La génétique d`un caractère quantitatif

Ce chapitre vous apporte les définitions et notions de bases essentielles à la compréhension du cours. Elles sont à connaître
pour le module génétique du master ‘ingénierie zootechnie' et elles concernent les points suivants :
› La variation et le déterminisme des caractères quantitatifs
› La notion d'héritabilité
› Les corrélations génétiques
Variation des caractères quantitatifs
Un caractère quantitatif fait généralement référence à un caractère qui se mesure sur une échelle métrique ou continue
(mesure en kg, en m, en l, ...). Les caractères d'intérêt économique pour une filière, sont bien souvent des caractères
quantitatifs, comme par exemple, les caractères de production (production laitière, GMQ* …) ou de qualité (taux protéique
(TP) ou butyreux (TB) du lait).
Les caractères quantitatifs s'opposent aux caractères qualitatifs qui eux, présentent un nombre faible et fini de forme
visible (robe (n couleur), plumage, cornage (présence ou absence). De ce fait, ces derniers ne sont pas mesurables; on se
contente d'une appréciation visuelle, plus ou moins objective d'où, l'adjectif "qualitatif". L'intérêt économique de tels
caractères est souvent limité (à une exception prête).
Distribution des valeurs
Pour les caractères qualitatifs, la variation entre les individus d'une même population est discontinue, c'est à dire: ces
individus peuvent être classés en un petit nombre de catégories bien distinctes (animaux avec ou sans corne).
Au contraire, pour les caractères quantitatifs, la variation est généralement continue. Les différentes performances
(appelées aussi valeurs phénotypiques ou phénotypes), que peuvent prendre les animaux pour un caractère donné, varient
Socle de connaissances théoriques : La
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progressivement entre des valeurs extrêmes, toutes les valeurs intermédiaires pouvant être rencontrées.
La distribution de ces caractères suit en général, une loi Normale (distribution Gaussienne, schéma ci dessous), dont la
description peut être synthétisée par :
› La moyenne du caractère dans la population d'intérêt
› La variabilité autour de la moyenne soit l'écart type ou la variance du caractère
Ci-dessous la distribution schématique du caractère ‘Production laitière' de vaches laitières de race Prim'Holstein.
Selon les caractéristiques d'une distribution gaussienne, 95% des mesures de ce caractère dans la population sont comprises
dans un écart de valeurs correspondant à la moyenne 2 soit [6 000 kg – 10 000 kg], la moyenne étant ici à 8000 kg
de lait.
A
ction de l'environnement
L'environnement ou milieu dans lequel se trouve un animal peut être défini comme étant l'ensemble des objets naturels,
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des êtres vivants, des conditions physiques, chimiques, climatiques, qui entourent et peuvent influencer l'animal:
› Les caractères qualitatifs, sauf exceptions, ne sont pas tributaires de l'action du milieu. Par exemple, la couleur de la robe
d'un bovin ne change pas quand les conditions de milieu sont modifiées.
› Les caractères quantitatifs, quant à eux, sont plus ou moins influencés par les conditions de milieu; des conditions
favorables d'alimentation permettent d'augmenter la vitesse de croissance, la quantité de lait produite, etc; des conditions
sanitaires ou climatiques défavorables, peuvent diminuer sensiblement les performances. Ainsi, contrairement aux
caractères qualitatifs, la mesure d'un caractère quantitatif chez un animal n'est pas que le reflet de son génotype, mais aussi
celui de son environnement.
En résumé
Ces deux caractères ont des caractéristiques nettement différentes :
Déterminisme génétique des caractères quantitatifs
Principes
Les caractères qualitatifs sont gouvernés par un petit nombre de gènes, voire un gène* à quelques allèles*, voire par un
seul gène* à deux allèles*, expliquant le nombre réduit de phénotypes observables.
Exemple :
1 locus à deux allèles A1 et A2 peut générer :
› 3 phénotypes en cas de co-domiance et qui correspondent aux 3 génotypes A1A1; A2A2; A1A2.
