transmission genetique et fiabilite

l'Institut Babcock pour la Recherche
et le Développement International
du Secteur Laitier
Essentiels
Laitiers
Université du Wisconsin à Madison
TRANSMISSION GENETIQUE ET FIABILITE
Michel A. Wattiaux, Ph.D.
Institut Babcock
LA PREDICTION DU MERITE
GENETIQUE DU BETAIL LAITIER
AUX USA
cellules somatiques (une mesure de la
résistance aux mammites).
L’évaluation des taureaux laitiers a
commencé aux USA en 1935. En 1974, la
méthode MCC (“Modified Contemporary
Comparison”) fut introduite pour évaluer le
mérite génétique des animaux. Tous les six
mois, le département de l’agriculture du
gouvernement américain (USDA) publie le
mérite génétique (PTA) des vaches et
taureaux qui participent aux programmes
locaux d’amélioration du bétail laitier.
Depuis 1989, la prédiction de la capacité de
transmission des traits de production et de
conformation à la descendance (“Predicted
Transmitting Ability—PTA”) des vaches et
des taureaux est calculée par un ordinateur
très puissant et une procédure statistique
qui s’appelle “le modèle animal”.
PREDICTION DE LA CAPACITE DE
TRANSMISSION, OU PTA
LES TRAITS EVALUES
Les cinq traits pour lesquels les vaches et
les taureaux sont évalués par le modèle
animal sont:
1) Production laitière;
2) Production de matière grasse;
3) Production de protéine;
4) Pourcentage de matière grasse;
5) Pourcentage de protéine.
De plus, les traits de conformation
(principalement le pis, les pattes, la stature,
et la capacité laitière) sont aussi évalués.
Depuis janvier 1994, les taureaux sont aussi
évalués pour la “vie productive” (la
longévité de leur filles) et le nombre de
Le PTA (anciennement appelé le
“Predicted Difference”) est la valeur
génétique moyenne d’un trait qu’un animal
peut transmettre à sa descendance. Le PTA
d’un trait peut être calculé avec un certain
degré de confiance (appelé fiabilité ou
“reliability” en anglais) en utilisant les
information qui proviennent:
1) Des parents (pédigrée);
2) De l’animal même;
3) De la descendance de l’animal.
Le PTA est simplement une valeur
moyenne qui représente la meilleure
estimation du mérite génétique d’un
taureau ou d’une vache.
La valeur
génétique d’une fille d’un taureau ne peut
pas se prédire à l’avance parce que chaque
fille reçoit un échantillon différent des
gènes du taureau. C’est au moment de la
fertilisation (union de l’ovule et du
spermatozoïde) que le hasard détermine la
valeur génétique d’un animal. La valeur
génétique ne peut donc pas se prédire au
moment de l’insémination. Ceci veut dire
que, lorsque deux animaux de valeur
génétique supérieure sont accouplés, la
valeur génétique de la descendance ne sera
pas automatiquement supérieure. Quoique
la descendance a une bonne probabilité
d’être supérieure à la moyenne, la
possibilité existe qu’elle y soit inférieure.
Essentiels Laitiers: Reproduction et Sélection Génétique
Filles du taureau A
qui sont inférieures
à la moyenne des Taureau A
filles du taureau B PTA =1000
Filles du taureau B
qui sont supérieures
à la moyenne des
Taureau B
filles du taureau A
PTA = 0
-2000 -1000 0.0 1000 2000 3000
Prédiction de la capacité de
production - PTA (kg de lait)
Figure 1: La distribution de la performance
des filles de deux taureaux avec des valeurs
génétiques (PTA) différentes.
Les performances d’un taureau sont
distribuées selon la courbe en cloche (la
distribution normale). Il est important de
se rendre compte que certaines filles d’un
“bon” taureau (Taureau A dans la Figure 1)
peuvent avoir une valeur génétique
inférieure aux meilleures filles d’un taureau
“médiocre” (Taureau B dans la Figure 1).
