Amélioration Animale - Synthèse (PDF)

 AMÉLIORATION ANIMALE - SYNTHÈSE CHAPITRE 1 - LA DOMESTICATION Idée = Les animaux ne sont pas censés ressembler à un Blanc Bleu Belge. => Quel est l’impact de la domestication sur l’amélioration animale ? 1. Définition Domestication : Transformation d’une espèce s...

 AMÉLIORATION ANIMALE - SYNTHÈSE CHAPITRE 1 - LA DOMESTICATION Idée = Les animaux ne sont pas censés ressembler à un Blanc Bleu Belge. => Quel est l’impact de la domestication sur l’amélioration animale ? 1. Définition Domestication : Transformation d’une espèce sauvage en espèce soumise à une exploitation par l’homme, en vue de lui fournir des produits ou des services ; fait d’être domestique. -> Processus de domestication qui s’étale sur des millénaires. Pendant le processus de domestication, il est possible de « faire demi-tour » même si le lien entre l’homme et l’animal restera modifié. Animaux domestiques : Animaux appartenant à des populations animales sélectionnés ou dont les deux parents appartiennent à des populations animales sélectionnées. -> Le chien est le premier animal qui à été domestiqué. Population animale sélectionnée : Population d’animaux qui se différencie génétiquement des populations sauvages les plus proches par un ensembles de caractéristiques identifiables et héréditaires qui sont la conséquence d’une politique de gestion spécifique et raisonnée des accouplements. -> Il existe une liste positive des animaux domestiques. 2. Processus de domestication 2.1. Partenariat entre le chien et l’homme L’origine de la domestication du chien est un partenariat qui a rapproché l’homme et le chien (loup). Ils ont chacun une utilité propre : L’homme nourrit le loup >< Le loup défend le territoire. 2.2. Le commensalisme des souris et du chat Commensalisme : Association d’organismes d’espèces différentes, profitables pour l’un d’eux et sans danger pour l’autre. Le chat s’est rapproché de l’homme car il y avait abondance de nourriture (souris) près des hommes. Les chats ne représentent pas un danger pour l’homme. 2.3. Les herbivores, proies de chasse 3 stades : - Chasse et consommation directe de la nourriture. - Chasse + quotas de chasse et consommation de la nourriture. -> Chasse raisonnée suite à une sélection faite par l’homme. - Élevage -> Capture d’animaux sauvages stockés dans des enclos, reproduction et consommation. 1  2.4. Processus continu 3. Conséquences de la domestication 3.1. Conséquences anatomiques - Diminution de la taille initiale - Raccourcissement de la face (et des mandibules) - Diminution de la capacité crânienne - Modification de la couleur du pelage - Aboiement - Physiologie digestive - Comportement Nb : L’augmentation de la taille est venue par après, lors de la sélection pour le rendement de nourriture. 3.2. Conséquences physiologiques Diminution des dimorphismes sexuels suite à des modifications hormonales. 3.3. Conséquences anatomiques et physiologiques - Diminution des cornes - Perte de capacités sensorielles et motrices - Gain de communication (voix), traits de comportements - Laxité du cartilage des oreilles et de la queue - Augmentation de la capacité du chien à digérer l’amidon - Augmentation de la fréquence des cycles reproducteurs Ex : Chien >< Loup (1) Nourriture cachée par un seau -> (2) Répétition de l’expérience -> (3) Plus de nourriture dans le seau Loup = agressivité sur le seau, impatience Chien = cherche dans le seau, regarde le maitre et a#end 2 4. Syndrome de la domestication 4.1. Expérience de Dimitri Beliaïev Idées : - Le bien-être animal n’est pas respecté - La crainte que l’homme puisse contrôler tout ce dont il a envie -> Comment cela se fait-il qu’en domestiquant les animaux, des points communs apparaissent ? => D. Beliaïev a prouvé que si on ne se base pas sur la docilité, certains traits n’apparaissent pas. 4.2. Nouvelles hypothèses et découvertes Anomalies de la crête neurale (2014) : Si la crête neurale n’est pas bien formée, elle peut être à l’origine de toutes les modification de la domestication. Gène SORCS1 (2018) Différences au niveau d’un gène responsable du syndrome de domestication. Renards argentés Renards sélectionnés Renards sélectionnés sauvages sans sélection sur leur agressivité sur leur docilité artificielle 3 5. Vers l’amélioration animale 5.1. Évolution de la relation homme - animal La relation a évolué vers l’utilisation de l’animal pour le travail, le divertissement et le production. 5.2. Conséquences phénotypiques et génotypiques Phénotype : Ce que l’on voit, ce que l’animal est. Génotype : Ce qu’il y a dans ces gènes, les informations que l’animal porte en lui. Pour les animaux de production Modification du phénotype : Animaux plus gros et plus musclés, pelage ou toison plus dense et de qualité supérieure. ex : Vache laitière : modification de caractéristiques physiologiques : production laitière, composition du lait, taille des portées. Porc Piétrain : GQM : Gain Quotidien Moyen : Ce que l’animal doit m anger pour prendre 1 Kg. Indice de consommation (IC) : Critère utilisé pour mesurer l’efficacité de la conversion d’un aliment en une production donnée par un animal. C’est le rapport entre une quantité d’énergie digestible consommée (mesurée par exemple en unités fourragères UF) et une quantité de production (exprimée en Kg). Poids net * Rendement à l’aba#age : x 100 (%) Poids vif * Aba#u et dépouillé Épaisseur du lard dorsal : Cherche à être réduite car la viande rapporte plus que la graisse. Pour les animaux domestiques Aucune espèce sauvage n’a une aussi grande variabilité que les espèces domestiques de compagnie. -> Temps accumulé, expansion géographique grâce à l’homme, mutation protégées et favorisées par l’homme, diversité des modes d’utilisation des animaux. - Nombre élevé de races domestiques - Grande variabilité génétique inter-race - Apparence identique au sein de ces diverses races - Faible variabilité génétique en intra-race 4 5.3. Diversité génétique Caractères qualitatifs (non continus) : Correspondent à de scènes à effets visibles, qui ne peuvent adopter que des états bien définis. Ex : la couleur des yeux (bleus, bruns, gris, verts), la couleur des cheveux, le principe d’être résistant ou pas à certaines pathologies plus que d’autres. Caractères quantitatifs (continus) : Il existe un nombre infini de valeurs différentes (distribution normale de Gauss). Ex : La production laitière (aucune vache ne produit la même quantité de lait), le poids, la taille. -> Ce sont des caractères qui n’ont pas d’état bien défini. 5.4. Résumé Développements sociétaux, politiques et économiques Développements des méthodologies et outils génétiques - Modèles statistiques - Biotechnologies : patrimoine génétique - Centralisation d’informations, outils de gestion - Dissémination du produit de sélection (insémination artificielle, transfert d’embryon, …) Envie de progrès, ouverture d’esprit de la part des éleveurs Ouverture internationale - Banque de données (ex: Interbull) 5 CHAPITRE 2 - RAPPELS DE GÉNÉTIQUE 1. Définitions Chromosome : Support de l’information génétique, constitué de double brin d’ADN. Gène : Séquence d’ADN / ARN au sein du chromosome. Allèle : Chacune des copies d’un gène sur un chromosome homologue. Locus : Remplacement physique précis et invariable sur un chromosome, et par extension la carte factorielle le représentant. Un locus peut être un endroit du chromosome où se situe un gène mais pas nécessairement. Hétérozygote : Un organisme est hétérozygote pour un gène quand il possède deux allèles différents de ce gène sur un même locus pour chacun de ses chromosomes homologues. Homozygote : Se dit d’une cellule ou d’un individu qui possède deux gènes identiques sur chaque chromosome de la même paire. Récessif : Se dit d’un caractère ou d’un allèle qui ne s’exprime qu’à l’état homozygote, c’est-à-dire que lorsqu’il est présent en deux copies dans le génome. Dominant : Se dit d’un caractère ou d’un allèle qui s’exprime