La sélection génomique apporte plus de progrès

LA SELECTION GENOMIQUE APPORTE
PLUS DE PROGRES GENETIQUE
Newsletter internationale de l’
Institut de Sélection Animale
Octobre 2010
Sélectionner les parents de la
prochaine génération de
manière plus rapide et plus
efficace ? Cela est possible
grâce à la sélection génomique.
Quel est le lien entre l’élevage
de poules
et un échantillon de sang ?
Les globules rouges sont
porteurs de l’information
génétique comme toutes les
cellules de l’individu. Les
nouvelles techniques,
appelées sélection
génomique peuvent lire
l’information génétique et par
à nous apprendre beaucoup
sur les caractéristiques et les
qualités des animaux. Cette
information peut alors être
utilisée pour selectionner les
parents de la nouvelle
génération du programme de
selection.
A la recherche de l’animal à la meilleure génétique
La sélection consiste à trouver les individus avec les meilleures
génétiques, et les utiliser comme parentspour la prochaine
génération. Les objectifs de selection imposent les caractères et
ritères pour lesquels le programme de sélection à des
améliorations à faire, et ainsi sélectionner les meilleurs animaux.
Le progress génétique annuel attendu dépend de 4 points :
l’intensité de sélection, la précision, la variabilité et l’intervalle
de génération.
1. L’intensité de sélection indique la sévérité avec laquelle la sélection est
selection. L’entreprise de sélection Hendrix Genetics sélectionne moins d’1% des
males et approximativement 5% des femelles comme parents pour la génération
suivante pour les pondeuses (ISA) ainsi que les dindes (Hybrid).
2. La précision indique de quelle manière la valeur génétique de l’animal
a été calculée. Comment s’assurer de la bonne valeur génétique d’un male
ou d’une femelle ?
3. La variabilité décrit si la valeur génétique diffère entre les individus
d’un même troupeau ou d’une lignée pure. Il n’y a pas de variabilité lorsque
tous les individus sont génétiquement identiques et par conséquent il ne
peut y avoir de progrès génétique.
4. Le progrès génétique annuel dépend de l’intervalle de générations, qui
correspond au temps entre deux générations. La durée de cette période
dépend de l’âge de la maturité sexuelle, mais aussi du temps nécessaire à
l’estimation du potentiel génétique d’un animal. Si cela est fait trop jeune, et
qu’ensuite l’estimation est imprécise alors cela signifie que des animaux de
qualité inférieure peuvent être choisis. Si vous attendez suffisamment alors
la précision s’améliore mais l’intervalle s’accroit aussi.
WWW.ISAPOULTRY.COM
Cette publication sur un article paru dans le magasine
‘Pluimveehouderij’, écrit par Hans Bijleveld
L’accent sur le changement des caractères
Le but de la sélection des poules pondeuses, des
dindes mais aussi des cochons et des bovins est
d’accoupler les meilleurs animaux d’une génération
pour créer la suivante. Mais lesquels sont les
meilleurs ?
Ce sont les animaux qui ont les meilleures
performances pour les caractères que la société de
sélection (en réalité ses clients) considère comme
important, et aimerait voir le plus. Ces caractères
peuvent changer au cours du temps, car les clients
souhaiteront un animal avec des caractéristiques
différentes. Pendant des années les pondeuses ont
été sélectionnées sur le nombre d’œufs, la maturité
sexuelle, le pic de production ainsi que la persistance
de ponte, de la qualité d’œuf et de la couleur.
Au même moment la sélection était portée sur la
courbe de poids d’œufs, l’efficacité alimentaire,
l’éclosabilité et la qualité des poussins. Tous ces
caractères sont considérés comme étant plus ou
moins fortement liés, en fonction de la manière dont
ils sont impliqués dans les objectifs de sélection.
Aujourd’hui la robustesse (surtout en
Europe), le comportement et
l’emplumement ont de plus en plus
d’importance dans les objectifs de
sélection par rapport aux autres caractères
que par le passé.
Aujourd’hui il est difficle d’avoir plus de
progrès au niveau de la maturité sexuelle
et du pic de production. Cependant la
persistance de ponte et la qualité des œufs
durant les dernières semaines de
production sont devenues de plus en plus
important selon FVS, directeur R&D d’ISA,
la section ponte de Hendrix Genetics.
Pour collecter des données sur ces
caractères nous réalisons des tests sur
descendance que nous gardons jusqu’à 80
semaines. Depuis 2009 les lignée pures
sont gardées jusqu’à 100 semaines.
Quand les descendants filles sont testés
jusqu’à 80 semaines, les pères son déjà
âgés de 105 semaines. Plus la sélection
démarre tard plus l’intervalle de génération
sera grand. L’ISA mesure aussi le taux de
matière séche des œufs, qui est un
caractère important pour les industries de
transformation. Un faible pourcentage de
matière séche indique qu’il y a plus d’eau
dans l’œuf, et qu’elle doit être retirée afin
de fabriquer de la poudre d’œuf.