Cependant, ce qui importe c’est qu’en
moyenne la valeur génétique des filles du
taureau A est supérieure à celles du
taureau B.
Transmission Génétique et Fiabilité
différente pour chaque trait et chaque race
de vache.
De manière stricte, il n’est pas nécessaire
de modifier la base génétique. Cependant,
avec le progrès génétique, les valeurs de
PTA continuent à augmenter. La base
génétique est ajournée dans certains pays
pour que les valeurs de PTA restent
facilement compréhensibles. En d’autres
mots, la comparaison entre deux taureaux
reste facile à faire si la base est ajournée
régulièrement. Certains pays changent la
base génétique chaque année (par exemple,
le Canada), alors que d’autres ne la
changent que tous les 10 ans. Aux EtatsUnis, la base génétique est modifiée tous les
cinq ans. Le changement de base génétique
ne modifie pas la valeur génétique d’un
animal ou leur classification; seul le point
de référence change (Figure 2).
La fiabilité du PTA
La fiabilité (actuellement appelée
“reliability”, mais anciennement appelée la
“repeatability” en anglais) est une mesure
de la confiance que l’on peut donner au
PTA d’un animal. La fiabilité reflète la
+600
+200
Taureau A
PTABG1 = +600
PTABG2 = +200
La base genetique
La base génétique est le point de
Année 1 + n
référence pour évaluer le mérite
Base génétique 2
génétique des animaux pour un trait.
PTA moyen = 0
Toutes les valeurs de PTA sont
exprimées comme déviations par rapport
+400
à la base génétique. La base est définie
Année 1
en établissant arbitrairement une valeur
Base génétique 1
de zéro pour la moyenne des PTA d’un
PTA moyen = 0
groupe d’animaux. Par exemple, aux
PTA Production de lait (kg)
USA, jusqu’à 1994, le PTA pour la
800 Base génétique 1
0.0
400
600
200
-600
-400
-200
production laitière était de zéro pour
-600 -400 -200 0.0 200 400 Base génétique 2
toutes les vaches nées en 1985 et encore
en lactation en 1990. Il y a une base Figure 2: L’effet du changement de la base
génétique sur l’estimation du mérite génétique
Essentiels Laitiers: Reproduction et Sélection Génétique
quantité d’information présente dans
l’évaluation d’un animal. Elle dépend
surtout:
1) De la fiabilité des PTA des membres
de la famille de l’animal;
2) Du nombre de résultats de lactation
(vaches);
3) Du nombre de filles et d’élevages où
se trouvent les filles d’un taureau.
Il faut plus ou moins 30 filles dans 30
élevages différents pour obtenir un PTA
pour la production laitière avec une fiabilité
de plus ou moins 70%. Une centaine de
filles dans 100 élevages différents augmente
la fiabilité à 88%. Plus il y a d’information
disponible, plus la fiabilité d’un PTA est
élevée, et la probablilité de changement de
la valeur du PTA diminue. Un PTA avec
une fiabilité de 70% va probablement
changer dans le futur. La direction du
changement est, cependant, inconnue.
Avec l’augmentation de la quantité
d’information disponible, le PTA va
augmenter, diminuer, ou rester intact.
Donc, l’utilisation des taureaux avec une
fiabilité faible représente un risque, mais en
même temps une possibilité de progrès
génétique élevée (pas encore révélée)
comparé à un taureau dont le PTA a une
fiabilité de plus de 90% et pour lequel on ne
doit plus s’attendre à de grands
changement de son PTA.
L’intervalle de confiance
L’intervalle de confiance (avec une
probabilité de 66%) nous donne la limite
inférieure et supérieure entre lesquelles la
véritable valeur génétique d’un animal se
trouve deux fois sur trois. L’intervalle de
confiance est utile parce qu’il nous donne
une idée de l‘amplitude possible du
changement de la valeur du PTA.
L’intervalle de confiance est facile à
calculer parce qu’il ne dépend que de la
fiabilité et l’écart type du trait en question.
