La sélection génomique

!
La sélection génomique : Une révolution dans le
monde de la génétique animale
La sélection génomique (SC) est
une technologie qui est en train
de révolutionner la génétique
animale et remettre à plat toute
l'organisation de la sélection. Elle
est déjà engagée chez les bovins
laitiers, et elle va s'étendre à toutes
les filières animales. La SC s'appuie
sur des technologies de pointe
permettant de lire directement les
composants de l'ADN d'un animal
et de déterminer avec précision son
potentiel génétique. Elle permet
de connaître très tôt le potentiel
génétique des reproducteurs sur de
nombreux caractères: production
laitière, caractères fonctionnels,
morphologie. ..La SC est rendue
possible grâce à un certain nombre
d'innovations techniques rapides
et peu coûteuses. Notre pays sera
bientôt touché par ses applications.
gènes qui contrôlent un caractère )
en se basant sur ses performances
et/ou celles de ses apparentés. Dans
le cas des taureaux laitiers, cette
sélection repose essentiellement
sur le testage qui consiste à:
-accoupler les meilleurs mâles avec
les meilleures femelles et espérer
obtenir des veaux de qualité ;
-entretenir les jeunes taurillons
dans une station de contrôle
individuel jusqu'à la puberté ;
-utiliser la semence des jeunes
taureaux sur un support femelle ;
-attendre que leurs filles naissent,
qu'elles vêlent et qu'elles
produisent pour calculer les index
des taureaux.
Par conséquent, la sélection sur
descendance est un programme
long (6 ans pour avoir l'index d'un
tau~eau) et coûteux (en France, le
te stage d'un taureau laitier coûte
40000) .Néanmoins, la sélection
génétique classique, basée sur
des caractères mesurables et sur
les liens de parenté, a permis une
amélioration considérable des
performances des animaux.
Lobjectif de cet article est
d'expliquer ce qu'est la sélection
génomique et ce qu'elle apporte
à la sélection animale en général
et à la sélection bovine laitière en
particulier.
quantitatif est commandé par un
grand nombre de gènes, chacun
avec un petit effet additif. Or, il
semble 4ue ce modèle n'est pas
très correct, car parmi les gènes
qui agissent sur un caractère
quantitatif certains ont des effets
additifs plus importants que ceux
des autr9s. Le problème est que ces
gènes à grand effet ou « gros gènes»
ne peuvent pas être identifiés
directement, on ne peut détecter
que la région chrom.osomique où
ils sont localisés sans même que
l'on sache de manière précise ni la
localisation ni l'étendue de cette
région. La région chromosomique
où le gros gène est localisé .est
appelée QTL ( quantitative trait
loci). La détection des QTL est
réalisée à partir d'un prélèvement
biologique de type sang, poils,
sperme ou biopsie.
Puisque les QTL ne peuvent pas
être localisés, leur transmission des
parents aux descendants ~e peut
pas être suivie directement, elle
ne peut être réalisée qu'à travers le
suivi de la transmission de certains
marqueurs (portions d'ADN qui
n'influencent généralement pas
les fonctions biologiques mais qui
peuvent être observées notamment
grâce aux outils de biologie
moléculaire), situés à proximité de
cesQTL.Cesmarqueursprésentent
différents variants (allèles) qui
permettent de déterminer, entre
Sélection génétique
clnssique notion rIe OTL
IOuantitatiue Trait Loci]
La sélection génétique classique
consiste à estimer la valeur
génétique additive d'un animal
(somme des effets additifs des
L:évaluation génétique classique
repose sur le modèle polygénique
qui considère qu'un caractère
*Professeur à l'IAV Hassan Il Rabat
Eleuage Bouin -numéro 16 -9

marqueurs couvrant l'intégralité du
génome ( exemple: puce Illumina
54000 SNP ; Single Nucleotide
Polymorphism) .
plusieurs caractères de production
laitière, fonctionnels et de
morphologie ont été évalués en
utilisant 15 à 25 QTL par caractère.
