Décodage génétique des bovins

Un nouvel outil de sélection puissant peut prédire le potentiel génétique des veaux de nos troupeaux peu après leur naissance.

Ce jour si attendu où il sera possible d'ici quelque mois de jeter un œil dans la " boîte noire " du patrimoine génétique d'un animal nous permettra de prendre de meilleures décisions d'élevage. Le département d'agriculture américain (USDA) doit publier des évaluations génétiques au moyen de l'information sur le génome en janvier 2009, et le Réseau laitier canadien (RLC) prévoit faire de même plus tard dans l'année.

Le génome d'un organisme, dans ce cas celui d'un bovin laitier, renferme les renseignements héréditaires encodés dans son ADN. La sélection génomique, couplée à des méthodes de sélection et d'évaluation de haute technicité, devrait grandement améliorer l'efficacité et l'exactitude des programmes d'amélioration génétique.

Les laboratoires d'amélioration génétique américains et canadiens, les installations et les centres d'insémination artificielle (IA), ont permis le développement de valeurs génomiques d'élevage estimées (VGÉE). On s'attend que ces dernières révolutionnent les programmes d'élevage de bovins laitiers en changeant la façon dont sont sélectionnées les taureaux et les vaches.

Ce sont les dernières nouvelles issues de la récente réunion du Comité international pour le contrôle des performances en élevage tenue à Niagara Falls, N.Y. Parmi les faits saillants de la rencontre il faut noter deux rapports importants, l'un du docteur George Wiggans sur le travail de collaboration des partenaires de l'industrie canadienne et américaine pour mettre au point la sélection génomique, et l'autre du docteur Larry Schaeffer de l'Université de Guelph, sur comment utiliser cette technologie dans un programme de sélection d'IA. Ces deux rapports offrent des réponses aux principales questions que se posent les éleveurs de bovins laitiers.

La génomique, c'est de la sélection ?

La sélection génomique utilise l'information sur le patrimoine génétique d'un animal individuel pour évaluer sa valeur reproductive. Les chercheurs ont mis au point des analyses par balayage du génome entier au moyen d'une puce à ADN qui peut identifier jusqu'à 54 000 infimes parcelles d'information génétique. Chaque parcelle d'information s'appelle un polymorphisme de nucléotide simple (PNS).

Que sont les PNS ?

Les PNS sont comme des marqueurs qui indiquent les types de variation génétique communs. Ils peuvent être bénéfiques, nuisibles ou n'avoir aucun effet connu.

Le génome bovin possède des millions de PNS. Plus on en identifie, mieux nous multiplions nos connaissances sur la génétique des bovins laitiers en général. Même si les 54 000 PNS identifiés à ce jour ne se sont pas tous révélés utiles dans le génotypage des bovins laitiers, beaucoup d'entre eux nous aident maintenant à prédire si nous sélectionnons un animal avec les caractères que nous souhaitons.

Comment fonctionne la sélection ?

La première étape de ce processus qui en compte deux compare le patrimoine génétique d'un grand nombre de sujets ayant des caractères communs dans la population bovine laitière globale, parmi lesquels la production laitière, la facilité de mise bas, les traits du type et ainsi de suite.

À la deuxième étape l'information des PNS que l'on trouve dans le génome de chaque animal sert à prédire sa valeur reproductive. Des programmes informatiques ajoutent tous les effets sur un caractère donné identifié avec les divers PNS, et le tous est combiné avec la moyenne parentale utilisée dans le système d'évaluation génétique traditionnel pour calculer une VGÉE globale.

Aussi exacte que les épreuves de progéniture?

Dans le projet du département de l'agriculture américain, les VGÉE ont été évaluées sur 5 825 taureaux et vaches, puis comparées à leurs valeurs reproductives réelles en 2008 pour déterminer l'exactitude des VGÉE. Cette évaluation a été effectuée pour les caractères reproductifs ainsi que ceux liés au type fonctionnel et au vêlage.

Une VGÉE aurait un facteur de fiabilité se situant entre la moyenne parentale et l'épreuve de progéniture traditionnelle. La fiabilité relative de la moyenne parentale se situe entre 25 et 40 %, selon le caractère et la quantité d'information disponible sur les parents. Au Canada, un taureau nouvellement éprouvé/mis à l'épreuve peut présenter une fiabilité entre 80 et 85 %, et les épreuves des taureaux avec un grand nombre de filles auront un niveau de fiabilité de l'ordre de 95 %.

Les nouvelles VGÉE combinent l'information génotypique d'animaux individuels avec les moyennes parentales, auxquelles s'ajoute toute information d'épreuve individuelle si elle est disponible. Quand le département de l'agriculture américain a ajouté l'information génotypique et les moyennes parentales, les VGÉE des taureaux ont montré une fiabilité entre 63 et 75 %. Ces degrés de fiabilité pourraient être quelque peu surestimés et se révéler moindres quand le programme sera à plus grande échelle.

