Comment améliorer la Comment améliorer la génétique sachant qu’il génétique sachant qu’il

existe une interaction entre existe une interaction entre le génotype et le génotype et

l’environnement?l’environnement?

Groupe 48Groupe 48 : : •Laurie GILLES Laurie GILLES

•Gabrielle JACQUET Gabrielle JACQUET •Elodie REINAUDElodie REINAUD

SujetSujet::

Les différentes façons de mesurer Les différentes façons de mesurer l’interaction entre le génotype et l’interaction entre le génotype et

l’environnement, et les stratégies de l’environnement, et les stratégies de sélection tenant compte de cette sélection tenant compte de cette

interaction.interaction.

PlanPlan

IntroductionIntroductionI.I. Stratification de l’interaction génotype environnement Stratification de l’interaction génotype environnement

(GE)(GE)A.A. Interaction race-environnementInteraction race-environnementB.B. Interaction individu-environnementInteraction individu-environnementC.C. Interaction gene-environnementInteraction gene-environnement

II.II. Mesures de l’interaction GEMesures de l’interaction GEA.A. Mesure conventionnelle de l’interaction GE basé sur la Mesure conventionnelle de l’interaction GE basé sur la

corrélation génétiquecorrélation génétiqueB.B. Corrélation / interaction comme nouvelle mesure de Corrélation / interaction comme nouvelle mesure de

l’interaction GEl’interaction GEC.C. La standardisation des individus sélectionnés entre La standardisation des individus sélectionnés entre

environnementsenvironnements..III.III. Stratégies pour tenir compte de l’interaction GEStratégies pour tenir compte de l’interaction GE

A.A. Stratégies environnementalesStratégies environnementalesB.B. Stratégies de reproduction:Stratégies de reproduction:

a)a) Sélection d’un génotype spécifique pour chaque environnementSélection d’un génotype spécifique pour chaque environnementb)b) Sélection dans un environnement unique pour rechercher Sélection dans un environnement unique pour rechercher

l’amélioration du génotype à travers les environnements.l’amélioration du génotype à travers les environnements.c)c) Sélection d’un index optimum quelque soit l’environnementSélection d’un index optimum quelque soit l’environnement

C.C. Stratégies par marqueurs assistésStratégies par marqueurs assistés

ConclusionConclusion:: Optimisation globale en présence de l’interaction GEOptimisation globale en présence de l’interaction GE

IntroductionIntroductionLe phénomène d’interaction GE est bien Le phénomène d’interaction GE est bien connu mais peu compris. connu mais peu compris. Il fait référence au fait que différents Il fait référence au fait que différents génotypes répondent différemment à génotypes répondent différemment à des environnements différents.des environnements différents.Cette interaction: Cette interaction: – rend impossible la détermination des rend impossible la détermination des

effets réels du génotype et de effets réels du génotype et de l’environnement.l’environnement.

– Ne permet pas de prédire la performance Ne permet pas de prédire la performance des génotypes dans des environnements des génotypes dans des environnements différents.différents.

Sachant que les génotypes sont Sachant que les génotypes sont classés en classés en performantperformant et et non non performantperformant, l’interaction entre G et , l’interaction entre G et E peut prendre 2 chemins:E peut prendre 2 chemins:

1.1. Certains génotypes vont Certains génotypes vont changerchanger de de catégorie quand ils sont dans des catégorie quand ils sont dans des environnements différents.environnements différents.

2.2. Certains génotypes Certains génotypes restentrestent dans la dans la même catégorie quelque soit même catégorie quelque soit l’environnementl’environnement

• L’interaction GE est un problème important L’interaction GE est un problème important car les car les réserves reproductricesréserves reproductrices (spermes (spermes et ovocytes des animaux les plus et ovocytes des animaux les plus performants) sont produits par seulement performants) sont produits par seulement quelques élevages mais utilisés à quelques élevages mais utilisés à l’échelle l’échelle mondialemondiale..

• Ainsi, quand les différences Ainsi, quand les différences environnementales sont très grandes, environnementales sont très grandes, comme entre un climat tempéré et un climat comme entre un climat tempéré et un climat tropical, il est important de savoir si les tropical, il est important de savoir si les performances se maintiendront dans les 2 performances se maintiendront dans les 2 milieux.milieux.

• Dickerson emploi le terme de « Dickerson emploi le terme de « dérapage dérapage génétiquegénétique » pour décrire la régression d’un » pour décrire la régression d’un génotype lorsqu’il est introduit dans un génotype lorsqu’il est introduit dans un nouvel environnement.nouvel environnement.