Chaque QTL est généralement
suivi par 2 à 4 marqueurs.
deux régions chromosomiques,
laquelle a été transmise. En effet,
la région chromosomique située
autour du marqueur est transmise
avec celui-ci. À la différence de la SAM 1 qui
s'intéresse à quelques QTL, la
SC prédit la valeur génomique à
partir des marqueurs répartis sur
tout le génome sans avoir recours
aux performances du candidat
ou des apparentés. La seule chose
dont la SC a besoin est la présence
d'une population de référence
qui est phénotypée (indexée)
et génotypée, c'est-à-dire une
population constituée de quelques
milliers de taureaux dont on
connaît les index sur descendance
et qui sont génotypés en utilisant
la puce Illumina (support, lames de
verre ou de silicium, sur lequel sont
réparties les sondes spécifiques à
chaque marqueur).
Le principe général de la détection
d'un QTL consiste à observer
dans une famille issue d'un
reproducteur hétérozygote M 1/M2
pour un marqueur donné, s'il existe
une différence de performance
moyenne entre les deux groupes
de descendants ayant reçu Ml
ou ayant reçu M2 de ce parent.
Si cette différence existe, elle
s'explique par la coségrégation
des allèles au marqueur Met à un
gène Q affectant le caractère et
génétiquement lié à M (Figure 1) .
Par la détection de ces marqueurs,
on en déduit la présence des QTL.
I MlQI M3QJ
Lindex de l'animal est une valeur
génétique globale qui cumule
les effets des QTL et la valeur
polygénique des gènes « mineurs »o
Dans ce cas, l'index génétique inclut
toutes les informations disponibles
sur l'animal afin qu'il soit le
plus fiable possible: ascendance,
information génomique grâce
aux marqueurs, performances de
l'individu ou de ses apparentés
proches. Lintégration de toutes ces
informations permet de maximiser
la précision de l'estimation
génétique.
xM3QJ
M2Ql La population de référence sert à
déterminer la relation qui existe
entre l'ensemble des marqueurs
SNP et les index sur desceQdance
des taureaux d'une partie de la
population de référence. La qualité
de l'équation de prédiction ainsi
obtenue est vérifiée sur l'autre partie
de la population de référence. Une
fois que l'équation de prédiction
est fiable et suffisamment précise,
elle est appliquée aux candidats
à la sélection pour calculer leurs
valeurs génomiques : génotypage,
détermination des SNP qu'ils
portent et combinaison des
effets estimés de ces SNP pour
Figure I. Principe
général de la détection
d'un QTL
M est un marqueur
génétique et Q un
gène influençant le
caractère considéré
Selection gênomiQue
La Sélection génomique (aussi
appelée SAM 2 en France) est la
méthode d'évaluation génétique
des animaux grâce à leur ADN en
utilisant un nombre très élevé de
Sële(tion assistëe par
marQueur
La sélection qui s'appuie sur la
détection des QTL est appelée
sélection assistée par marqueurs
ou SAM ou SAM I. En France,
Eleul1ge Bouin -numéro 16 -10

chaque caractère avec l'évaluation
génomique. Le choix des taureaux
de la population de référence est
également primordial pour s'assurer
que la précision des évaluations
, ., .,
genomlques n est pas sureshmee.
Dans certains pays, entre 1000
et 3000 taureaux génotypés
et phénotypés constituent la
population de référence. C'est ce
type d'approche qui a été retenue
par un grand nombre de pays
comme les Etats-Unis, le Canada,
les Pays-Bas, le Danemark
de l'animal ou des animaux
apparentés proches est réalisée
dès la naissance, ce qui réduit
l'intervalle de génération. Chez
les taureaux d'IA, l'intervalle de
génération est ainsi réduit de 2 à
2,5 ans.
fonctionnels à faible héritabilité
(fertilité, cellules, etc.) et à celle de
la sélection sur ascendance.