Caractères quantitatifs Caractères qualitatifs
Mesurables
Variation continue
Sensibles à l'action du milieu
Non mesurables
Variation discontinue
Non soumis à l'action du milieu
Intérêt économique important Intérêt économique le plus souvent secondaire
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› 2 phénotypes en cas de dominance. dans le cas de A1 dominant : A1A1 et A1A2 correspondent à un phénotype alors
qu A2A2, correspond à l'autre
Les principes génétiques qui régissent l'hérédité* des caractères quantitatifs ne sont pas différents de ceux régissant les
caractères qualitatifs. Les gènes se transmettent de la même façon, qu'ils gouvernent un caractère qualitatif ou un caractère
quantitatif.
Mais, on considère qu'un caractère quantitatif est sous influence d'un très grand nombre de gènes (centaines,
milliers???) ayant chacun plusieurs allèles différents dans la population. Est également considéré que chacun des allèles
( aux multiples gènes gouvernant le caractère) a un effet, sur le caractère, de faible amplitude, et l'ensemble de ces effets
s'additionne. L'addition de ces effets détermine ainsi la contribution du génotype à la performance de l'animal (cf. schéma ci
-dessous). Cette composante génétique de la performance s'appelle valeur génétique de l'animal pour le caractère et est
notée G. Ainsi, la valeur génétique G d'un animal pour un caractère est égale à la somme des petits effets des allèles
possédés par l'animal aux différents loci gouvernant le caractère.
Exemple en production laitière
Soit 2 gènes ou loci, A et B, gouvernant la production de lait (attention: en réalité, 2 correspond à quelques centaines de
loci).
Soit deux animaux ayant les génotypes ci dessous, les effets "de faible amplitude" de chacun des allèles à ces deux loci, sur
la production laitière, sont indiqués A1 apportant + 10 kg de lait, A2: + 30 kg, B1: + 5 kg, B2: +15 kg.
La valeur génétique G de chaque animal pour la production laitière est également indiquée, son calcul résultant de la
somme des effets des allèles possédés par chaque individu aux différents loci gouvernant le caractère.
Ainsi, au niveau de la population, le nombre de génotypes possibles devient alors très grand (voire infini) et devient
alors compatible avec une distribution continue des performances i.e. un nombre très grand (voire infini) de phénotypes
différents observés dans la population.
Un tel modèle génétique de l'hérédité des caractères quantitatifs qui a été imaginé par les généticiens au début du
siècle, est appelé modèle polygénique additif. En conséquence, les caractères quantitatifs sont aussi appelés des caractères
polygéniques*.
L'animal transmet, comme vous pourrez le voir sur le schéma suivant, la moitié de ces allèles à sa descendance. On obtient
4 combinaisons.
Taureau 'Jules' Taureau 'Jim'
A1 A2 B1 B4
+10 +30 +5 +15 A1 A3 B1 B2 +10 +25 +5 +10
G Jules = + 60 G Jim = + 50
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Caractère quantitatif décrit au niveau d'un animal : P = G + E
L'expression d'un caractère quantitatif ou phénotype, se traduit chez tout individu par une performance dont la mesure
est généralement noté P (pour Performances ou valeur phénotypique*).
Selon les principes évoqués plus haut, la valeur phénotypique P d'un individu peut alors être considérée comme la somme
de 2 valeurs :
› La valeur génétique G telle que définie plus haut, soit la somme des petits effets du génotype de l'animal
correspondant au caractère d'intérêt. Cette composante correspond donc aux effets du patrimoine génétique, ou génotype,
de l'individu dans l'expression du caractère
› La valeur environnementale E, correspond à la somme des effets des facteurs non génétiques que sont les
facteurs environnementaux ou de milieu. Cette composante correspond à la part apportée par le milieu dans l'expression du
caractère
Contrairement aux effets de l'environnement, seule la valeur génétique d'un animal pour un caractère donné se transmet en
moyenne à sa descendance.
Reprenons l'exemple cité plus haut :
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