I.I. Stratification de l’interaction Stratification de l’interaction génotype environnement génotype environnement (GE)(GE)

En raison de la multitude des facteurs En raison de la multitude des facteurs environnementaux ( éclairage, ration, environnementaux ( éclairage, ration, température, âge…), on utilisera de façon plus température, âge…), on utilisera de façon plus générale les termes « environnement » ou « générale les termes « environnement » ou « pays » pour faciliter la présentation.pays » pour faciliter la présentation.

Les génotypes peuvent être classés en Les génotypes peuvent être classés en 3 3 niveauxniveaux par rapport à l’interaction avec par rapport à l’interaction avec l’environnement:l’environnement:– Interaction race-environnementInteraction race-environnement– Interaction individu-environnementInteraction individu-environnement– Interaction gène-environnementInteraction gène-environnement

A.A. Interaction race-Interaction race-environnementenvironnement

• Un exemple typique est la performance Un exemple typique est la performance relative des races bovines européennes relative des races bovines européennes et zébu selon que l’on se trouve en et zébu selon que l’on se trouve en région tropicale ou tempérée.région tropicale ou tempérée.

• L’hétérosis (variabilité génétique) pour L’hétérosis (variabilité génétique) pour beaucoup de caractères est meilleur beaucoup de caractères est meilleur dans un environnement sub optimal que dans un environnement sub optimal que dans une environnement optimal selon dans une environnement optimal selon Barlow.Barlow.

• Le classement des individus Le classement des individus ou les différences relatives ou les différences relatives entre individus d’une race entre individus d’une race peut changer avec peut changer avec l’environnement. l’environnement.

• La corrélation génétique du La corrélation génétique du même caractère mesurée même caractère mesurée dans 2 environnements dans 2 environnements différents est souvent différents est souvent utilisée comme indicateur utilisée comme indicateur des l’interaction GE.des l’interaction GE.

Influence de l'environnement sur le QI des rats

100

120

140

160

180

env.

pau

vre

env.

neu

tre

env.

stim

ulant

QI

rat malin

rat stupide

B.B. Interaction individu-Interaction individu-environnementenvironnement

• Plus la corrélation génétique est faible , Plus la corrélation génétique est faible , plus l’interaction GE est forte.plus l’interaction GE est forte.

• Si la corrélation génétique entre 2 pays est Si la corrélation génétique entre 2 pays est inférieure à 0,8, le classement des inférieure à 0,8, le classement des progéniteurs peut varier d’un pays à l’autre, progéniteurs peut varier d’un pays à l’autre, ce qui indique l’importance de l’interaction ce qui indique l’importance de l’interaction GE.GE.

• Par exemple: pour la production laitière de Par exemple: pour la production laitière de vaches Holstein au Mexique ou en Amérique vaches Holstein au Mexique ou en Amérique du Nord, la corrélation génétique est du Nord, la corrélation génétique est comprise entre 0,6 et 0,71: il y a donc bien comprise entre 0,6 et 0,71: il y a donc bien une interaction GE.une interaction GE.

C.C. Interaction gène-Interaction gène-environnementenvironnement

• D’après l’expérience de Rutherford et Linquist D’après l’expérience de Rutherford et Linquist sur la drosophile, certains gènes ne sur la drosophile, certains gènes ne s’expriment pas à certaines températures s’expriment pas à certaines températures (gènes silencieux).(gènes silencieux).

• Ainsi, la pénétrance du caractère dépend de la Ainsi, la pénétrance du caractère dépend de la température.température.

• Cette découverte renforce la croyance générale Cette découverte renforce la croyance générale qu’un gène peut être allumé ou éteint selon qu’un gène peut être allumé ou éteint selon l’environnement (= interaction GE). l’environnement (= interaction GE).

• Des gènes favorables dans un environnement Des gènes favorables dans un environnement peuvent devenir nuisibles dans un autre.peuvent devenir nuisibles dans un autre.

• Pour d’autres gènes, leur Pour d’autres gènes, leur expression sera plus ou moins expression sera plus ou moins importante selon importante selon l’environnement.l’environnement.