Les limites inférieures et supérieures qui
Transmission Génétique et Fiabilité
Tableau 1: Déviation utilisée pour calculer
l’intervalle de confiance dans lequel se trouve
la véritable valeur génétique d’un individu
deux fois sur trois*
Déviation =
1 − fiabilite x écart type génétique
FiaLait
Protéine
Matière
bilité
grasse
%
Kg Livre
Kg Livre
Kg Livre
50
180 396
6
13
7
16
77
139 307
5
10
6
12
75
127 280
4
10
5
11
80
114 250
4
8
5
10
85
98 217
3
7
4
9
90
80 177
3
6
3
7
95
57 125
2
4
2
5
99
25
56
1
2
1
2
* Pour le calcul des déviations dans ce tableau, on a
supposé les écarts types standard génétiques
suivants: production de lait: 254 kg (560 livres);
production de protéine 8,6 kg (19 livres); production
de matière grasse 10,3 kg (22,5 livres).
définissent l’intervalle de confiance
peuvent être calculées de la manière
suivante:
Limite inférieure = PTA - déviation;
Limite supérieure = PTA + déviation;
où déviation =
1 − fiabilite x écart type génétique.
Calculons l’intervalle de confiance pour
deux taureaux, chacun avec un PTA de
+1.000 livres pour le lait, mais l’un avec une
fiabilité de 70% et l’autre de 99%. Le renvoi
du Tableau 1 nous indique que l’écart type
pour la production laitière est de 560 livres
(254 kg). La déviation du taureau ayant un
PTA avec une fiabilité de 70% est donc de
1 − 0, 7 x 560 = 307 livres. La limite
inférieure de l’intervalle de confiance est de
+1.000 - 307 = 693 livres, et la limite
supérieure est de 1.000 + 307 = 1.307 livres.
Ainsi, nous pouvons prédire que deux fois
sur trois, la véritable valeur du PTA du
taureau se trouve entre 693 et 1307 livres.
Ceci signifie aussi qu’une fois sur six, la
Essentiels Laitiers: Reproduction et Sélection Génétique
vraie valeur génétique du taureau est moins
de 693 livres et une fois sur six elle est plus
élevée que 1.307 livres.
Une fois que la fiabilité d’un PTA est de
99%, l’intervalle de confiance est très étroit.
Dans notre exemple le véritable mérite
génétique (PTA) du taureau avec un PTA
de 1.000 livres et une fiabilité de 99% se
trouve entre 944 et 1.056 livres deux fois sur
trois (Figure 3).
L’intervalle de confiance “rétrécit” avec
une augmentation de la fiabilité parce
Fréquence
Taureau A
PTA=1000
Fiabilité=99%
944 1056
693
1307
Prédiction de la capacité de
production - PTA, Kg de lait
Figure 3: Fiabilité et intervalle de
confiance des PTA
2000
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
Taureau B
PTA=1000
Fiabilité=70%
Transmission Génétique et Fiabilité
qu’avec l’augmentation de la quantité
d’information disponible, nous pouvons
déterminer la véritable valeur génétique
d’un animal plus précisément. Il en résulte
que la valeur PTA du taureau A dans notre
exemple ne changera probablement plus,
mais celle du taureau B changera très
probablement dans les prochaines
évaluations; quant à la direction et
l’amplitude du changement, personne ne
peut le prédire.
L'Institut Babcock pour la Recherche et le
Développement International du Secteur
Laitier est un programme de l'Université
du Wisconsin.
Le support financier pour le développement
de cette publication provient du USDA CSRS
Special Grant 92-34266-7304 et du U.S.
Livestock Genetics Export, Inc.
Traduction: M. A. Wattiaux, Ph.D.
Support éditorial: Judith Nysenholc
Publication: DE-RG-7a-011996-F
Cette publication ainsi que d'autres peuvent
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L'Institut Babcock, L'Université du Wisconsin
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