à l’état hétérozygote, c’est-à-dire, lorsqu’il est présent en une seule copie dans le génome. QTL : Quantitative Trait Loci : Région +/- grande d’ADN qui est étroitement associée à un caractère quantitatif, c’est-à-dire une région chromosomique où est localisée un ou plusieurs gènes à l’origine du caractère en question. Marqueurs génétiques : RFLP , RAPD , AFLP et microsatellites. Séquences codantes ou non, présentant un polymorphisme entre individus. Perme#ent le génotypage des individus. - RFLP : Restriction Fragment Lenght Polymorphism : Polymorphisme de longueur des fragments de restriction : Fragments d’ADN de longueur différentes obtenus par l’action d’enzymes de restriction et perme#ant de distinguer les individus. Ils résultent des variation dans la séquence de l’ADN et peuvent être détectés à l’aide de sondes radioactives et servir de marqueurs pour l’hybridation. - RAPD : Random Amplified Polymorphic DNA - AFLP : Amplification Fragment Length Polymorphism - Microsatellites : Séquences répétées en tandem (TAT)n, (TC)n 2. Caractères quantitatifs / qualitatifs Qualitatif : Résistant ou sensible à une maladie, fumeur ou non, robe (n couleur), plumage, cornage (présence ou absence). Quantitatif : Tout ce qui se mesure (dont l’unité sera Kg, m, L, …) donc taille, poids, production laitière, taux de MG du lait, … 6  Qualitatifs Quantitatifs Non mesurables Mesurables Variation discontinue Variation continue -> Catégorie / classes -> Loi normale Non sensibles à l’action du milieu Sensibles à l’action du milieu Peu de gènes impliqués Un très grand nombre de gènes -> Déterminisme simple (lois de impliqués Mendel, …) -> Déterminisme complexe Peu d’intérêt économique Intérêt économique important 3. Déterminisme des caractères qualitatifs 3.1. Lois de Mendel - Gènes dominants / récessifs Ex : Bovins - Gène dominant « sans corne » F1 Pp Pp F2 PP Pp pP pp => 1/4 sans cornes - 1/2 sans cornes - 1/4 avec cornes Ex : Fréquences de la couleur des robes chez le BBB Blanc -> NN -> 0,49 Bleu (pie bleu) -> Nn -> 0,42 Noir (pie noir) -> nn -> 0,09 Génétique d’une population >< Génétique individuelle -> On peut retrouver un génotype différent. Les BBB sont reproduits en fonction de leur couleur, il n’y a pas de sélection au niveau de la couleur, ce qui entraine une constance des robes des BBB. Les 5 conditions de Hardy : - Pas de sélection « Dans une grande population panmictique et en l’absence de - Aucune mutation migration, sélection et mutation, les fréquences géniques et => - Pas de migrations génotypiques restent constantes d’une génération à la - Large population suivante. » - Accouplement aléatoire On parle alors de déterminisme simple, les fréquences sont facilement calculables. Panmictique : Les accouplements se font au hasard. 7 CHAPITRE 3 - LE DÉTERMINISME DES CARACTÈRES QUANTITATIFS 1. Introduction 1.1. La génétique quantitative En 13 ans, la technologie du séquençâtes est devenue de plus en plus accessible pour les éleveurs et les sociétés qui gèrent la génétique des animaux de production. La génétique quantitative devient de la génétique statistique étant donné le nombre de données qui sont représentées. 1.2. Les caractères quantitatifs Ils sont soumis aux mêmes règles d’hérédité que les qualitatifs : - Respectent la loi de Mendel la plupart du temps - Respectent la loi de Hardy même s’ils répondent rarement aux 5 conditions Ils sont sous l’influence d’un très grand nombre de gènes ayant chacun plusieurs allèles Addition des effets de chaque allèle sur le caractère. Chaque allèle a un effet de faible amplitude sur le caractère et les effets d’additionnent. -> Modèle polygénique additif car c’est l’effet de chaque petit allèle qui va donner le caractère concerné. 2. Valeurs phénotypique, génétique et environnementale Caractères qualitatifs Caractères quantitatifs Un nombre limité de phénotypes Un petit nombre de -> Valeur phénotypique (ou Phénotype : Ce sui est phénotypes différents. performance) mesuré, ce qui est observé Ex : yeux bruns, bleus, verts, … Ex : étudier la valeur phénotypique de l’animal Gènes et allèles en petit Génotype : Ensemble du nombre, clairement identifiés Nombre gènes-allèles matériel génétique impliqué -> Pas tous identifiés dans le caractère étudié Ex: Peu de gènes transcrivent -> Valeur génétique une chose Environnement : Les conditions de -> Valeur environnementale l’environnement Peu d’impact déterminé et l’expression Beaucoup d’impact (vache qui des gènes des caractères. mange mal ne produit pas beaucoup de lait) 8 Patrimoine génétique : Environnement Génotype ex: effet troupeau, année, « Polygènes » saison, âge, sexe, … Phénotype « Caractère quantitatif » Ce que l’on voit résulte, à la fois des gènes et de l’environnement. Ex : Production laitière Soit deux gènes de production laitière (A et B). Sachant que un gène contient plusieurs allèles. Les allèles : - A1 = + 10 L - B1 = + 5 L - A2 = + 25 L - B2 = + 10 L - A3 = + 30 L - B3 = + 15 L Valeur génétique de 2 taureaux : Max et A#ila Max A#ila A1 A3 B1 B3 A1 A2 B1 B2 +10 +30 +5 +15 +10 +25 +5 +10 G Max = + 60 G A#ila = + 50 Un animal transmet la moitié de ses allèles à sa descendance. Quelle est la valeur génétique moyenne transmise à la descendance ? - Pour Max : 15 L minimum (10 + 5 soit A1 + B1) - Pour Max : 45 L maximum (30 + 15 soit A3 + B3) - Pour A#ila : 15 L minimum - Pour A#ila : 35 L maximum En moyenne, un individu transmet la moitié de sa valeur génétique à sa descendance. Mais on peut tout de même observer des variations dans la descendance. -> Notion de variation à prendre en considération pour une population. -> On ne va pas génotyper les 4 descendants pour savoir de quoi ils ont hérité, tout est question de probabilités, et donc, de statistiques. -> L’intérêt des modèles statistiques complets. 2.1. Pour un individu Valeur génétiques (G) d’un individu : Total des effets moyens des gens pour un caractère quantitatif chez un individu. Contribution moyenne des gènes d’un individu à l’expression des caractères chez ses descendants. -> Mesurée par l’index de sélection. Pour améliorer les performances : améliorer la génétique et les conditions environnementales. 9  P=G+E P : Valeur phénotypique ou mesure du caractère pour l’animal, caractère étudié G : Valeur génétique du caractère pour l’animal E : Valeur environnementale des facteurs environnementaux 2.2. Pour une population Il y a des variations dans une population. Il existe deux types de variabilité : - Variabilité génétique : variation des effets des génotypes qui gouvernent le caractère d’intérêt qu’on veut. - Variabilité environnementale : variation des effets non-génétiques et auxquels est soumis notre population. V (P) = V (G) + V (E) V (P) : Variation de la valeur phénotypique V (G) : Variation de la valeur génétique V (E) : Variation de la valeur environnementale 3. Paramètres génétiques 3.1. Héritabilité Définitions => Permet de voir ce qui est d’origine génétique au niveau des performances. V (G) H = V (P) Si H = 0.30 -> 30 % de la variabilité des performances sont d’origine génétique ou -> les effets additifs expliquent 30 % de la variabilité des performances. H -> Peu d’influence du milieu sur le caractère -> Bon outils de sélection Si le coefficient d’héritabilité est élevé, c’est le V (G) qui sera grand (grande variation génétique mais petite variation phénotypique). Il y a de grandes différences de valeurs génétique entre les individus si le V(G) est grand : plus facile de sélectionner les meilleurs reproducteurs car grande variation et on sait y repérer les meilleurs. 