Mesurer, collecter et conclure
Pour établir a quel point un individu est bon,
nous devons mesurer et collecter toutes sortes
de données. Certains caractères, comme la
croissance, peuvent être mesurés sur les
animaux eux même, mais pour de nombreux
caractères comme le potentiel de production
d’œufs des males, cela n’est pas possible.
Dans de tel cas les généticiens évaluent les
parents, collatéraux et descendants. Sur la
base de toutes ces informations collectées,
une valeur génétique sera estimée par animal
qui permettra de déterminer à quel point celuici est bon.
ISA posséde une très grande base de
données, car chaque lignée pure contient des
milliers d’animaux. Dans la sélection avicole
actuelle, nous utilisons des modeles
statistiques et des programmes informatiques
pour analyser la réussite de l’entreprise de
sélection.
.
Single Nucleotide Polymorphism: SNP
New liquid handling robotic equipment
Le génome, les chromosomes et les
gènes
…A C C G C C A G......
...A C T G C C A G......
Single Nucleotide Polymorphism: SNP
A SNP is a location on a chromosome where a
difference for only single nucleotide may occur.
En 2004, le génome de la poule a été
complétement séquencé. Cela signifie que
nous savons où l’information peut être trouvée.
L’ADN (Acide désoxyribonucléique) est le
porteur de l’hérédité, il sera transmis à la
descendance.
Une molécule d’ADN est constituée de deux
longs brins de nucléotides que l’on nomme des
paires de bases. L’ADN dispose de 4 bases
différentes : guanine, cytosine, adénine et
thymine, abrégées respectivement par G, C, A
et T. G et C forment une paire de bases
complémentaires, de même que A et T.
L’ordre des nucléotides sur un brin est appelé
la séquence. Cette séquence établi des
codes pour la formation de nombreuses
protéines à l’origine d’un ensemble varié de
fonctions aussi bien à l’intérieur que
l’extérieur de la cellule. Considérons par
exemple que la digestion de l’aliment à un
effet sur la formation de la coquille. L’ADN
existe dans la cellule sous
chromosomes. Les
poules ont 39 paires de
chromosome (les
humains en ont 23) dont
une est la paire de
chromosomes sexuels.
Sur chacune de ces 39 paires chromosomes,
il y a des milliers de gènes, qui seraient en
tout environ 20 000 et constitués d’environ
1,5 milliards de paires de bases. En d’autres
mots chaque gène consiste en une séquence
d’ADN plus ou moins longue.
Premier succès : la sélection contre
l’odeur de poisson.
La trimethylanime (TMA) a une odeur de
poisson pouvant induire des œufs avec
l’odeur de poisson (mais aussi pour le lait des
bovins et pour la sueur des humains ayant
une odeur de poisson). Normalement
l’enzyme FMO3 transforme la TMA en un
oxyde de TMA non odorant qui passe alors
dans l’urine des animaux. Quand cette
enzyme est absente, la TMA ne sera alors
pas oxydée ce qui induit l’odeur de poissons
des œufs
Le colza est un aliment qui peut causer
l’odeur de poisson car il contient de la
sinapine pouvant être transformée en TMA
après fermentation dans la dernière partie du
tube digestif.
Les deux sociétes de sélection se querellent
autour de ce brevet : Lohmann prétend que
Hendrix Genetics ne peut utiliser le test, car il
a les droit exclusifs pour les poules ; pendant
que Hendrix Genetics argue que Lohmann ne
peut pas utiliser ce test sur ses poules car ce
sont des oiseaux et que HG a l’exclusivité sur
tous les oiseaux.
Malgré cette apparente impasse les deux
sociétés de sélection ont réussi à supprimer le
problème de l’odeur de poisson des
pondeuses brunes. Ceci fut la première
application de la selection génomique.
Les chromosomes ont une grande variabilité
de taille, du grand au très petit (bien sur ils
sont tous microscopiques). Chez les poules le
chromosome 1 est très grand. Il contient en
effet 15% des caractères héritables de la
poule, alors que le chromosome 38 n’en
contient qu’une très faible partie. La
connaissance du genome de la poule signifie
que l’on connait l’ADN des 39 chromosomes.
De nouvelles possibilités
A partir du moment où le génome de la poule
a été séquencé, de nouvelles méthodes
scientifiques ont été développées pour
appliquer cette nouvelle connaissance. Il est
maintenant possible de placer des marqueurs
génétiques sur les chromosomes. Les
marqueurs sont des sortes de drapeaux sur
les chromosomes.
Un type très fonctionnel de
marqueur génétique est le
polymorphisme nucléotidique
appelé aussi SNP et prononcé
« snip ».