• Exemple:Exemple: Plasticité phénotypique Plasticité phénotypique du développement de Drosophila du développement de Drosophila melanogaster (même génotype) melanogaster (même génotype) en fonction de la température. en fonction de la température. L'individu élevé à 30° C (en bas) L'individu élevé à 30° C (en bas) diffère de celui élevé à 17° C (en diffère de celui élevé à 17° C (en haut) par une taille plus petite, haut) par une taille plus petite, des ailes plus courtes et une des ailes plus courtes et une pigmentation plus clairepigmentation plus claire

• La multitude des gènes La multitude des gènes contrôlant les caractères contrôlant les caractères quantitatifs fait qu’il est très quantitatifs fait qu’il est très difficile de détecter les gènes qui difficile de détecter les gènes qui sont en interaction avec sont en interaction avec l’environnement.l’environnement.

II.II. Mesures de l’interaction GEMesures de l’interaction GE

• La valeur de l’interaction GE repose sur 2 La valeur de l’interaction GE repose sur 2 composantes:composantes:– Celle due à l’hétérogénicité des variances génétiques Celle due à l’hétérogénicité des variances génétiques

(entre les environnements).(entre les environnements).– Celle due au manque de corrélation génétique parfaite Celle due au manque de corrélation génétique parfaite

pour le même caractère mesuré dans 2 environnements.pour le même caractère mesuré dans 2 environnements.

• On peut avoir une interaction GE significative par On peut avoir une interaction GE significative par l’une ou les 2 composantes.l’une ou les 2 composantes.

• Les variances génétiques hétérogènes causent un Les variances génétiques hétérogènes causent un changement dans la graduation mais pas dans le changement dans la graduation mais pas dans le classement des génotypes. classement des génotypes.

• Au contraire, une corrélation génétique imparfaite Au contraire, une corrélation génétique imparfaite peut résulter en un reclassement des génotypes peut résulter en un reclassement des génotypes et donc être intéressante pour les éleveurs.et donc être intéressante pour les éleveurs.

DéfinitionsDéfinitions (Petit Larousse en couleur)(Petit Larousse en couleur)

• INTERACTIONINTERACTION: : influenceinfluence réciproque de 2 réciproque de 2 phénomènes.phénomènes.

• CORRELATIONCORRELATION: : dépendancedépendance réciproque de 2 réciproque de 2 phénomènes qui varient simultanément, qui phénomènes qui varient simultanément, qui sont sont fonctionfonction l’un de l’autrel’un de l’autre, qui évoquent ou , qui évoquent ou manifestent un lien de cause à effet. manifestent un lien de cause à effet. StatStat: : coefficient de corrélation = indice mesurant le coefficient de corrélation = indice mesurant le degré de liaison entre 2 variables (= quotient de degré de liaison entre 2 variables (= quotient de la covariance par le produit des écarts-types).la covariance par le produit des écarts-types).

A.A. Mesure conventionnelle de Mesure conventionnelle de l’interaction GE basé sur la l’interaction GE basé sur la corrélation génétiquecorrélation génétique

• Les causes de l’interaction GE restent une Les causes de l’interaction GE restent une énigme.énigme.

• L’interaction GE peut être mesurée par la L’interaction GE peut être mesurée par la corrélation génétique (rcorrélation génétique (rGG) pour le même caractère ) pour le même caractère mesuré dans 2 environnements différents:mesuré dans 2 environnements différents:

rrGG = = GG (C,D) (C,D)

√√((GG²(C) ²(C) GG²(D))²(D))

GG(C,D) (C,D) = covariance génétique entre environnements C = covariance génétique entre environnements C et D.et D.

GG²(C), ²(C), GG²(D)= ²(D)= variance génétique du même caractère dans variance génétique du même caractère dans les les environnements C et D.environnements C et D.

• Une corrélation génétique de 0,8 est Une corrélation génétique de 0,8 est considérée comme une valeur seuil considérée comme une valeur seuil pour déterminer l’importance de pour déterminer l’importance de l’interaction génétique.l’interaction génétique.

• Quand il y a plus de 2 environnements Quand il y a plus de 2 environnements considérés, la corrélation génétique considérés, la corrélation génétique moyenne entre paires d’environnement moyenne entre paires d’environnement fourni une mesure de la stabilité fourni une mesure de la stabilité génétique. génétique.

• Une race (souche ou lignée) avec la Une race (souche ou lignée) avec la meilleur corrélation génétique moyenne meilleur corrélation génétique moyenne indique la meilleure stabilité génétique.indique la meilleure stabilité génétique.

• L’augmentation de la stabilité réduit L’augmentation de la stabilité réduit la sensibilité du génotype aux la sensibilité du génotype aux influences environnementales.influences environnementales.

• Génotype stable = peu influencé par Génotype stable = peu influencé par l’environnement.l’environnement.