10  Réflexion Un caractère dont le coefficient d’héritabilité est 0 signifie que V (G) = O et qu’il n’y a donc pas d’amélioration génétique possible. -> Les variations de phénotype observées dans la population sont uniquement dues à des variations d’effets d’environnement. Héritabilité faible Héritabilité élevée Variabilité génétique représente une grosse partie de la variabilité phénotypique Conclusion H varie surtout selon le caractère étudié. Mais aussi : - D’une population à l’autre, sélectionnée depuis longtemps versus non sélectionnée : pas le même environnement, certaines fortement sélectionnées et d’autre pas du tout (peu fréquent) - Au sein d’une même population, selon la localisation des individus (impact du milieu : étable ou dehors p.ex. ) - Quid si consanguinité élevée : perte de la variation génétique donc peu de variation au niveau de la variation génétique (moins de gènes différents) => C’est un outil de prédiction de l’efficacité de la sélection sur l’amélioration génétique. 3.2. Corrélation génétique entre les caractères Définitions + Coefficient de corrélation (R) Corrélation positive Corrélation négative Corrélation positive : Quand un facteur augmente, l’autre aussi, les caractères évoluent de la même manière. -> Si V (G) élevé pour le caractère 1 alors V (G) sera aussi élevé pour le caractère 2. Corrélation négative : Les caractères génétiques évoluent dans le sens inverse, quand un augmente, l’autre diminue. 11  Coefficient de corrélation (R) Valeurs génétiques de 2 caractères qui évoluent de manière indépendante ou dépendante. -> L’éleveur cherche une corrélation importante entre le Gain Moyen Quotidien (GMQ) et l’Indice de consommation (IC). -> Coefficient de -0,65 => Corrélation négative : le GMQ augmente quand l’indice de consommation diminue. Les 2 caractères les moins liés sont le Taux Protéique (TP) et la quantité de Matière Protéique (MP). -> Coefficient qui est le plus proche de 0 Si la production laitière augmente, le taux protéique diminue (car il est exprimé en %) et la quantité de matière protéique augmente. -> Si il y a une grosse quantité de lait, le taux de protéines diminue. Intérêts On peut prédire les effets de la sélection. Ça permet d’envisager la sélection pour un caractère difficile à évaluer sur reproducteurs. -> Le taux de viande maigre est difficile à évaluer sur un animal reproducteur car il est vivant. Il y a une corrélation entre l’épaisseur du lard dorsal (mesuré) et la viande maigre. Plus le taux de graisse est bas, plus la viande est maigre (corrélation négative). 12 CHAPITRE 4 - LA SÉLECTION ANIMALE 1. Introduction 1.1. Les structures concernées La sélection animale concerne une population dans son ensemble. Elle ne concerne pas des élevages / troupeaux individuels. La sélection fonctionne sur base des échanges entre éleveurs, d’actions collectives telles que les banques de sperme, etc. … 1.2. Mise en place d’un plan de sélection Facteurs d’influence - Définir les objectifs Contraintes Type de sélection - Réaliser un état des lieux Contrôle des performances : évaluation du potentiel génétique des animaux Structure de la population - Choisir les critères de sélection Fonction des objectifs Liens entre les caractères - Sélectionner et utiliser les reproducteurs Contraintes pratiques Problématiques Programme de sélection : On évalue le potentiel génétique des animaux pour choisir les meilleurs génétiquement par rapport aux objectifs fixés et après on les diffuse -> Plan de sélection 1.3. Pour résumer Estimer la valeur génétique : On ne sait pas encore de quoi sera faite la descendance donc on doit bien analyser nos reproducteurs. Que veut ont améliorer ? => Objectifs - Définir les objectifs Société, Politique, Économie Que peut-on améliorer ? => Performances zootechniques ou caractères quantitatifs ou critères de sélection - Réaliser un état des lieux Modalités de contrôle Comment améliorer ? Programme de sélection (3 étapes) - Choisir les critères de sélection Nature des caractères sélectionnés Estimation de la valeur génétique - Sélectionner et utiliser les reproducteurs Structure de la population Paramètres de reproduction 13  1.4. Programme de sélection - Évaluer le potentiel génétique des animaux - Choisir les meilleurs génétiquement par rapport aux objectifs - Les diffuser 2. Les objectifs 2.1. Objectif de sélection Sélection : Caractère (ou ensemble de caractères) pour lequel on recherche une amélioration de la valeur génétique moyenne des individus d’une population à la génération n+1 par rapport à la génération n. 2.2. Les facteurs d’influence - Les conditions d’élevage - L’a#ente des consommateurs - Le marché des produits d’origine animale - Tenir compte de tous les acteurs (éleveurs, revendeurs, …) QM : Qualité maternelle AB : Aptitudes bouchères 2.3. Les contraintes Processus long Il faut compter plusieurs générations pour avoir un renouvellement : - Poulets de chair = 3 ans - Bovins = 10 ans Or les a#entes seront-elles les mêmes à l’avenir ? -> Il faut anticiper les évolutions du marché et des systèmes de reproduction. Contraintes environnementales Bonne relation entre spécificités de la race et le créneau d’utilisation. -> On privilégie les races rustiques. ex : BBB ne convient pas aux pays en voies de développement (gros besoins, césarienne obligatoire, …) -> Bonne relation entre spécificités de la race et le créneau d’utilisation Liaisons génétiques entre les caractères Éviter les effets antagonistes ex : choisir entre une bonne production laitière et une bonne production viandeuse -> D’où l’intérêt du coefficient de corrélation 14  2.4. Les types de sélection Sélection directionnelle : Sélectionner un extrême possible. Sélection stabilisante : La sélection naturelle qui consiste à sélectionner les individus moyens. -> La moyenne de la sélection se stabilise donc il n’y a pas d’extrêmes. Sélection perturbante : Contre une sélection moyenne, deux phénotypes extrêmes vont être sélectionnés pour des cas différents. 3. Réaliser un état des lieux 3.1. Les outils de la sélection L’identification des animaux - Elle est obligatoire pour plusieurs raisons et y compris dans les élevages domestiques puisque l’aba#age à domicile est interdit. - Actes techniques collectifs : prévention sanitaire, sélection, … - Traçabilité des produits animaux - A#ributions de primes Traçabilité : Précision des informations concernant les individus pour le consommateur. Le répertoire généalogique et les contrôles de filiation ex : cartes de Pedigree Contrôles des performances par des organismes de contrôle - Aptitudes d’élevage et de reproduction (en exploitation) - Aptitudes laitières (contrôle laitier tous les ans) - Aptitudes bouchères (contrôle de croissance) 15  Les typages moléculaires - Marqueurs moléculaire (microsatellites et séquençage de génomes entiers) - Mise en évidence de mutations causales - Détection de QTL (Quantitative Trait Loci) -> Début de la Sélection Assistée par Marqueur (SAM) 4. Déterminer les critères de sélection 4.1. Les critères de sélection Critères de sélection : Caractères mesurables qui traduisent, en aptitudes zootechniques, les objectifs de sélection. Ils doivent être : - Corrélés avec l’objectif de sélection - Être facilement et précocement mesurables - Être héritables : variation génétiques ( V (G) ) non nulle 4.2. Multiplicité des objectifs / critères de sélection Élaboration des critères synthétiques Index : Chiffre(s) donné(s) à chaque animal reproducteur grâce aux critères de sélection. -> L’animal avec le meilleur index est choisi parmi les autres. -> Inel (vaches laitières) et BLUP (chevaux de sport) Pondération des critères élémentaires Les critères élémentaires sont pondérés pour donner les critère synthétique Alpha α Selon : - La priorité (socio-économique) : joue sur la pondération du caractère - L’héritabilité et la variabilité phénotypique ( V (P) ) : on garde ceux qui ont une héritabilité forte. - Corrélations génétiques 5. Estimer la valeur génétique - Indexation 5.1. Définition de l’Index Index : Estimation de la valeur génétique d’un reproducteur, obtenue à partir de ses propres performances et/ou celle de ses apparentées (ascendance et descendance). 