Nous ne pouvons nous fier sur les VGÉE autant que sur les épreuves de progéniture hautement confirmées/avérées, mais celles-ci sont beaucoup plus précises que les moyennes parentales. Chez les femelles, une VGÉE est probablement beaucoup plus exacte que toute évaluation génétique actuelle pour toutes, à l'exception de quelques vaches. Le fait qu'elle puisse être effectuée à un assez jeune âge est avantageux. .

Quels en sont les avantages ?

La sélection génomique présente deux avantages, la vitesse et un coût moindre.

On peut obtenir peu après la naissance d'un veau les génotypes pouvant potentiellement servir à l'IA ou devenir la mère d'un taureau. S'il est combiné aux moyennes parentales pour créer les VGÉE, le processus peut accélérer les tendances génétiques de 30 à 50 %, selon la précision des VGÉE et la mesure dans laquelle l'industrie s'en servira.

L'analyse par balayage du génome entier d'un sujet coûte de 250 $ à 300 $, comparée à l'épreuve de progéniture d'un seul taureau qui s'élève à 40 000 $. On pourrait soumettre à cette analyse un grand nombre de jeunes géniteurs dont quelques-uns seraient choisis pour passer des épreuves de progéniture. On pourrait ainsi rehausser potentiellement le taux de gain génétique, à un coût de beaucoup inférieur à celui du programme d'épreuves de progéniture actuel.

Une plus grande fiabilité des VGÉE peut améliorer la sélection qui à son tour améliore les caractères qui ont une faible héritabilité comme la santé, la condition physique et la fertilité.

Et l'élevage en consanguinité ?

Comme la sélection génomique peut mieux précisément identifier les géniteurs supérieurs les meilleurs à un jeune âge, elle peut contribuer à des taux plus élevés d'élevage en consanguinité. Les programmes d'élevage visent d'ordinaire l'atteinte de la meilleure génétique le plus vite possible.

Par ailleurs, la sélection génomique utilisée comme méthode de tri à grande échelle permettrait d'identifier les vaches et les taureaux de haut mérite génétique que les modèles d'évaluation animale plus traditionnels laissent de côté.

Et les gènes individuels considérés comme importants ?

La sélection à l'échelle génomique a rendu caduque l'approche d'identification de gènes individuels comme ayant une incidence positive ou négative sur un caractère important d'un point de vue économique. Des gènes multiples contrôlent la plupart de ces caractères et agissent de façon cumulative.

Les gènes individuels qui sont identifiés comme importants, s'ils sont inclus dans la sélection génomique étendue, peuvent contribuer à l'exactitude globale des VGÉE. Le fait d'identifier un plus grand nombre de ces gènes dans les années à venir pourrait probablement améliorer la fiabilité dans le futur.

Incidence sur les programmes d'insémination artificielle ?

Les VGÉE offrirait l'avantage de présélectionner des taureaux avant de les soumettre à des épreuves de progéniture, ce qui augmente le taux de gain génétique. Toutefois, ils seraient encore soumis au même délai d'attente pour effectuer une évaluation de progéniture (valeur d'élevage estimé) avant d'être utilisé dans la population.

Une nouvelle approche plus audacieuse pourrait procéder au génotypage de 2 000 jeunes taureaux et plus, mais un nombre réduit seulement serait soumis à l'épreuve de progéniture à l'âge d'un an. Plutôt que 400 taureaux, seulement 200 seraient soumis à l'épreuve de progéniture, et ils seraient tirés d'un bassin de population beaucoup plus large que maintenant.

De même, quelques-uns de taureaux présentant le meilleur génotype deviendraient les géniteurs de fils avant d'être soumis à l'épreuve de progéniture. Cette méthode assurerait de 30 à 50 % plus de gain génétique qu'un système d'épreuve de progéniture traditionnel à environ un moindre coût, sinon le même.

Aurons-nous encore besoin de dossiers ?

Nous aurons encore besoin de dossiers pour identifier les géniteurs d'IA vraiment supérieurs. Les épreuves de progéniture se poursuivront puisqu'elles sont plus fiables que les VGÉE, mais on soumettra un moins grand nombre de taureaux aux épreuves de progéniture.

Il faudra un grand nombre de dossiers pour les caractères d'une grande importance économique afin de continuer d'évaluer les effets des PNS pour produire des VGÉE plus précises à l'avenir.

Et les vaches ?

Une VGÉE améliore la fiabilité lorsqu'on estime la valeur reproductive véritable de la plupart des vaches. En général, sauf pour quelques vaches exceptionnelles, nous disposons de moins d'information pour estimer le vrai mérite génétique des vaches que pour les taureaux soumis à l'épreuve de progéniture. Le génotypage des femelles peu après la naissance pourrait fournir des valeurs reproductives relativement fiables.

Les géniteurs d'IA intéressés aux mères à taureaux procéderont probablement au génotypage d'un grand nombre de femelles prometteuses. Si vous êtes en possession de femelles commercialisables qui ne sont pas du type recherché présentement par les reproducteurs en IA, une solution possible serait le génotypage, qui coûte moins de 250 $ par animal.

 

Cet article a été initialement publié dans la chronique " Ruminations " de la revue " The Milk Producer Magazine " d'août 2008.