0
Il y a 10 ans, DanBred était le premier schéma de sélection porcine au monde à utiliser la sélection génomique, puis à partir de 2017, le premier également à génotyper 100 % des candidats à la sélection. Les technologies ont continué à être développées au fil des ans pour augmenter encore le gain génétique. Revenons sur ces 10 ans pour comprendre comment la génomique a révolutionné la sélection porcine.
Augmentation du gain génétique
L'information génomique permet de prédire de manière bien plus précise les valeurs génétiques, et donc d’augmenter le gain génétique. Elle a été déterminante dans l’obtention du gain génétique élevé généré par DanBred ces dernières années : + 30 % lorsque tous les reproducteurs sont génotypés.
Ces améliorations génétiques sont cumulatives et se traduisent par une augmentation de la rentabilité des élevages de porc année après année.
Le principe de base de la sélection porcine reste le même. Les données relatives aux pedigrees et aux performances demeurent capitales, mais les informations génomiques constituent une source d'information supplémentaire et plus précise pour calculer les valeurs génétiques.
Prévision très précise des valeurs génétiques
La valeur génétique d'un reproducteur exprime son potentiel attendu sur les performances moyennes (ou le phénotype) de sa progéniture. Pour calculer la valeur génétique avant qu'un reproducteur ne se soit reproduit, nous utilisons des modèles statistiques qui combinent performances et informations généalogiques.
Avant la mise en place de la sélection génomique, les relations généalogiques utilisées dans les modèles statistiques étaient basées sur le pedigree traditionnel. Les relations généalogiques supposaient que deux animaux de la même portée étaient toujours liés à 50 %.
Mais l'hypothèse d'une parenté de 50 % n'est pas exacte, il s'agit juste d'une moyenne. Chaque parent transmet la moitié de ses gènes, mais dans certains cas, deux animaux de la même portée reçoivent la même moitié de gènes de leurs parents, ce qui signifie qu'ils sont liés à 100 %. Dans un autre cas extrême, il est possible que deux animaux de la même portée reçoivent la moitié de gènes opposée de leurs parents, ce qui signifie qu'ils sont liés à 0 % (= non liés).
La truie et le verrat ont leurs propres gènes, et chacun transmet exactement la moitié de ses gènes à sa progéniture. Mais la moitié qui est transmise est aléatoire. Dans cet exemple, le porcelet 1 a hérité d'une partie bleue de l'ADN du verrat et d'une partie orange de l'ADN de la truie, tandis que le porcelet 2 a hérité d'une partie verte de l'ADN du verrat et d'une partie rouge de l'ADN de la truie. Les porcelets 1 et 2 ont tous deux hérité de la moitié des gènes du verrat et de la truie, mais les gènes hérités sont complètement différents. Par conséquent, les porcelets 1 et 2 sont liés à 0 % l'un à l'autre. Le porcelet 3 a hérité de la moitié de chaque partie colorée de l'ADN de la truie et du verrat, et est donc apparenté à 50 % au porcelet 1 et au porcelet 2.
Grâce aux informations génomiques, nous pouvons donc mesurer la parenté en fonction de la correspondance génétique, en utilisant des milliers de marqueurs sur l'ensemble du génome pour obtenir une mesure précise de la parenté génomique. Cette information est ensuite utilisée dans nos modèles statistiques pour distinguer la partie génétique du phénotype, de la partie non génétique, et calculer des valeurs génétiques plus exactes.
Améliorer les caractéristiques difficiles à mesurer
La sélection génomique augmente le gain génétique pour tous les traits inclus dans l'objectif de sélection, mais surtout pour les traits difficiles à mesurer comme l’efficacité alimentaire, qui est très coûteuse à mesurer. Seule une partie des reproducteurs est soumise à des tests de performance en station (phénotypage).
Avec la génomique, des informations supplémentaires sont utilisées pour estimer avec précision les valeurs génétiques à un stade plus précoce, ce qui conduit à des gains génétiques plus élevés – en particulier dans le cas de ces traits difficiles et coûteux à mesurer.
L'évolution de la sélection génomique
Le coût du génotypage était 10 à 15 fois plus élevé en 2010 qu'aujourd'hui. Nous avons donc d’abord génotypé en partie les reproducteurs les plus performants et en partie ceux pour lesquels nous avions de nombreuses informations sur les tests de performance.
Aujourd'hui, le prix du génotypage a baissé. Le processus a également été amélioré. DanBred a commencé à génotyper 10 % de tous les candidats à la sélection dès 2010, et depuis 2017, 100 % des candidats, soit plus de 100 000 reproducteurs par an.
Cela a entraîné des défis en termes de puissance de calcul. Un doublement du nombre de porcs génotypés augmente la charge de calcul d'un facteur compris entre quatre et huit. La charge de calcul a donc augmenté de façon exponentielle depuis que DanBred a commencé à utiliser la sélection génomique.
Pour relever ce défi, DanBred a doublé à plusieurs reprises sa puissance de calcul et a mis en oeuvre de nouvelles méthodes pour réduire la charge de calcul. Plus récemment, DanBred a mis en place le système « Linear Models Toolbox » (LMT), qui est un logiciel développé par le Centre de génétique quantitative et de génomique (QGG) de l'université d'Aarhus, successeur de son logiciel populaire DMU.
Nous sommes la première entreprise de sélection porcine à remplacer DMU par LMT. Cela nous a permis de réduire le temps de calcul d'environ 90 %.
La métabolomique, prochaine révolution
La sélection génomique a considérablement amélioré les outils à disposition des sélectionneurs, contribuant ainsi à accroître le gain génétique à long terme. D'autres outils de sélection intéressants commencent à apparaître. La sélection métabolomique est une technologie de sélection qui utilise des données de résonance magnétique nucléaire (ou RMN).
La métabolomique par RMN mesure l’ensemble des métabolites d’un échantillon provenant d'un individu. Cet ensemble complet de métabolites (appelé données métabolomiques globales) est associé au niveau d'activité physiologique dans les voies biologiques qui sont initiées au niveau de l'ADN et qui aboutissent à l'expression des traits (performances).
Le niveau d'activité physiologique est à son tour régulé par les gènes qu'un individu a hérité de ses parents, ainsi que par les influences de son environnement. Ce lien entre les données du métabolome complet et les gènes hérités peut être exploité pour augmenter le potentiel génétique.
DanBred a donc initié un nouveau projet de R&D dans le cadre duquel des données métabolomiques complètes combinées à des données phénotypiques, généalogiques et génomiques seront utilisées pour étudier plus précisément l'efficacité alimentaire et la qualité de viande.
Par la suite, nos experts développeront des modèles statistiques et planifieront la mise en oeuvre des résultats dans le programme de sélection DanBred.
Une nouvelle révolution est en marche !
Janvier 2021 - Danbred