5.2. Buts Classer les candidates futurs reproducteurs du meilleurs au moins bon. -> Classement sur base duquel on compare les reproducteurs entre eux -> Valeur génétique réelle mais relative d’un individu par rapport aux autres. Relative car le chiffre de l’index va dépendre des autres individus qui se trouvent dans l’index. 16 5.3. Conditions - Valeur relative - Calcul intra-race (BBB >< Holstein) - Grand nombre d’individus -> Sélection plus efficace 5.4. Calcul de l’index Pour calculer l’index d’un individu, il faut des informations qui soient corrélées avec la valeur génétique G de l’individu. Plus le degré d’apparenté est élevé, plus la génétique commune sera importante, plus l’estimation de G de l’individu sera précise. Nécessité de multiplier les mesures ex : Mesures sur un max de descendants car seulement 50 % de la V (G) en moyenne du père est transmise. -> Plus on a de descendants, plus on a de précisions. Influence du milieu : différentes exploitations, saisons, états de santé, … -> Une mesure peut être biaisée Mode d’évaluation Évaluation Massale (Individuelle) -> On mesure la performance sur l’individu lui-même. Risques : Influence importante de l’environnement. Limites : Pas toujours applicable selon le sexe : production laitière, ponte de sœurs, caractère qui nécessite un aba#age. -> Entre mâles et femelles, on ne compare pas les mêmes choses. 17  Évaluation généalogique sur ascendants -> Parents Intérêts : Très rapide, évaluation avant même que l’individu ne naisse. Évaluation généalogique sur collatéraux -> Frères, sœurs, demi frères, demi sœurs Risques : Surtout pour les caractères nécessitant l’aba#age Limites : Coûteux, surtout pour les espèces dont le prix par animal n’est pas excessif (volailles, porc, …) Évaluation généalogique sur descendants -> Enfants Risques : Évaluation de la production laitière, plusieurs mesures possibles donc elles doivent être très précises si il y a une possibilité d’évaluer plusieurs descendants. Limites : Très coûteux (mesures multiples, recensement, …) 5.5. Précision de l’index L’erreur est inévitable puisqu’il s’agit d’une estimation. Écart entre la vraie valeur G (inconnue) et la valeur estimée par l’index (G) Coefficient de détermination (CD) : Écart entre la valeur réelle et la valeur que l’on estime entre 0 et 100 %. -> Les taureaux sélectionnés doivent avoir un CD de plus de 70 %. -> La précision d’un index varie entre 0 (0% de précision) et 1 (100% vraie valeur de G, valeur estimée par l’index). La précision de l’index dépend du : - Nombre de performances mesurées - Degré d’apparentement entre l’individu à évaluer et les individus dont mesure les performances. - De l’héritabilité du caractère : l’impact de l’environnement est diminué si l’héritabilité est forte. 18  5.6. Actualisation de l’index L’index doit être actualisé car - Il y a une évolution dans le temps : l’animal ne garde pas le même index toute sa vie. ex : Un cheval de sport a un bon index s’il est bien classé. Il fera de moins bon classements au plus il vieillira. - Valeur relative : Dépend de la V (G) des autres animaux compris dans l’index. => La mesure des performances est continue et non figée. 6. Étapes d’une indexation 6.1. Données de performances et Pedrigrees Collecte, stockage et centralisation des données de performances et de Pedigree. A#ention, la fiabilité de la V (G) est fonction de la fiabilité des paramètres génétiques estimés, (héritabilité, corrélation, …) 6.2. Schématisation de la réalité Facteurs de variation non génétiques ex : effets « troupeau », année, saisons mise bas, âge ou âge de la mère, … Si l’action est complexe, les facteurs sont recombinés « troupeau x année x saison » Pris en compte dans le modèle sous forme de variabilité résiduelle dont l’importance est conne. Variations génétiques V (G) = V (P) - V (E) La précision diminue si : - Les données de Pedigree / généalogiques sont incomplètes - Il y a une restriction des animaux sources de données de performances pour faciliter la collecte ou les calculs. ex : Plus on diminue les apparentés, plus on diminue les coûts mais aussi la précision de l’index. Statistiques / Écritures mathématiques / Algorithmes Validation des procédures Test globaux et établissement « d’indices de cohérence » ex : Placer des animaux apparentés, sources de données de performances, dans des milieux différents pour bien me#re en évidence la différence entre V (G) et V non (G). 19 7. Modèles de calcul d’un index 7.1. Méthode classique (Index de Sélection) « La valeur génétique d’un animal est estimée comme une combinaison linéaire de ses performances (et/ou celle de quelques parentés), exprimée par rapport à ses contemporains de contrôle. » - N’est presque plus utilisée car repose sur des hypothèses rarement vérifiées en pratique. - Fourni des estimations biaisées : la valeur génétique de l’individu est estimée comme si les performances de tous ses descendants avaient la même valeur. - Un animal ne peut donc être comparé qu’aux autres animaux issus de la même bande de contrôle - La méthode ne tient pas compte de toutes les relations de parentés. - Hypothèses fausses : on estime que les valeurs génétiques sont réparties de manières équitables dans les différents élevages, comme si on considérait les effets du milieu nuls. 7.2. Méthode BLUP (Best Linear Unbiased Prediction) Ce#e méthode prend en compte les valeurs environnementales, elle est donc plus précise que l’index. « Prend en compte la totalité de l’information disponible sur les candidates à la sélection et l’ensemble de leurs apparentés connus et estime simultanément les effets du milieu et les valeurs génétiques. » => Méthode la plus utilisée à l’heure actuelle. Comparaison inter-population -> condition !! Connexion : Lien génétique entre troupeaux Elle prend en compte tous les apparentés, les facteurs non génétiques et génétiques au influencent notre index. - Permet d’estimer les valeurs génétiques et les effets des élevages / du milieu. - Favorisée par l’insémination artificielle - Favorisée par les échanges de taureaux entre élevages Connexions directes très nombreuses chez les bovins, ovins et caprins laitiers et porcins. Mais bovins et ovins allaitants (viandeux) : IA plus limitée : connexion moins bonne : échanges de taureaux de monte naturelle. 20  Prédicteur Il prédit, estime less valeurs génétiques des individus tout en estimant simultanément les effets du milieu. Les facteur du milieu pris en compte systématiquement sont « troupeau x année x saison » Sans biais La méthode tient compte de la répartition non homogène des animaux dans les différents « niveaux ». G estimé en fonction du rang de lactation : ceux à forte valeur génétique sont dans le premier rang. Répartition non homogène de la lactation et pas de biais par l’âge de la vache. La valeur génétique d’une vache va diminuer au fur et à mesure du temps qu’elle va produire du lait. BLUP père ou père/mère Perte d’une partie des caractéristiques du modèle animal mais simplification des modèles d’analyse et des calculs. La validation de l’ensemble de la procédure doit se faire régulièrement. 8. Exemple d’index -> Évaluation de bovin laitier (Holstein) -> Permet de regrouper les animaux sous différentes classes par rapport aux notes obtenues. 8.1. Taille + Augmente la distance entre le plancher du pis et le sol. + Réduit les risques de blessures et d’infection de la mamelle et des trayons (écrasement, trayons qui touchent les membres, …) + Corrélation avec la capacité - Diminue la longévité Taille : => Taille idéale pour les Holstein : 1,51 m 9 = Haute 1 = Petite 21  8.2. Profondeur de poitrine 8.3. Profondeur de corps 9 = Large 9 = Profond 1 = Étroite 1 = Peu profond 8.4. Largeur de poitrine + Bonne capacité d’ingestion + Coeur et poumons spacieux - Gène au déplacement - Déplacement de caille#e PP 9 = Profond 1 = Peu profond 8.5. Force du rein + Solidité de la vache + Pas de « renversement de bassin » 9 = Fort 1 = Faible 8.6. Bassin : membres et pieds Bassin (croupe) Largeur des hanche : Largeur des hanches 9 = Larges Longueur du bassin 1 = Étroites Largeur du bassin Longueur du bassin : 9 = Long 1 = Court + Passage plus facile lors du vêlage + Largeur entre les postérieurs => Bon positionnement du pis 9 = Ischions bas 1 = Ischions hauts Inclinaison du bassin + Sortie du veau plus facile - Écoulement d’urine dans l’utérus lorsque le col est ouvert lors des chaleurs. 