• Cependant, un génotype stable n’a Cependant, un génotype stable n’a pas nécessairement la meilleure pas nécessairement la meilleure performance moyenne.performance moyenne.

• Ainsi, une stratégie de sélection raisonnée Ainsi, une stratégie de sélection raisonnée doit considérer à la fois une doit considérer à la fois une stabilité stabilité élevéeélevée et une et une performanceperformance moyennemoyenne importanteimportante quelque soit l’environnement. quelque soit l’environnement.

• Comme on l’a vu, l’estimation de la Comme on l’a vu, l’estimation de la corrélation génétique en tant que mesure de corrélation génétique en tant que mesure de l’interaction individu-environnement l’interaction individu-environnement nécessite 1 race et 2 environnements.nécessite 1 race et 2 environnements.

• Le chevauchement partiel des conditions Le chevauchement partiel des conditions climatiques de 2 pays frontaliers conduit à climatiques de 2 pays frontaliers conduit à une corrélation génétique supérieure à celle une corrélation génétique supérieure à celle dans un cas de non chevauchement et donc dans un cas de non chevauchement et donc résulte en une sous estimation de résulte en une sous estimation de l’interaction GE.l’interaction GE.

• Un animal ne pouvant être enregistré dans Un animal ne pouvant être enregistré dans plus d’un environnement à la fois, on utilisera plus d’un environnement à la fois, on utilisera les performances des ½ frères, frères et les performances des ½ frères, frères et descendants dans différents environnements descendants dans différents environnements pour estimer la corrélation génétique.pour estimer la corrélation génétique.

• Les techniques actuelles de clonage Les techniques actuelles de clonage permettent de produire une multitude de permettent de produire une multitude de clones d’un animal qui seront utilisés clones d’un animal qui seront utilisés simultanément dans des environnements simultanément dans des environnements différents.différents.

• Cela permet d’avoir une évaluation plus Cela permet d’avoir une évaluation plus précise de l’interaction GE.précise de l’interaction GE.

• Les animaux fortement consanguins Les animaux fortement consanguins pourraient être utilisés mais ils sont plus pourraient être utilisés mais ils sont plus sensibles aux changements sensibles aux changements environnementaux ce qui entraîne une environnementaux ce qui entraîne une confusion de l’interaction GE avec les confusion de l’interaction GE avec les variations environnementales.variations environnementales.

B.B. Corrélation interaction = Corrélation interaction = nouvelle mesure de l’interaction nouvelle mesure de l’interaction GEGE

• La valeur génétique d’un animal est une expression La valeur génétique d’un animal est une expression de tous les QTLs (Quantitative Trait Loci) = gènes de tous les QTLs (Quantitative Trait Loci) = gènes codants pour des caractères quantitatifs.codants pour des caractères quantitatifs.

• Il est très improbable que tous ces gènes soient Il est très improbable que tous ces gènes soient impliqués dans l’interaction GE.impliqués dans l’interaction GE.

• Togashi & al classent tous les gènes en 2 groupes:Togashi & al classent tous les gènes en 2 groupes:– Un groupe de gènes Un groupe de gènes constantsconstants dans son expression et pas dans son expression et pas

affecté par l’environnement (= « affecté par l’environnement (= « gènes constantsgènes constants ») »)– Un groupe de gènes Un groupe de gènes variablesvariables dans son expression et dans son expression et

spécifiquespécifique à chaque environnement (= « à chaque environnement (= «gène gène d’interactiond’interaction»)»)

• Selon cette classification les gènes d’interaction Selon cette classification les gènes d’interaction sont directement responsables de l’interaction GE sont directement responsables de l’interaction GE alors que les gènes constants n’y contribuent pas.alors que les gènes constants n’y contribuent pas.

• La La valeur génétiquevaleur génétique constante d’un animal constante d’un animal donné ne varie pas quelque soit l’environnement donné ne varie pas quelque soit l’environnement mais varie d’un animal à l’autre et génère donc mais varie d’un animal à l’autre et génère donc une une variance génétiquevariance génétique « « constanteconstante ». ».

• La principale différence entre La principale différence entre corrélation corrélation génétiquegénétique et et corrélation interactioncorrélation interaction est que est que – la 1e est basée sur la variance génétique constante, la la 1e est basée sur la variance génétique constante, la

variance génétique-interaction et la covariance, malgré variance génétique-interaction et la covariance, malgré le fait que la variance génétique constante ne joue pas le fait que la variance génétique constante ne joue pas de rôle dans l’interaction GE.de rôle dans l’interaction GE.

