Variabilité intra- et inter-races du Variabilité intra- et inter-races du profil en acides gras de la matière profil en acides gras de la matière

grasse du laitgrasse du lait

SOYEURT HélènePromoteur : GENGLER Nicolas

Travail de fin d’études en vue de l’obtention du grade de bioingénieur, orientation élevage

Année académique 2004 - 2005

PlanPlan

• Contexte• Objectifs• Calibrage• Variabilité du profil en acides gras :

– Inter-races– Intra-race– Individuelle– Corrélations

• Conclusions et perspectives

Contexte• Actuellement :

– Aucune sélection basée sur le profil en acides gras de la matière grasse du lait

• Effets potentiellement positifs et négatifs des acides gras sur la santé humaine :– Saturés (70 %) :

• Impact variable sur le risque de maladies cardiovasculaires

– Monoinsaturés (25 %) : • Hypocholestérolémiant, anti-cancérigène

– Polyinsaturés (5 %) : • Effets opposés des 2 principales familles (oméga-3 et oméga-6) • Oméga-3 = anti-cancérigène, anti-athérogène,… • Oméga-6 / oméga-3 = 1

ContexteContexte

• Etudes actuelles : – PhilosophiePhilosophie :

• Supplémentation de la ration animale

– Inconvénients Inconvénients :• Néglige le substrat animal• Pas de modification permanente• Pas d’impacts directs pour l’élevage

• Avantages de l’approche génétique liés à ces inconvénients

ObjectifsObjectifs

• Moyen infrarouge :– Rapidité d’analyse – Aucune étape d’extraction de la MG – Utilisé par le contrôle laitier

Calibrage de l’analyse infrarouge

• Etude préliminaire pour montrer la faisabilité d’une telle sélection : Etude de la variabilité intra- et inter-races du profil en acides gras

CalibrageCalibrage

• Zone spectrale à étudier :

– Observation de spectres de lait– Reproductibilité du signal infrarouge

(30 échantillons de lait) :• Approche visuelle : comparaison• Approche statistique : coefficient de variation

Spectre de lait

CalibrageCalibrage

Aucune information supplémentaire

Zone spectrale à considérer :

0 à 4000 cm-1

Reproductibilité du signal infrarouge

Zones de bruit de fond :

- 0 à 950 cm-1

- 1585 à 1718 cm-1

- Au-dessus de 3000 cm-1

Sélection des fermes

Prise d’échantillons

Contrôle laitier

Milkoscan FT6000

Spectres infrarouges

CALIBRAGE

Modèle de prédiction

Y = b0 + b1 1 + b2 2 + … bp p

Valeurs de référence par chromatographie en

phase gazeuse

Sélection des échantillons par ACP

Spectres des échantillons sélectionnés

CalibrageCalibrage

• Aptitude faible à prédir les concentrations en AG dans la MG

• Si la concentration en AG dans le lait le r²p

• r²p 0,60 et une répétabilité suffisante des résultats chromatographiques (CV 5 %)

• Droites utilisées : Dans le lait : MG, C12:0, C14:0, C16:0, C16:1 9-cis,

C18:0, C18:1, C18:2 9-cis,12-cis, SAT, MONO Dans la MG : C12:0, C14:0, SAT

ModélisationModélisation

• Modèle mixte utilisé sépare :– Effet troupeau * date de test – Effet lactation– Effet stade de lactation– Régression sur la composition raciale– Effet animal (aléatoire)– Régression sur le taux en MG

(modèle basé sur les AG exprimés % MG)

• Estimation conjointe :– Solutions non-biaisées

Variabilité inter-racesVariabilité inter-races

• Variation entre races :– Des concentrations en AG dans le lait– Des concentrations en AG dans la MG– De l’activité de la delta-9 désaturase

• Basée sur les composantes raciales• Estimation des différences par rapport à la

Holstein

• Standardisation par rapport aux écart-types phénotypiques

1 2 3 4 5 6 7

Blanc Bleu Mixte 43.53 17.95 66 29Pie-rouge 30.62 25.64 14.57 5.61 12.92 182 85Holstein 62.66 22.06 51.28 41.60 20.00 79.04 83.33 199 91Jersey 71.96 78 31Montbéliarde 41.70 73 37Normande 5.13 2 2Origine inconnue 6.72 34.41 2.13 8.04 15.35 3.75

600 275

FermesEch. Animaux

Composition raciale des troupeaux (en %), nombre d’échantillons analysés et nombre d’animaux étudiés pour chaque race