9 = Ischions bas 1 = Ischions hauts 22  Angle du pied : Hauteur du Talon + Protection des tendons + Plus le pied est haut, plus la vache durera 9 = Large 1 = Court Courbure des jarrets : + Usure régulière des sabots + Longévité des aplombs - Si ils sont trop coudés -> usure des talons - Si ils sont trop droits -> impact sur les articulations 9 = Coudés 1 = Droits Qualité de l’ossature au niveau des jarrets Elle doit être la plus fine possible car sinon il y a des risques de problèmes de déplacement. 9 = Plat 1 = Grossier 8.7. Le pis 9 = Avant pis renversé 9 = Long 9 = Serrés 1 = Pis penché en arrière 1 = Court 1 = Écartés 9 = Longs 9 = Ferme 1 = Courts 1 = Faible 9 = Haute 9 = Large 1 = Basse 1 = Étroite 23  8.8. Le caractère laitier Cellules somatiques -> Indicatrices de résistance aux mammites Vitesse de traite -> Facilité la traite et la santé du pis Tempérament de l’animal -> Facilité le travail Facilité de vêlage -Q2 Tient compte des risques sur les veaux 9 = Fine 1 = Ronde 8.9. Index Économique 9. Utilisation des index 9.1. Outils de sélection - Classer les reproducteurs - Prévoir les accouplements 9.2. Outils d’analyse du passé et du présent - Voir l’évolution du troupeau au cours du temps - Voir l’évolution du troupeau par rapport à la race - Mesure du progrès génétique au sein d’une race 9.3. Outils de prévision - Potentiel de production du troupeau - Prédire le niveau génétique futur de la race 10. Index et Génie Génétique Tous les progrès en Biologie Moléculaire vont servir dans la production d’animaux de plus en plus performants. 24  10.1. Avant la Génomique Il faut 10 ans et de nombreuses étapes pour arriver aux inséminations. 10.2. Après la Génomique En seulement 2 ans, les inséminations peuvent commencer. - Sélection PAT x MAT - Naissance Index Génomique -> Sélection des taureaux IA - Inséminations 11. Progrès génétique 11.1. Par générations (PG/GN) Différence entre la valeur génétique moyenne de la population à la génération n+1 par rapport à la génération n. OU Différence entre la valeur génétique moyenne des reproducteurs et la valeur génétique moyenne de la population à laquelle ils appartiennent. 11.2. Annuel (PG/AN) Progrès génétique par unité de temps Tient compte du temps qui s’écoule entre 2 générations - Variable selon l’espèce animale - Variable selon la méthode de sélection - Formule PG / GN Progrès Génétique Annuel (PG/AN) = Temps (années) 12. Les problématiques 12.1. Utilisation de la Génomique au delà de l’amélioration : les bioréacteurs On retire l’ADN de l’ovule pour en injecter un nouveau -> Au lieu d’en utiliser plusieurs, on en utilise qu’un. 25 12.2. La transgenèse -> E.Coli : Bactérie qui va produire de l’insuline humaine. -> Les OGN sont intéressants pour la transgenèse 12.3. La consanguinité 26 CHAPITRE 5 - LES CROISEMENTS Les limites de la sélection intra-race : - Adaptation peu rapide en cas d’évolution brutale des marchés - Progrès génétique réduit avec caractère faiblement héritables - Difficulté d’améliorer plusieurs caractères en même temps - Diminution de la variabilité génétique - Limité dans les caractères de choix au sein d’une même race. Autre possibilité ? Le croisement : Croiser des reproducteurs de races différentes mais appartenant à la même espèce. 1. Objectifs - Créer des souches composites (à devenir de futures races) - Augmenter la variabilité génétique : améliorer une race - Remplacer une race par une autre pour s’adapter aux modifications économiques ou environnementales => Croiser, c’est améliorer la génétique. 1.1. Valoriser la complémentarité de 2 races Ex : Les aptitudes bouchères et les qualités maternelles sont souvent antagonistes. On croise les 2 races pour obtenir des porcelets avec de bonnes aptitudes bouchères mais également de bonnes aptitudes à la reproduction. Nombre conséquent de porcelets, grâce à la lignée de la mère, mais avec de bonnes aptitudes à produire de la viande à prix maximisé. 1.2. Mise à profit de l’effet d’Hétérosis Effet d’Hétérosis : Phénomène par lequel des animaux, nés de parents de populations génétiquement différentes, ont des performances supérieures à la moyenne des performances des populations parentales. Critère de performance (P +P ) => À exprimer en % par rapport à la H=P - moyenne des 2 populations 2 parentales. H : Effet d’Hétérosis P : Performance moyenne des croisés P : Performance moyenne des animaux de la population du parent A P : Performance moyenne des animaux de la population du parent B 27  Exemple : Calculer l’Effet d’Hétérosis Moyenne des parents : H: => => L’Effet d’Hétérosis sera d’autant plus élevé si les 2 races parentales sont éloignées. Hétérosis >< Héritabilité Hétérosis élevé = 8 à 20 % -> Reproduction ou la vigueur , H faible Hétérosis moyen = 5 à 7 % -> Croissance ou la vigueur, H moyen Hétérosis +/- 0 % -> Composition de produits animaux, H élevé => La sélection est plus efficace lorsque l’Héritabilité est élevée. À l’inverse, si on a une héritabilité faible, on va travailler par croisement car elle est inversement proportionnelle à l’effet d’Hétérosis. Choix de la méthode d’amélioration selon le type de caractère concerné Sélection : On sélectionne des races et on prend les deux meilleurs des lignées pures. Croisement : On croise les deux races et on aura un effet d’Hétérosis élevé. -> Les races utilisées en croisement sont aussi améliorées génétiquement en race pure par la sélection. 2. Différents types de croisements 2.1. Croisement de métissage But : Créer une nouvelle race. À chaque génération, les animaux non conformes sont éliminés. Quand on arrive à une homogénéité entre les animaux, on peut considérer qu’une nouvelle race est créée. 28 2.2. Croisement d’amélioration Buts : - Augmenter niveau génétique de la race A - Augmenter la variabilité génétique Utiliser ponctuellement les males d’une race améliorée (B) sur des femelles appartenant à une autre race. => Apporter à la race A, une caractéristique qu’elle n’avait pas avant. Ex : Hybridation des chats Sphinx -> Gène récessif concerne l’absence de poils : Hypotrichosis Congenita Tous les Sphinx possèdent ce gène : pas de poils ou peu. F1 : Tous ont des poils mais portent le gène récessif en eux. F2 F3 F4 : Est officiellement reconnue comme Sphinx Buts = - Améliorations morphologiques - Augmentation de la variabilité génétique - Lu#e contre les maladies héréditaires - CMH (CardioMyopathie Hypertrophique) - PKD (Polycystic Kydney Disease) Race A en péril si tous les éleveurs font ça -> Programmes de conservation de races à petite effectif pour assurer la biodiversité. Croisement simple : - A : Bonne qualité d’élevage (prolificité, fertilité, rusticité, facilité de mise bas, …) - B : Bonnes aptitudes bouchères (croissance, conformation, …) ex : M Charolais / Limousin x F Normande / Montbéliarde 29  Croisement à double étage : - Double effet d’Hétérosis car double croisement. - But : Faire disparaître une race sans aba#re les animaux mais simplement en les croisant. => Ces 2 types de croisements visent à obtenir une génération d’animaux destinée à l’aba#age. 2.3. Les deux principes de l’amélioration animale Le croisement La sélection Pour des caractères peu héritables Caractères héritables Croisements entre races Au sein d’une population Réduit les effets négatifs de la consanguinité Apport de consanguinité Objectifs : Amélioration d’une population au Objectifs : Amélioration d’une population départ de 2 populations pré-existantes dont on souhaite tirer les qualités. 