– la 2e est seulement basée sur la variance génétique la 2e est seulement basée sur la variance génétique interaction et la covariance qui sont directement interaction et la covariance qui sont directement responsables de l’interaction GE.responsables de l’interaction GE.

• Ainsi, la corrélation interaction est une mesure Ainsi, la corrélation interaction est une mesure plus réelle de l’intensité de l’interaction GE pour plus réelle de l’intensité de l’interaction GE pour les gènes soumis à l’interaction GE. (en pratique les gènes soumis à l’interaction GE. (en pratique corrélation G et interaction sont corrélation G et interaction sont complémentaires).complémentaires).

• En fait, il existe un En fait, il existe un tripletriple avantage à séparer la avantage à séparer la valeur G d’un animal en valeur G d’un animal en valeur G constantevaleur G constante et et en en valeur G interactionvaleur G interaction::– Pouvoir considérer l’estimation de la corrélation Pouvoir considérer l’estimation de la corrélation

interaction comme une mesure véritable de l’interaction interaction comme une mesure véritable de l’interaction GE.GE.

– Construire un index optimal pour optimiser la réponse Construire un index optimal pour optimiser la réponse d’ensemble des pays (= optimisation globale).d’ensemble des pays (= optimisation globale).

– Augmenter la stabilité génétique en attribuant un poids Augmenter la stabilité génétique en attribuant un poids économique supérieur aux valeurs génétiques économique supérieur aux valeurs génétiques constantes.constantes.

• La réponse à la sélection pour une valeur G La réponse à la sélection pour une valeur G constante est la même quelque soit constante est la même quelque soit l’environnement tandis que la réponse à la l’environnement tandis que la réponse à la sélection pour une valeur G interaction varie avec sélection pour une valeur G interaction varie avec les environnements. C’est pourquoi les valeurs G les environnements. C’est pourquoi les valeurs G constantes n’ont pas le même poids (supérieur) constantes n’ont pas le même poids (supérieur) dans une stratégie de reproduction sensée.dans une stratégie de reproduction sensée.

C.C. La standardisation des La standardisation des individus sélectionnés entre individus sélectionnés entre environnements.environnements.

• Certains individus performants seront Certains individus performants seront toujours sélectionnés quelque soit toujours sélectionnés quelque soit l’environnement (individus indifférents à l’environnement (individus indifférents à l’interaction GE).l’interaction GE).

• Pour la standardisation des individus Pour la standardisation des individus sélectionnés, le problème se pose quand sélectionnés, le problème se pose quand des animaux sélectionnés dans un des animaux sélectionnés dans un environnement sont éliminés dans un autre.environnement sont éliminés dans un autre.

• Lorsque l’on a un grand nombre d’individu Lorsque l’on a un grand nombre d’individu génétiquement similaire (pour un caractère) génétiquement similaire (pour un caractère) qui sont sélectionnés dans 2 qui sont sélectionnés dans 2 environnements différents, cela signifie que environnements différents, cela signifie que l’on a une faible interaction GE.l’on a une faible interaction GE.

• Cependant, aucun individu ou un petit Cependant, aucun individu ou un petit nombre d’individus génétiquement nombre d’individus génétiquement similaires, sélectionnés dans 2 similaires, sélectionnés dans 2 environnements différents, suggère une environnements différents, suggère une interaction GE forte.interaction GE forte.

• Ainsi, la standardisation des individus Ainsi, la standardisation des individus sélectionnés est inversement proportionnelle sélectionnés est inversement proportionnelle au degré de l’interaction GE et pourrait être au degré de l’interaction GE et pourrait être utilisée comme mesure de l’interaction GE.utilisée comme mesure de l’interaction GE.

• Il est important de souligner que la Il est important de souligner que la standardisation entre environnements standardisation entre environnements augmente quand l’intensité de la sélection augmente quand l’intensité de la sélection diminue.diminue.Ainsi, le problème de l’interaction GE est Ainsi, le problème de l’interaction GE est plus importante quand l’intensité de la plus importante quand l’intensité de la sélection est élevée.sélection est élevée.

III.III. Stratégies pour tenir compte Stratégies pour tenir compte de l’interaction GEde l’interaction GE

Comme à la fois l’environnement et Comme à la fois l’environnement et le génotype interviennent dans le génotype interviennent dans l’interaction GE, les stratégies pour l’interaction GE, les stratégies pour contrer cette interaction vont viser contrer cette interaction vont viser chacun des ces 2 paramètres chacun des ces 2 paramètres séparément ou conjointement.séparément ou conjointement.

