Que veut-on dire par révolution génomique ?

L'amélioration génétique chez le porc a été un succès tout au long des 50 dernières années. Le pourcentage typique de progrès génétique annuel, indépendamment des améliorations de l’alimentation, de la conduite, du sanitaire et de l'environnement a été celui indiqué sur le tableau suivant :

Source: Walters, 2011

Cette amélioration a été obtenue au travers de l'utilisation d'une série de techniques :

• Programmes contrôlés de croisements.
• Introgression par l'IA transfert de gènes)
• Diminution de la consanguinité
• Testages précis de la performance
• Sélection à l'intérieur des races
• Objectifs spécifiques pour les lignées maternelles et paternelles
• Indices de sélection pour des marchés spécifiques
• Evaluations génétiques via la méthode BLUP

Le BLUP a été un outil particulièrement puissant pour l'amélioration puisqu'il permet une évaluation des futurs candidats à la reproduction basée exclusivement sur son potentiel génétique. Autrement dit, il élimine les effets des différences dues au statut sanitaire, au système d'alimentation, à la conception des logements, à la saison de l'année, à la localisation, etc.… Ceci est obtenu par l'utilisation de modèles statistiques sophistiqués qui utilisent l'information propre de l'animal avec l'information de ses parents tout au long de différentes années, élevages et environnements.

Figure 1 : Des chromosomes aux gènes et des gènes aux nucléotides

La génomique utilise l'information de l'ADN pour améliorer l'évaluation du mérite génétique
(Source: Prof. C.Haley – Roslin Institute, Edinburgh)

Pendant les 20 dernières années il y a eu beaucoup de recherches sur l'utilisation de marqueurs d'ADN pour améliorer la sélection mais les résultats ont été presque toujours décevants. Les principales exceptions ont été des gènes comme celui de l'halothane ou de la résistance à E. coli.

Maintenant, cependant, après la publication du génome porcin (partiellement en 2009 et "complet" il y a quelques mois), on est potentiellement dans l'ère de la sélection génomique. On suit les étapes de l'industrie laitière qui utilise déjà l’information de l'ADN pour choisir des taureaux et des vaches non testés au lieu de se baser uniquement des techniques chères et moins précises de tests de descendance.

Puce SNP Porcine (source: Illumina)

Alors, qu'est-ce que la sélection génomique ? C'est essentiellement l'utilisation de l'information de l'ADN avec le pedigree et les données de production pour prédire la valeur améliorante/le mérite génétique de façon plus précise qu'avec le « traditionnel » BLUP. Cela implique 4 phases:

1. La prise de sang, de semence, de follicules pileux ou des échantillons de tissu pour extraction de l'ADN en laboratoire.
2. L'ADN est analysé avec une "puce de gènes". Ceci mesure de manière simultanée les différences dans le code génétique entre des animaux – on se réfère souvent à SNP's; (Single Nucleotide Polymorphism, ou Polymorphisme de Nucléotide Simple). Ce sont des différences uniques dans les nucléotides ou les lettres dans l'ADN. Ces SNP's mettent en rapport des segments spécifiques de l'ADN avec des différences productives sur tous les caractères mesurés et enregistrés.
3. On développe une clé ADN/SNP (à partir d'une équation de prévision) qui résout la relation entre les gènes et les phénotypes. Il faut le faire avec de grands groupes de milliers d’animaux (que l'on nommera la population de référence) et est spécifique pour une race ou une population déterminée.
4. La clé ADN/SNP s'utilise pour traduire toute l'information disponible (pedigree, testage, ADN) dans un indice génomique

Quelles sont les principaux avantages de la sélection génomique ?

• Un plus grand progrès génétique. Par exemple, des études de simulation au Danemark ont montré une augmentation du progrès génétique de 20 à 25% dans des lignes maternelles et de 10 à 15% dans des lignes paternelles.
• Amélioration de la sélection par des caractères "difficiles", tels que la survie du porcelet, la longévité de la truie et la majorité de ceux liés à la qualité de la viande.
• Meilleur contrôle de la consanguinité.

Malgré ces avantages, il y a quelques limitantes dont il faut tenir compte :

1. Bien que les coûts de celui génotypage aient baissé de manière spectaculaire durant les dernières années, actuellement le coût de l'utilisation d'un indice génomique est encore significativement plus élevé que celui de l'utilisation de l'indice BLUP traditionnel
2. Génotyper des animaux ne va jamais remplacer l’enregistrement des performances de production chez de grands nombres d'animaux. Par conséquent, on devra continuer à enregistrer les données des animaux ; potentiellement pour tous les caractères d'intérêt y compris ceux qui ne sont pas actuellement inclus dans des programmes de sélection.
3. La clé ADN/SNP nécessite un calibrage constant au fur et à mesure que plus animaux entrent dans une population et la sélection change les gènes "actifs" dans la population.
4. On a besoin d'une grande quantité d'animaux particulièrement pour les populations de référence. Comme presque tout en amélioration génétique c'est un jeu de nombres !

Dans l'article suivant de cette série on reverra les améliorations potentielles en santé porcine à travers la sélection génomique.