2.4. Hybridation Hybridation : Reproduction d’animaux d’espèces, de sous-espèces voir de genres différents. -> Ibrida (Latin) -> Désigne le produit du sanglier et de la truie, et d’une façon plus générale tout individu de sang mêlé. -> Hybris (Grec) -> Fait référence à la violence exorbitante qui peut évoquer la notion de viol, union contre nature. Les individus hybrides sont souvent stériles mais pas toujours. Ces animaux « contre-nature » sont l’illustration du jeu génétique auquel joue trop souvent l’espèce humaine et qui va à l’encontre de millions d’années d’évolution. Hybridation simple intra-spécifique => 2 sous espèces différentes mais de la même espèce. ex : production de viande : Cochonglier / Sanglochon : croisement entre le sanglier et le cochon domestiques à sous-espèces différentes. 30  Hybridation inter-spécifique => 2 espèces différentes ex : Tigron, Ligre, Zorse, Grolar -> Hybridation inter-spécifique fertiles - Tigron : Père tigre x Mère lionne - Ligre : Père lion x Mère tigre => Possibilité d’hybridation à deux étages pour le lion et le tigre. - Zorse : Cheval x Zèbre - Grolar / Pizzly : Ours Polaire x Grizzly Hybridation inter-générique => 2 genres différents ex : Wholphin, Brahman, Chat Savannah, Chat Bengal - Wholphin : Dauphin x Faux Orque - Brahman : Zebu x Vache à croisement simple - Chat Savannah : Chat domestique x Serval - Chat Bengal : Chat domestique x Chat Léopard du Bengal - Canard Mulard (stérile) : Canard de Barbarie x Canne commune Zones hybrides Zones hybrides : Régions étroites dans lesquelles des populations génétiquement distinctes se rencontrent, s’accouplent et produisent des hybrides. -> Elles ne font souvent que quelques centaines de mètres de large et peuvent cependant faire plusieurs centaines de Km de long. Espèce A (Bleu) Espèce B (Jaune) Zone Hybride (Vert) Dispersion : Nouveaux hybrides qui apparaissent continuellement. Contre Sélection : Gène pas bien adapté à l’environnement. => Zone de supériorité hybride Sélection par l’environnement : les hybrides sont les individus les mieux adaptés aux conditions régnant dans la zone hybride. => Zone de diffusion neutre Pas de sélection contre les hybrides et homogénéisation progressive des deux populations. Introgression : Incorporation (par hybridation et rétrocroisements) d’allumés d’une espèce dans le patrimoine génétique d’une seconde espèce. 31  Conséquences de l’hybridation Avantages de l’hybridation Menace le patrimoine génétique des espèces Apport d’une diversité génétique pour des espèces Augmente la sensibilité aux maladies en voie d’extinction suite à la dépression de Diminution de la fertilité consanguinité (ne se pratique presque plus) Diminution de la longévité Effet « Hétérosis » Zone hybrides : sources d’évolution (moteur de l’évolution des espèces) 32 CHAPITRE 6 - LA CONSANGUINITÉ 1. Introduction - Sélection artificielle >< Sélection naturelle : les critères de sélections sont différents - Modification de la fréquence des gènes - Diminue la variabilité génétique - Si le nombre de reproducteurs est limité, alors il y aura une hausse du niveau de consanguinité. La sélection artificielle a tendance à faire diminuer la diversité génétique. 1.1. Consanguinité Augmentation de l’homozygote Individus reproducteurs homozygotes -> Allèles transmis à la descendance est connu. Homozygote : On augmente la quantité des gènes identiques c’est-à-dire qu’on augmente les risques de présence de la pathologie. Fixation des gènes Recherchés pour fixer les standards de race car on connaît les allèles qui seront transmis à la descendance. Ou pas à tares 2. Homozygote : 2 types Le fait d’avoir un ancêtre commun rend le fait que la descendance ait les mêmes gènes plus probable. 3. Définitions Parenté : Deux individus sont apparentés s’ils possèdent au moins un ancêtre commun. Deux individu apparentés sont reliés l’un à l’autre par une suite d’individus, comprenant l’ancêtre commun, et constituant une chaîne de parenté. La parenté concerne des paires d’individus. 33  Coefficient de parenté : Probabilité d’obtenir, en tirant au hasard, des gènes identiques entre deux individus A et B. ex : 50 % entre frère et sœurs, 25 % entre grand-père et petite fille Apparenté : Deux individus sont apparentés s’il possèdent au moins 1 ancêtre en commun. Individu consanguin : Individu dont les deux parents sont apparentés. Individu qui a potentiellement des gènes identiques par descendance. Consanguinité : Mesure de l’identité entre gènes. C’est la probabilité d’obtenir des gènes identiques (valeur de 0 à 1) chez un individu. Si l’animal consanguin se reproduit avec un animal qui n’est pas consanguin, on peut dire que leur descendance ne sera pas consanguine car elle n’aura que la moitié des gènes de son parent consanguin. La consanguinité augmente l’homozygotie et peut parfois augmenter les tares. 4. Généalogie / Pedigree 4.1. Caractérise les relations entre individus Officiels (sociétés d’élevage) ou non (arbre généalogique) Différents types de présentation Pour calculer la consanguinité, il faut connaître l’arbre généalogique de l’animal. Les arbres généalogiques peuvent être très variables. À la lecture de l’arbre généalogique 5. Coefficient de consanguinité (F) Pour calculer, il faut un ancêtre commun et deux parents qui sont apparentés. Puis on calcule le coefficient de consanguinité de l’animal consanguin et pas des animaux apparentés. La consanguinité existe également dans la nature ex : un animal qui se reproduit avec son frère ou sa sœur comme les chats. 34 => Coefficient de consanguinité de l’individu : Somme des différents chemins d’apparentements. Prendre en compte si l’ancêtre commun est déjà consanguin. F = Coefficient de consanguinité de l’individu i = Nombre de chemins possibles d’un parent à l’autre n = nombre d’éléments ou de générations sur le « chemin » ou chaîne de parenté. F = Coefficient de consanguinité de l’ancêtre 5.1. Exercices 35 36 6. Les effets de la consanguinité chez les animaux de production => Conclusion : - Effets néfastes sur les caractères de production et de reproduction - Baisse de la variabilité génétique (risque de disparition totale de certains gènes) - Augmentation des tares génétiques (pas toujours le cas) Tous les effets néfastes de la consanguinité sont appelés : La dépression de la consanguinité. -> Il s’agit de tous les effets inverses de l’effet d’Hétérosis. 7. Comment limiter l’apparition de la consanguinité en reproduction ? => Limiter l’utilisation des mâles reproducteurs les plus utilisés et leurs descendants. 7.1. Systèmes de choix de reproducteurs Logiciels d’accouplements (permet de sélectionner les meilleurs accouplements) - Optim Bull (Belgique) 7.2. Centralisation des valeurs de - Coefficient de consanguinité des individus - Coefficient de parenté entre individus => Généalogies qui remontent le plus loin possible 7.3. Choix d’un seuil de consanguinité ex : BBB : 3,25 % Prim’Holstein : 6,25 % En général, les valeurs inférieures à 5 % sont acceptables et ce, aussi pour les animaux domestiques 8. Comment limiter l’apparition de la consanguinité en élevage canin ? Consanguinité en élevages canins +++ 8.1. Solutions Introduction de gènes d’autres races (croisements) ex : Acide urique chez le Dalmatien -> Allèle pour le métabolisme normal de l’acide urique chez le Pointer -> Risque de calculs urinaires 37  Accouplements dirigés Fixer un seuil de consanguinité mais - Variable selon la race - Dépend du nombre de lignés disponibles 38 CHAPITRE 7 - AMÉLIORATION ANIMALE ET ÉLEVAGE CANIN 1. Introduction 1.1. Évolution des objectifs d’élevage Le statut du chien à évolué, il est passé de chien de travail >< chien d’agrément et d’apparat. Les élevages d’avant étaient donc dirigés vers le travail que le chien devait effectuer alors que maintenant, l’aspect affectif ou sportif qu’un chien peut avoir entre en jeux. 1.2. Évolution des standards de race On sélectionne de plus en plus pour que les chiens se différencient entre eux mais se ressemblent dans les races. Malheureusement, à force de faire ça, on a augmenté le taux de consanguinité -> augmentation de la fréquence d’homozygote -> augmentation des tares génétiques car les gènes récessifs ressortent plus. Les races qui évoluent ont acquis une autre apparence qui augmente le risque de certaines pathologies. 