A.A. Stratégies Stratégies environnementalesenvironnementales

• L’environnement peut être modifié pour L’environnement peut être modifié pour permettre une expression optimale du permettre une expression optimale du génotype.génotype.

• Ainsi quand le génotype est en interaction Ainsi quand le génotype est en interaction avec la ration ou le logement, il est facile de avec la ration ou le logement, il est facile de modifier ces paramètres pour maîtriser le modifier ces paramètres pour maîtriser le problème de l’interaction. Mais quand problème de l’interaction. Mais quand l’environnement impliqué n’est plus l’environnement impliqué n’est plus contrôlable par les éleveurs, il n’y a pas contrôlable par les éleveurs, il n’y a pas d’autre choix que de modifier le génotype d’autre choix que de modifier le génotype pour l’adapter à l’environnement.pour l’adapter à l’environnement.

• La modification du génotype passe par la La modification du génotype passe par la sélection des génotypes présentant la sélection des génotypes présentant la meilleure performance au cours des années meilleure performance au cours des années antérieures.antérieures.

B.B. Stratégies de reproductionStratégies de reproduction

• Bien qu’il ne soit pas toujours possible Bien qu’il ne soit pas toujours possible d’éliminer les interactions GE par des moyens d’éliminer les interactions GE par des moyens génétiques, les impacts de l’interaction peuvent génétiques, les impacts de l’interaction peuvent au moins être minimiser par une reproduction au moins être minimiser par une reproduction sélective.sélective.

• Muir & al (1992) suggèrent:Muir & al (1992) suggèrent:– Que les éleveurs développent une lignée spécifique à Que les éleveurs développent une lignée spécifique à

chaque environnement quand les environnements chaque environnement quand les environnements sont considérés comme fixés.sont considérés comme fixés.

– Sélectionne une lignée avec la meilleure Sélectionne une lignée avec la meilleure performance même quand les environnements sont performance même quand les environnements sont fluctuants.fluctuants.

Il n’est cependant pas financièrement possible Il n’est cependant pas financièrement possible de développer un génotype spécifique pour de développer un génotype spécifique pour chaque environnement.chaque environnement.

a)a) Sélection d’un génotype spécifique pour Sélection d’un génotype spécifique pour chaque environnementchaque environnement

• Cela correspond au développement d’une souche Cela correspond au développement d’une souche spécifique à chaque environnement.spécifique à chaque environnement.

• Cette stratégie permettrait d’obtenir la réponse Cette stratégie permettrait d’obtenir la réponse optimale à chaque environnement. Cependant il est optimale à chaque environnement. Cependant il est trop coûteux et trop long de développer ces trop coûteux et trop long de développer ces génotypes spécifiques.génotypes spécifiques.

• De plus, une base génétique restreinte dans un De plus, une base génétique restreinte dans un environnement donné peut conduire à une infertilité environnement donné peut conduire à une infertilité augmentée et à une réponse à la sélection ralentie.augmentée et à une réponse à la sélection ralentie.

• Mais d’un point de vue plus général, cette stratégie Mais d’un point de vue plus général, cette stratégie de sélection permettrait le maintien d’une diversité de sélection permettrait le maintien d’une diversité génétique à travers la planète et serait donc génétique à travers la planète et serait donc avantageuse si les conditions environnementales avantageuse si les conditions environnementales venaient à changer.venaient à changer.

b)b) Sélection dans un environnement unique Sélection dans un environnement unique pour rechercher l’amélioration du pour rechercher l’amélioration du génotype à travers les environnementsgénotype à travers les environnements

• Quel environnement doit on choisir de façon a Quel environnement doit on choisir de façon a obtenir la meilleure réponse d’ensemble obtenir la meilleure réponse d’ensemble quelque soit l’environnement dès lors que la quelque soit l’environnement dès lors que la sélection doit se faire dans un seul sélection doit se faire dans un seul environnement ?environnement ?

• En 1963, Van Vleck suggère que la différence En 1963, Van Vleck suggère que la différence significative dans l’héritabilité d’un caractère significative dans l’héritabilité d’un caractère entre 2 environnements indique la présence entre 2 environnements indique la présence de l’interaction GE.de l’interaction GE.

• L’héritabilité tend à augmenter dans les L’héritabilité tend à augmenter dans les environnements les plus extrêmes.environnements les plus extrêmes.

• En 1965, Searle étudia l’efficacité de la En 1965, Searle étudia l’efficacité de la sélection indirecte par rapport à la sélection sélection indirecte par rapport à la sélection directe.directe.