-La précision de l'estimation
est la même chez les mâles et les
femelles, alors qu'avec la sélection
classique celle des femelles est
généralement faible.
-La SC offre de nouvelles
possibilités en termes de diversité
génétique, par la revalorisation de
certaines familles. Ce qui réduit
la consanguinité au sein de la
population.
-~intensité de sélection est
élevée. En effet, on peut génotyper
plusieurs taureaux pour n'en
choisir que quelques-uns ( 1 sur
50). Ceci est facilité par le prix
faible du génotypage (200 f!)
taureau).
-La précision de l'estimation
est augmentée. Les taureaux
sélectionnés sur index génomique
bénéficient d'un coefficient
de détermination de 0,60 sur
l'ensemble des caractères, soit
une fiabilité proche de celle du
testage. En outre, la SC a même
une précision supérieure à celle
du testage pour les caractères
Au final, le taux de progrès
génétique issu de la SC peut ainsi
augmenter de 40 à 80%. Leffet est
particulièrement important pour
les caractères à héritabilité faible
tels que la longévité, la fertilité...
De même, le coût technique
(achat des veaux, génotypage,
transfert embryonnaire. ..) de la
SC est réduit de moitié.
Les avantages de la sélection
génomique sont nombreux :
.Sur le progrès génétique :
-La prédiction directe de la
valeur génomique en fonction
du génotype aux marqueurs sans
se préoccuper des phénotypes
Eleuage Bouin -numéro 16 -Il

connaît déjà les effets des SNP avec
une bonne précision, car ces effets
peuvent changer sous l'influence
de la sélection. Il faudra donc les
réestimer régulièrement à partir
des données phénotypiques.
.Sur les schémas de sélection humains, financiers, logistiques
et organisationnels, la SC semble
à la portée de tous dès lors qu'un
laboratoire de génomique bien
équipé est disponible.
La sélection génomique change
profondément les schémas de
sélection classiques.. En effet : r
-Le testage des taureaux n'a plus
de raison d'être puisque les valeurs
génétiques sont déterminées à
partir de l'ADN des taureaux dès
leur naissance. Dès la puberté, la
semence des taureaux sélectionnés
peut être diffusée sans même
attendre les résultats de testage.
Actuellem<;:nt, la semence des
taureaux génotypés et non testés
sur descendance est en vente dans
certains pays.
Les éleveurs peuvent ainsi faire
typer leurs bovins laitiers (mâles et
femelles) et faire calculer des index
génomiques. Actuellement, le coût
du génotypage pour les éleveurs en
Europe avoisine les 500 /animal.
Les responsables de la filière
animale dans notre pays sont
invités à prendre en considération
cette nouvelle tendance I.ors de
l'établissement des programmes
de développement futurs des
filières animales.
Quel que soit le succès de la
génomique, le secteur de l'élevage
devra continuer à collecter des
données phénotypiques. En effet,
on ne peut pas faire de génomique
sans données phénotypiques. Par
conséquent, le contrôle laitier
reste encore utile, surtout dans
notre pays, pour la constitution et
le renouvellement de la population
de référence. Il devra continuer
même pour les caractères où l'on
I
Pour que le Maroc ne rate
pas le train de la SG, il est
nécessaire qu'il investisse dans
la recherche et la formation en
génétique et en génomique, et
aussi dans la construction et
l'équipement des laboratoires
de génétique.
-Le contrôle laitier ne sera plus
nécessaire pour l'indexation
des animaux puisque la valeur
génomique est estimée à partir
de l'ADN. Cependant, il reste
obligatoire pour créer la population
de référence, augmenter sa taille et
la renouveler. ..
Opportunitës offertes
pour le mnroc
La SC a facilité la tâche des pays
émergents pour l'accès à une
génétique de qualité.
En effet si dans le passé, le testage
des taureaux était limité à certains
pays riches et détenteurs de moyens
Bleunge Bouin -numéro 16- 12