Une déficience de FMO3 apparait seulement
dans certaines souches de pondeuses
brunes et seulement à un faible pourcentage.
Cette déficience est génétiquement existante.
La plupart des animaux sont capables de
produire l’enzyme FMO3, mais un petit
nombre ne le peut pas.
Des chercheurs de l’université d’Uppsala
(Suéde) ont découvert que l’odeur de poisson
est présente chez les animaux ayant une
déficience de géne codant la FMO3. Ils ont
développé un test pouvant le mettre en
évidence. Les chercheurs suédois ont crée
une société appelé FunboGen détenant le
brevet pour ce test pour toutes les espèces.
ISA a obtenu les droits exclusifs en 2008
pour réaliser des tests sur toutes les espèces
aviaires, bien que Lohmann ait les droits
d’utilisation de ce test pour les poules.
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“Fishy” taint in brown eggs.
SNP chip
of a chicken
Il y a de 15 à 20 millions de
SNP chez la poule. Un SNP
couvre une séquence de 100
à 200 bases. Il est intéressant
que l’assemblage de deux
séquences de bases ne soit
différent que pour une seule
base, par exemple une
séquence a un C et l’autre
séquence a un T à la même
place. Cette difference peut
très bien être la raison de la
difference phénotypique pour
un caractère.
Des machines ont été
développées pour lire les
SNP. Le cout est d’environ 0.2
cts par SNP.
Automated samples normalization,
Hit-picking, re-arraying and registration
Hendrix Genetics a commencé à utiliser
cela en 2005 pour le poulet de chair et plus
tard pour les pondeuses. FVS cite: « nous
avons commencé avec un groupe de 1 000
animaux pour lesquels nous avons beaucoup
de détails et une estimation précise de la
valeur génétique car beaucoup de
descendants ont été testés. »
Gerard Albers,
directeur de la
R&D chez Hendrix
Genetics dit : « De
cette façon, nous
pouvons trouver
quelle différence
résulte de la
présence d’un C
ou un T à un
emplacement
précis. »
.
Frans van Sambeek déclare : « Cette méthode est
spécialement avantageuse pour les
caractéristiques difficiles à mesurer comme la
qualité des poussins, le comportement, la qualité
d’œufs à 100 semaines d’âge et la sensibilité aux
maladies. Pour les critères comme la couleur de
l’œuf le gain est moindre. »
Hendrix Genetics
a confié le
séquençage à
des laboratoires
au Canada ou en
Espagne, où tout
a été
complètement
automatisé. Dans
le même temps la
plupart des
lignées pures ont
été testées et les
données ont été
compilées dans la
Insitut de Sélection Animale
S.A.S
BP 23 – 1 rue Jean Rostand
Zoopôle
22440 Ploufragan
France
T +33 2 96 77 46 00
F +33 2 96 77 46 01
E info.isa@hendrix–genetics.com
base.
En utilisant les résultats des 60 000 SNPs et
de tous les caractères dans les objectifs de
sélection, nous avons créé une très grande
base de données qui contient les effets des
60 000 différences C-T de tous les
caractères. Cette base de données est
ensuite utilisée pour calculer la valeur
« génomique » des animaux qui ont
seulement un résultat SNP mais pas
d’information sur les caractères.
Hendrix Genetics collabore avec de
nombreuses universités, dont une est celle
de Wageningen. L’organisation
gouvernementale USDA a accordé 2,5
millions de dollars de subventions.
ISA applique maintenant cette méthode à de
nombreuses lignées commerciales.
L’ancienne méthode toujours d’actualité
Bien que la nouvelle méthode d’estimation des
valeurs génétiques (sélection génomique) ait été
mise en œuvre, cela ne signifie pas que les
anciennes méthodes sont dépassées. D’après
Gerard Albers : « Nous devons continuer les
mesures sur les animaux eux-mêmes dans le
but de connaitre leur potentiel génétique. Car
seulement ensuite nous pourrons juger avec
certitude quel est l impact d’une base différente
(G, C, A ou T) à un emplacement précis. »
.
Equipe de rédaction
Arian Groot
Directeur marketing et ventes
Nels Koppes
Assistante marketing
Si vous souhaitez ne plus
recevoir la Newsletter :
L’avantage de cette méthode est que nous
pouvons faire une estimation précise de la
valeur génétique (EBV) d’un animal sur la
base des SNP. Cela peut être fait à un jeune
âge quand l’animal lui-même a exprimé la
plupart de ses caractéristiques et capacités
propres, et non pas celles de ses
descendants.
Gerard Albers cite : « Nous sélectionnons
donc plus tôt, en raccourcissant les
intervalles de générations et ainsi nous
pouvons réaliser plus rapidement un progrès
génétique. Du côté des males nous
progressons par sauts et bonds. »
INFORMATION
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calculées.
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