• La sélection pour un caractère dans La sélection pour un caractère dans l’environnement l’environnement “ “ i i "" avec pour but avec pour but d’améliorer le même caractère dans un d’améliorer le même caractère dans un environnement environnement "" j j "" peut être considéré peut être considéré comme une comme une sélectionsélection indirecteindirecte..

• Searle a démontré que lorsque parmi Searle a démontré que lorsque parmi plusieurs environnements, il faut n’en plusieurs environnements, il faut n’en sélectionner qu’un, la sélection doit se faire sélectionner qu’un, la sélection doit se faire dans l’environnement avec le plus grand dans l’environnement avec le plus grand produit: rproduit: rGG (i,j) (i,j) × × hi, pour optimiser les hi, pour optimiser les réponses dans les autres environnements.réponses dans les autres environnements.

hi = racine carrée de héritabilité du caractère choisi dans hi = racine carrée de héritabilité du caractère choisi dans l’environnement.l’environnement.

• En 2001, Togashi & al ont montré que En 2001, Togashi & al ont montré que lorsqu’une interaction GE existe, lorsqu’une interaction GE existe, la la sélection de l’environnement sélection de l’environnement présentant la plus grande variance présentant la plus grande variance génétique est plus efficace pour génétique est plus efficace pour augmenter le gain génétique moyenaugmenter le gain génétique moyen. . Ceci est du au fait, que le choix d’un Ceci est du au fait, que le choix d’un environnement permettant l’expression environnement permettant l’expression complète des gènes, optimise les complète des gènes, optimise les différences génétiques entre les individus différences génétiques entre les individus et donc améliore la précision de la et donc améliore la précision de la sélection.sélection.

c)c) Sélection d’un index optimum quelque Sélection d’un index optimum quelque soit l’environnement:soit l’environnement:

• La stratégie de sélection lorsqu’on a une interaction La stratégie de sélection lorsqu’on a une interaction GE ne doit pas considérer seulement les poids GE ne doit pas considérer seulement les poids économiques relatifs des valeurs génétiques économiques relatifs des valeurs génétiques constantes et interaction, mais aussi les poids constantes et interaction, mais aussi les poids économiques relatifs des différents pays (nombre économiques relatifs des différents pays (nombre d’animaux, coûts de production, revenus).d’animaux, coûts de production, revenus).

• L’index optimal tient compte de ces différents L’index optimal tient compte de ces différents paramètres.paramètres.

• D’après Togashi & al, l’index optimal est la plus D’après Togashi & al, l’index optimal est la plus efficace des méthodes de sélection et sa supériorité efficace des méthodes de sélection et sa supériorité augmente quand l’intensité de l’interaction GE augmente quand l’intensité de l’interaction GE augmente.augmente.

• Toutefois, l’utilisation d’un index optimal global, à Toutefois, l’utilisation d’un index optimal global, à l’échelle mondiale, améliorerait la réponse d’ensemble l’échelle mondiale, améliorerait la réponse d’ensemble plus que des index optimum locaux, mais plus que des index optimum locaux, mais augmenterait aussi l’infertilité et réduirait la diversité augmenterait aussi l’infertilité et réduirait la diversité génétique.génétique.

C.C. Stratégies de marqueurs Stratégies de marqueurs assistésassistés

• En raison des progrès rapides des En raison des progrès rapides des technologies basées sur l’ADN, des technologies basées sur l’ADN, des marqueurs génétiques deviennent disponibles marqueurs génétiques deviennent disponibles pour la sélection assistée par marqueurs.pour la sélection assistée par marqueurs.

• L’index de sélection combinant les L’index de sélection combinant les estimations du BLUP et l’information des estimations du BLUP et l’information des marqueurs est plus efficace que la sélection marqueurs est plus efficace que la sélection basée exclusivement sur les évaluations du basée exclusivement sur les évaluations du BLUP.BLUP.

BLUPBLUP: Les indices BLUP (Best Linear Unbiased Predictor = Bilan : Les indices BLUP (Best Linear Unbiased Predictor = Bilan Linéaire Universel et Prévisionnel) représentent actuellement le Linéaire Universel et Prévisionnel) représentent actuellement le meilleur estimateur du potentiel génétique d'un animal pour meilleur estimateur du potentiel génétique d'un animal pour une utilisation donnée. Le BLUP est un indice génétique qui une utilisation donnée. Le BLUP est un indice génétique qui prend en compte l'ensemble des performances propres de prend en compte l'ensemble des performances propres de l’animal, ainsi que les performances de tous ses apparentés l’animal, ainsi que les performances de tous ses apparentés (ascendants, descendants, collatéraux). C'est un indice cumulé, (ascendants, descendants, collatéraux). C'est un indice cumulé, mis à jour annuellement.mis à jour annuellement.

