSE) complétera ces outils et fera progresser l'identification des principaux gènes régulateurs et des SNP fonctionnels dans le cadre d'une approche (Canovas et al., 2014; Fonseca et al., 2018)de biologie systémique. En outre, la composition en acides gras de la viande bovine a également été considérée comme un facteur important pour une alimentation plus nutritive et plus saine; par conséquent, l'identification des marqueurs génétiques associés à la tendreté de la viande et à la composition en acides gras des bovins de boucherie, ainsi qu'une compréhension précise de la biologie sous-jacente aux caractères, permettront d'améliorer plus efficacement la qualité de la viande et la gestion de l'alimentation assistée par les marqueurs.

Les études d'association à l'échelle du génome (GWAS) peuvent fournir des renseignements précieux sur l'architecture génétique de caractères complexes, de variantes causales potentielles et de gènes candidats chez les bovins (Suravajhala, et al., 2016)de boucherie. De nombreuses études GWAS ont été réalisées sur les espèces Bos taurus et Bos indicus ainsi que les bovins de boucherie métis relativement à la qualité de la viande et aux caractères des carcasses (Magalhães et al. 2016). Plusieurs de ces études étaient axées sur la WBSF comme caractère pertinent et ont cerné des marqueurs génétiques principalement sur le chromosome 10 dans la séquence génomique du gène CAPN3 chez les bovins Brahmane (Barendse, et al., 2008) et sur les chromosomes 7 (couvrant le gène CAST) et 29 (couvrant le gène CAPN1) pour les races Angus, Charolais, Hereford, Limousin et Simmental (Hulsman et al., 2014).

Dans le même contexte, les résultats préliminaires de notre projet ont trouvé neuf marqueurs (SNP) sensiblement associés à la tendreté (WBSF) dans une population métisse (Angus x Simmental) située au Centre de recherche sur le bœuf d'Elora (Elora, ON). Six de ces marqueurs étaient situés sur le chromosome 29, et deux sur le chromosome 2 (P<0,05). En outre, en examinant les gènes contenant des SNP importants, nous avons également cerné 105 gènes à proximité immédiate (<500 Kb) de SNP importants car ils pouvaient se séparer avec la variante causale (dans un déséquilibre de liaison). Parmi les 105 gènes proches des SNP de la WBSF, le processus métabolique constituait la majeure partie de la classification fonctionnelle, qui incluait le gène CAPN1. Trois SNP ont été localisés dans le gène CAPN1 sur le chromosome 29. Le gène CAPN1 est bien connu pour avoir une incidence sur la tendreté de la viande. Le gène CAPN1 est impliqué dans la protéolyse post-mortem des fibres musculaires et il a été démontré qu'il est associé à la tendreté de la viande chez les espèces Bos taurus et Bos indicus et leurs bovins métis(Pinto et al., 2011). L'effet des haplotypes CAPN1 (le groupe de variantes génétiques héritées ensemble dans la région CAPN1) s'est révélé significatif pour les allèles tendres à la fois au CAPN1 et au CAST qui, ensemble, auraient une WBSF inférieure de 4,11 kg aux animaux homozygotes pour les allèles durs (un score WBSF inférieur représente une viande plus tendre). De plus, deux SNP situés dans les gènes de la glycogène phosphorylase (PYGM) et de la Neurexine-2 (NRXN2) ont été associés de manière importante à la WBSF. L'analyse fonctionnelle a montré que le gène PYGM est impliqué dans la génération de métabolites précurseurs et d'énergie pendant la glycolyse (Nogales-gadea et al., 2012)et est responsable de la décomposition du glycogène cellulaire en glucose, qui est le sucre utilisé pour l'énergie cellulaire. Le gène NRXN2 est associé à des processus biologiques en rapport avec l'angiogenèse, la coagulation du sang et le développement du cœur, du système nerveux et du système squelettique.

D'autres études portant sur l'expression génétique par séquençage de l'ARN ont fourni de nouvelles possibilités d'identifier de nouvelles variantes fonctionnelles et de futurs changements dans les niveaux de produit et la structure des gènes du muscle Longissimus thoracis (faux-filet) chez différentes races. L'analyse transcriptomique pourrait détecter des gènes régulateurs essentiels impliqués dans les processus biologiques associés à la tendreté de la viande tels que l'organisation et la synthèse des fibrilles de collagène, la croissance cellulaire, le développement et la contraction des muscles. Actuellement, le laboratoire Cánovas de l'université de Guelph collabore avec l'UNESP au Brésil (Albuquerque Lab) où l'on effectue des recherches semblables sur les bovins Nellore, une race à viande Bos indicus. Les résultats préliminaires ont révélé des gènes exprimés différemment associés à la consommation d'aliments résiduels, à la tendreté, au persillage et à d'autres caractères de la carcasse et de la qualité de la viande dans le muscle Longissimus thoracis, provenant d'animaux ayant des conditions environnementales, des âges et des systèmes de gestion différents, y compris des animaux castrés et non castrés. L'objectif de notre étude est d'augmenter le nombre d'animaux génotypés (purs et métis) avec des enregistrements de phénotype pour la WBSF chez les bovins de boucherie canadiens. Les résultats de cette étude, y compris l'analyse transcriptomique, seront validés pour les races à viande et les populations indépendantes afin d'accroître l'efficacité de la sélection génétique pour la tendreté et d'autres caractères liés à la qualité de la viande chez les bovins de boucherie.

Références

1Centre pour l'amélioration génétique du bétail, Département des biosciences animales, Université de Guelph, ON, N1G 2W1 Canada;

2Département des sciences animales, École des sciences agricoles et vétérinaires, Université de l'État de São Paulo (UNESP), Jaboticabal - São Paulo, Brésil;

3Neogen Canada, Edmonton, Alberta, T6G 2P5, Canada;

4Département des sciences de l'agriculture, de l'alimentation et de la nutrition, Université de l'Alberta, Edmonton, Alberta, T6G 2P5, Canada.


Pour plus de renseignements :
Sans frais : 1 877 424-1300
Local : 519 826-4047
Courriel : ag.info.omafra@ontario.ca