Caractéristiques de la populationCaractéristiques de la population

Répétition de la race Holstein

Trop faible effectif pas retenu

Variabilité inter-racesVariabilité inter-racesConcentrations en acides gras dans le lait

-1.00

-0.50

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

unit

és é

cart

-typ

e

BBM

Pie-rouge

Montbéliarde

Jersey

Activité de la delta-9 désaturase

-0.80

-0.60

-0.40

-0.20

0.00

0.20

0.40

C18:1/C18:0 C16:1/C16:0 C14:1/C14:0

unit

és é

cart

-typ

e

Concentrations en acides gras dans la MG

-0.40

-0.20

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

SAT C12:0 C14:0

unités

éca

rt-typ

e

Variabilité intra-raceVariabilité intra-race

• Valeurs entre 41 – 61 %

• Taux en MG, valeur proche de celle estimée à partir des résultats de DRUET (communication personnelle)

• Variabilité intra-race de l’activité de la delta-9 désaturase (LOCK et al., 2003)

• Suppose une héritabilité élevée des constituants du profil en AG KARIJORD et al.,1982

AG en g / dl AG en % MG

MG 47.83 /SAT 55.99 54.64MONO 44.48 /C12:0 60.91 57.69C14:0 55.26 48.24C16:0 49.73 /C16:1 41.33 /C18:0 49.63 /C18:1 43.91 /C18:2 51.78 /

Répétabilité animale (en %)

Répétabilité animale (en %)C18:1 / C18:0 45.79C16:1 / C16:0 41.78C14:1 / C14:0 43.12

Répétabilité animale estimée pour les différents constituants du profil en acides gras

2 2

2

résiduelle animale

animale

Répétabilité animale :

Variabilité individuelleVariabilité individuelle

• Estimée à partir des effets individuels : effet race + effet animal

• Standardisation par rapport aux écart-types phénotypiques

Classement des animaux

Variabilité individuelleVariabilité individuelle

• AG dans le lait (unités écart-type) :• Effets individuels : de - 1,30 à + 2,80• Effets races : de - 0,40 à + 1,20

• AG de la MG (unités écart-type) :• Effets individuels : de - 2,30 à + 1,90 • Effets races : de - 0,05 à + 0,80

Variabilité individuelle supérieure à la variabilité inter-races

CorrélationsCorrélations

• Corrélations entre les différents constituants du profil en AG étudié

• Estimations à partir des effets individuels :

effet race + effet animal

– Standardisation par rapport aux écart-types phénotypiques

MG SAT MONO C12:0 C14:0 C16:0 C16:1 C18:0 C18:1 C18:2

MG 1.00 0.95 0.85 0.68 0.77 0.94 0.58 0.98 0.80 0.82

SAT 1.00 0.70 0.83 0.89 0.94 0.39 0.97 0.60 0.70

MONO 1.00 0.24 0.36 0.79 0.91 0.81 0.96 0.89

C12:0 1.00 0.95 0.67 -0.12 0.72 0.16 0.89

C14:0 1.00 0.75 -0.01 0.80 0.31 0.39

C16:0 1.00 0.54 0.95 0.68 0.72

C16:1 1.00 0.52 0.87 0.75

C18:0 1.00 0.75 0.79

C18:1 1.00 0.87

C18:2 1.00

Tableau des corrélations phénotypiques entre les différents constituants du profil en acides gras du lait estimées à partir des effets individuels.

CorrélationsCorrélations

• Corrélations élevées observées pour les teneurs en C12:0, C14:0 et SAT dans la matière grasse KARIJORD et al., 1982

Corrélations faibles

ConclusionsConclusions

• Variabilité inter-races du profil en AG Qualité différenciée par « choix » de la race

• Variabilité intra-race élevée Hypothèse : héritabilité élevée

• Variabilité individuelle élevée Hypothèse : existence variabilité génétique

• Corrélations phénotypiques intéressantes Possibilité d’une sélection animale

classique axée sur la qualité différenciée de la MG

PerspectivesPerspectives• Moyen IR :

Outil d’analyse performant

• Etude préliminaire :– Recherche :

• Etudes plus poussées sur la variabilité génétique du profil en AG du lait

• Quantitatives et moléculaires (QTL)

– Développement :• Analyse en routine du profil en AG du lait par le

contrôle laitier

Sélection animale

• Index de sélection différentiel de AG Index ‘santé’ (qualité de la MG)

• Initiation d’une sélection animale basée sur la qualité nutritionnelle du lait :– Vaches avec un index élevé– Taureaux avec un index élevé – Accouplements préférentiels

PerspectivesPerspectives

Merci de votre attention