• Les marqueurs génétiques se lient aux gènes Les marqueurs génétiques se lient aux gènes stables et aux gènes interaction. La stables et aux gènes interaction. La détection de ces gènes est cruciale pour la détection de ces gènes est cruciale pour la sélection de génotypes spécifiques à chaque sélection de génotypes spécifiques à chaque région.région.

• Les nouvelles technologies telles que le Les nouvelles technologies telles que le clonage, le transfert de gènes, la sélection clonage, le transfert de gènes, la sélection assistée par marqueurs sont très utiles pour assistée par marqueurs sont très utiles pour améliorer la fréquence des allèles QTLs améliorer la fréquence des allèles QTLs souhaités.souhaités.

• Cependant, la sélection assistée par Cependant, la sélection assistée par marqueurs ne peut se faire en pratique chez marqueurs ne peut se faire en pratique chez les animaux de rente car il faut un long les animaux de rente car il faut un long intervalle de génération et le coût est élevé.intervalle de génération et le coût est élevé.

ConclusionConclusion:: Optimisation globale Optimisation globale en présence de l’interaction en présence de l’interaction GE.GE.

• Avec les stratégies de sélection qui améliorent le Avec les stratégies de sélection qui améliorent le gain global moyen, la réponse obtenue dans un gain global moyen, la réponse obtenue dans un environnement spécifique sera sub-optimale par environnement spécifique sera sub-optimale par rapport à la sélection de génotypes spécifiques à rapport à la sélection de génotypes spécifiques à chaque environnement.chaque environnement.

• En pratique, les éleveurs ne s’intéressent qu’aux En pratique, les éleveurs ne s’intéressent qu’aux performances optimales de leurs animaux dans performances optimales de leurs animaux dans leur environnement.leur environnement.

• Pourtant, tant que les éleveurs n’auront pas leur Pourtant, tant que les éleveurs n’auront pas leur propre programme de sélection, ils devront propre programme de sélection, ils devront acheter du matériel génétique (semences, acheter du matériel génétique (semences, embryons…) issu du marché mondial où les embryons…) issu du marché mondial où les réserves génétiques ne sont pas spécifiquement réserves génétiques ne sont pas spécifiquement développées pour tel ou tel environnement.développées pour tel ou tel environnement.

• Ainsi, les éleveurs n’auront jamais un Ainsi, les éleveurs n’auront jamais un génotype optimal adapté à un génotype optimal adapté à un environnement spécifique.environnement spécifique.

• Avec l’ouverture du marché mondial, il est Avec l’ouverture du marché mondial, il est plus judicieux économiquement de plus judicieux économiquement de développer un génotype optimum global développer un génotype optimum global plutôt qu’un génotype spécifique à chaque plutôt qu’un génotype spécifique à chaque environnement.environnement.

• Mais, l’optimisation globale nécessite une Mais, l’optimisation globale nécessite une estimation précise des effets génétiques estimation précise des effets génétiques constants et interactions et de prendre en constants et interactions et de prendre en compte le poids économique des pays.compte le poids économique des pays.

• Donc, la coopération internationale est Donc, la coopération internationale est cruciale pour l’évaluation génétique globale cruciale pour l’évaluation génétique globale et l’optimisation du génotype.et l’optimisation du génotype.

BibliographieBibliographie

• Ching Y. LIN and Kenji TOGASHI. 2002. Ching Y. LIN and Kenji TOGASHI. 2002. Genetic improvement in the presence of Genetic improvement in the presence of genotype by environment interaction. genotype by environment interaction. Animal Science Journal Animal Science Journal 7373, 3-11, 3-11..

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4J:moulon.inra.fr/~fred/presentations/bcam-theor-4J:moulon.inra.fr/~fred/presentations/bcam-theor-adeprina2003.pdf+marqueurs+assist%C3%A9s+adeprina2003.pdf+marqueurs+assist%C3%A9s+s%C3%A9lection&hl=frs%C3%A9lection&hl=fr

• www.haras-nationaux.frwww.haras-nationaux.fr/hn0700//hn0700/cheval_francecheval_france//HTML_frHTML_fr//chev_indices.htmchev_indices.htm#Ancre02#Ancre02