1.3. Fixer des caractères mais aussi des tares génétiques Il y a 100 ans, tous les Bouviers Bernois n’avaient pas les mêmes tâches, maintenant ils doivent tous avoir les mêmes tâches. Chiot Merle : Porteur de pathologies (sensibilité au niveau des yeux) Boxer : La distance du chanfrein a diminué en l’espace de 100 ans -> Catastrophe point de vue respiratoire et mâchoire. Chien de Rhodésie à crête dorsale Mutation à transmission autosomale dominante. Sans Crète : ne fait pas partie du standard de la race => « élimination des chiots » => Prédisposition aux sinus dermoïdes Il y a une cavité qui part de la peau : puit au niveau de la peau plus ou moins profond. Il peut a#eindre la peau, le tissus conjonctif, le muscle, le ligament supra épineux ou même la colonne vertébrale voire la moelle épinière. Lorsque l’on fait un pli de peau, il y a une zone particulière qui apparait. 39 1.4. Dépression de la consanguinité Syringomélie du Cavalier King Charles Engagement du cervelet dans l’occiput (malformation de CHIARI) car le crâne est trop petit. - Mauvaise évacuation du LCR vers le conduit de la moelle épinière - Accumulation du LCR qui comprime les structures nerveuses - Insuffisance cardiaque Il n’y a plus assez d’espace dans la boite crânienne pour le cervelet reste dedans et donc il est repoussé vers l’occiput et fait une hernie dedans. Il y a une cavité qui se forme le long de la moelle épinière, qui contient du LCR -> accumulation -> compression des structures nerveuses. Myélopathie dégénérative du Berger Allemand - Dégénérescence de la moelle épinière et perte de fonction progressive - Pathogénie inconnue - Cause génétique suspectée, mais sans doute multifactorielle Épilepsie et Boxer - Épilepsie primaire : 0,5 à 5 % des chiens - Ces 5 % sont représentés par 90 % de chien de race dont le Boxer, le Golden Retriever, le Berger Belges (10 %), le Caniche, … Syndrome Brachycéphale ou Syndrome obstructif des voies respiratoires - Sténose des narines - Voile du palais trop long et trop épais - Sténose du pylore - Inflammation chronique de la paroi de l’estomac - Hernie hiatale => La consanguinité ne fais pas apparaître les pathologies héréditaires mais augmente l’homozygote ce qui accroît le risque de leur apparition. 1.5. Prise de conscience du phénomène - Progressive et laborieuse chez les éleveurs et les sociétés officielles et de stud-book - Belles initiatives existent - C’est possible de « revenir en arrière » 1.6. Mise en place de réglementation - Détection systématique pour les futurs reproducteurs (dysplasie de la hanche ou du coude) - Adaptation de la formation des juges de concours - Révisions des standards des races et promotion de la diversité génétique - Registre des maladies héréditaires par race 40 2. La dysplasie de la hanche 2.1. Définition Anomalie de développement de l’articulation coco-fémorale qui provient d’une laxité ligamentaire congénitale. 2.2. Pathogène 2.3. Fréquence Jusqu’à 40 % dans certaines races. 2.4. Système de cotation sur base d’examens officiels A B C D E Exempt Cas de transition Dysplasie légère Dysplasie moy Dysplasie sévère Angle de > ou = à 105 ° 100 - 105 ° 95 - 100 ° 90 - 95 ° < 90 ° Norbeg-Ollson Interligne Légère Parallèle Divergent Divergent Divergent acétabulaire divergence Couverture de 1/2 1/3 Nulle 2/3 2/3 (luxatio) la tête fémorale subluxation subluxation Tête fémorale Hémisphérique Hémisphérique Hémisphérique Déformée Déformée Col du fémur N N Quelques signes Ostéophytose Ostéophytose d’ostéophytose Cavité cotiloïde Profonde Profonde Profonde Peu profonde Comblée 41  Angle de Norton-Ollson : Angle acetabulum - tête fémorale Entre 55° et 115° Normal si angle > 105° Angle petit = Subluxation Interligne acétabulaire - Tête fémorale - Col du fémur - Cavité cotiloïde Couverture de la tête fémorale 2.5. Races les plus touchées ? Bouvier Bernois Saint-Bernard Ro#weiler Terre-Neuve Golden Retriever Se#er Gordon Berger Allemand 42  2.6. Facteurs environnementaux - Nutrition - Surcharge pondérale - Maladie - Trauma - Exercices excessifs pendant la croissance - Faire a#ention au rapport Ca/P - Problème de croissance - Ne pas donner trop de Ca -> excès -> pas bon 2.7. Maladie polygénique et multifactorielle Polygénique : plusieurs gènes qui sont responsables de la maladie « Effet de seuil » -> Addition d’un certain nombre de gènes défavorables pour que la maladie s’exprime. Un gène est prépondérant, donnant une laxité articulaire excessive (essentielle pour avoir la dysplasie) indispensable pour que la maladie se développe. H = 30 % -> Moyenne héritable Ce#e notion de seuil explique le fait que deux chiens radiologiquement indemnes peuvent avoir des descendants dysplasiques. Chacun des parents peut en effet avoir un certain nombre de gènes défavorables, en nombre insuffisant pour que la maladie s’exprime, mais la répartition des gènes peut donner un descendant pour lequel le seuil au-delà duquel la maladie s’exprime est a#eint. 2.8. Programme de sélection Forte réduction de l’incidence (apparition de cas) ex : Berger Allemand : Passé de 50 % de chien a#eints en 1970 à 19 % de nos jours => Nombreuses études génétiques en cours 2.9. Problématiques - Chien a#eint peut être asymptomatique - Deux chiens indemnes peuvent donner naissance à un individu a#eint -> Intérêt d’identifier les gènes Principe de sélection : Animal peut être accouplé à un autre si et seulement si l’accouplement produit des descendants dont les index sont inférieurs à la moyenne de la population. 3. La dysplasie du coude 43 3.1. Terme qui regroupe 4 affections différentes Ostéochondrite disséquante -> Fragmente cartilagineux détaché du condole huméral dans l’articulation Fragmentation du processus coronoïde -> Petit fragment détaché du cubitus Non union du processus anconé -> Cfr photo Incongruence du coude -> Mauvais emboîtement de l’articulation du coude Boiterie Refus d’exercice Modification des aplombs (Dès 5 à 8 mois) -> Canieux -> Chien panard 3.2. Diagnostic radiographique => Quatre grades sur base du niveau d’arthrose - 0 = Indemne - 1 = Légère - 2 = Modérée - 3 = Sévère 3.3. Affection multifactorielle polygénique Alimentation trop riche en énergie Croissance trop rapide Activité physique trop intense Porteurs sains H = 28 % La sélection est basée sur le phénotype (pas sur les index comme la dysplasie de la hanche). 44 4. La torsion d’estomac 4.1. Races prédisposées Dogue Allemand, Saint-Bernard, Bassets Hound, Labrador Retriever, Se#er Irlandais, Berger Allemand, Boxer, Irish Wolfhound. 4.2. Fréquence croissante Évolution au cours des années : Changement - 0,036 % en 1964 d’alimentation, moindre connaissance des - 0,57 % en 1994 propriétaires influence le fait que les animaux aient une torsion d’estomac. 4.3. Facteurs de risque - Rapport profondeur/largeur du thorax (> 1,5 -> prédisposant) - Aliment placé en hauteur - Apparenté - Vitesse d’ingestion - Exercice après ingestion du repas 4.4. Symptômes - Anxiété - Essais de vomissements sans succès car l’estomac est tordu - Douleur abdominale - Salivation excessive - Abdomen distendu (principalement du côté gauche car l’estomac se trouve à gauche), son tympanique à la percussion (accumulation de gaz) - Fréquence cardiaque élevée, muqueuse pales -> animal en choc -> Si l’état est très avancé, les muqueuses peuvent être fortement rosées. - Mort assurée si pas d’action rapide -> Les tissus vont se nécroser. => Urgence sévère ! 4.5. Traitement - Agir vite - Sondage et/ou trocart But : Évacuer le gaz accumulé : sonde gastrique - Traiter l’état de choc -> Double perfusion - Chirurgie -> Reme#re l’estomac en place -> Le fixer pour éviter les récidives (gastropexie) 45  4.6. Prévention - Fractionner repas - Éviter exercice 1h avant et 2h après le repas - Pas d’alimentation en hauteur - Allonger la durée des repas (gamelles labyrinthes) 5. Le comportement 5.1. Domestication Docilité : Renards sélectionnés (> 20 générations) pour docilité développent des oreilles pendants, queue enroulée, taches blanches. -> Ce qui rend un animal plus docile ou non n’est pas héritable. Néoténie : La conservation de caractéristiques juvéniles chez les adultes d’une espèce. -> Chien « chiots » plus aptes à rester près de l’homme Degrés variables : - Husky : Proche du canidé adulte - Chihuahua : Aspect et comportement proche du chiot 5.2. Phénotypes difficilement mesurables - Distribution des caractères non continus - Effet important de l’environnement -> Ce n’est pas parce que la mère est une bonne mère que la fille sera une bonne mère. 6. Le comportement - Le travail 6.1. Exemple - Chiens guide (aveugle, handicap physique ou mental, épilepsie) - Chien de chasse - Chien de troupeau - Chien policier (défense, anti-drogue, anti-explosif) - Chien sauveteur (sauvetage aquatique, avalanches) - Chien de recherche (personne disparue, décombres, cadavre) 6.2. Cas du chien « Guide d’Aveugle » Index combiné Dysplasie de la hanche Habilité à l’entraînement Poids Taille Nombre de chiots 46  6.3. Conclusions - Faible héritabilité pour les caractères comportementaux - Évaluation plutôt « subjective » - Erreur de mesure augmente - Quantification difficile -> Revoir la méthode d’évaluation - Effet de l’environnement augmente - Rq : agressivité >< races dites « agressives » 7. Autres exemples 7.1. Le gène MDR1 MDR1 : Multi Drug Resistance Substitution Certains médicament passent la barrière hémato méningé/ cérébrale. Cela cause différents types de mutations : substitution, détection et insertion Délétion Dans la mutation, dans le gène MDR 1, il y a une détection de 4 nucléotides -> le gène devient non fonctionnel. Ce gène synthétise la protéine Glycoprotéine-P qui protège le système Insertion nerveux central. Races concernées Colley, Berger Australien, Berger des Shetlands, Berger Blanc Suisse, Bobtail, Border Collie Les chiens issus de croisements avec les races citées peuvent également présenter un risque de sensibilité médicamenteuse. Origine du nom MDR1 Le gène traduit la glycoprotéine-P qui se trouve sans les cellules endothéliales des capillaires cérébraux car elle protège le SNC en s’opposant à la pénétration des médicaments dans le cerveau. -> Barrière hémato-méningée. C’est une protéine transporteur qui va capturer les toxines des médicaments plus les éliminer dans le sang. -> Permet de détoxifier le cerveau Phénomènes observés chez les chiens - Chez ces races, la protéine est non fonctionnelle à cause de la délétion de ces nucléotides. Le cerveau sera donc intoxiqué car les toxines vont s’accumuler. - L’étanchéité capillaire nest plus assurée. - La Glycoprotéine-P n’est plus synthétisée. - Les substances toxiques passent dans le SNC. 47 Symptômes : - Mydriase (pupilles dilatées) - Ataxie cérébelleuse : incoordination des mouvements - Crise d’épilepsie (dégénérescence du SNC) - Parésie (hémiparésie, tétraparésie, …) - Convulsions - Tremblements - Troubles digestifs, hépatiques, rénaux (mois fréquents) - Coma - Hypersalivation - Mort Quels profils génétiques existent-ils ? Quels impacts ont-ils ? Va dépendre des risques d’intoxication - Homozygote « sain » +/+ - Homozygote « malade » -/- Deux copies de gènes mutés très sensibles aux substances toxiques - Hétérozygotes +/- Il va soit transme#re son gène malade ou sain aux petits. Il est quand même moins sensible, car il a un gène normal MDR1, donc aura une protéine-P fonctionnelle. La gravité de l’intoxication dépend de la molécule, la dose de la race et de l’âge du chien. Il est vivement conseillé de prendre autant de précautions avec les chiens hétérozygotes qu’avec les chiens homozygotes mutés. Molécules dangereuses pour le chien porteur - L’Ivermectine : Doramectine, Abamectine, Moxidectine, Mibermycine (agent anti parasitaire) -> Mortelle chez les homozygotes mutés. - Les agents anti diarrhéiques : Opéramides (immodium et lopéral) - Les antipuces : comfortis - Les anesthésies par voies injectables : il faudra faire par voie gazeuse Savoir si un chien est porteur Faire un prélèvement buccal ou sanguin envoyé au labo de dépistage en France qui va détermine le profil MDR1 du chien. ex : Antagène (spécialisé dans les gènes) Dépistage pour la reproduction. On reproduit un homozygote +/+ et un hétérozygote +/- (permet la diversité génétique) : ceux-là, on les reproduit uniquement avec un homozygote +/+ pour être sûr de ne pas avoir d’homozygote -/-. 48 CHAPITRE 8 - GÉNÉTIQUES DES ROBES DE CHATS 1. Génétique de la couleur et de la texture du pelage chez le chat domestique 1.1. Résumé Depuis l’avènement de la génomique canine et féline, un nombre croissant de locus, de gènes et de mutations a été identifié chez ces deux espèces. Si la génétique canine a rapidement profité de ces nouveaux outils méthodologiques et moléculaires, la génétique féline ra#rape progressivement son retard. Le séquençage complet du génome d’un chat Abyssin, en 2007, a permis des progrès considérables. Une quarantaine de gènes impliqués dans des maladies héréditaires et des caractères d’intérêt félins ont été identifiées à ce jour. Parmi les caractères d’intérêt élucidés à l’échelle moléculaire, les couleurs et les textures du pelage sont prépondérantes. Ainsi, des tests génétiques de dépistage de ces couleurs et de ces textures perme#ent désormais aux éleveurs de choisir leur reproducteurs et de réaliser les accouplements de façon à obtenir les chatons désirés. 1.2. Introduction Nos chats domestiques descendent probablement de félins sauvages apprivoisés au néolithique. Plusieurs ont vécu aux contacts de l’habitation des humains, aucune modifications par l’intervention de l’homme. La cinquantaine de races reconnues en France à l’heure actuelle est le fruit d’efforts de sélection et de croisements à façon, effectués depuis seulement 150 ans. Caractères retenus pour créer les races félines modernes - La longueur - La texture - La couleur du pelage - La taille - La forme de la tête, queue ou oreilles => Certaines races ne présentent qu’un unique patron de robe ex : les chats de race Chartreux présentent tous un pelage court, de couleur bleue Déterminisme de la couleur de la texture de la robe - Suscite l’intérêt des vétérinaires félin techniciens - Éleveurs - Généticiens => Les récents progrès de la génétique féline ont permis d’identifier les gènes et les mutations gouvernant certains phénotypes. => La découverte des mutations déterminant les couleurs et textures de robes félines : conduit au développement de tests génétiques qui aident les éleveurs à planifier les accouplements de leurs reproducteurs. 49 1.3. Bases cellulaires et moléculaires de la pigmentation Constitué : - De mélanocytes : -> Renferment des lysosomes modifiés, appelés mélanosomes -> Contiennent les pigments : eumélanines foncées (brunes à noires) et phaéomélanines claires (jaunes à rouges). -> Sont synthétisés dans la mélanosomes grâce à une enzyme clé qui catalyse trois des réactions de la voie de biosynthèse des mélanine. -> La tyrosinase - Cellules pigmentaires présentes entre autres au niveau du derme, de l’épiderme, des follicules pileux, de la choroïdienne, de l’épithélium pigmentaire de la rétine et de la stria vascularis de l’oreille interne. => La nomenclature utilisée pour décrire les phénotypes, locus et gènes du chat dérive de celle de la souris mais peut présenter certaines incohérences. -> Des efforts d’harmonisation sont nécessaire. 1.4. Couleur de base de la robe Noir (Black) Bleu Noir dilué (Bleu) Brun / Chocolat (Brown or Chocolate) Chocolat dilué Lilas (Lilac) Cannelle (Cinnamon) Faon Cannelle dilué - Mâle Roux / Fauve (Red) / Orange - Seules les femelles peuvent présenter à la fois des poils roux et des poils non-roux - Agouti Roux dilué Crème 50  - Femelle - Précédé de la couleur de base - Si robe de base est TABBY -> TORBIE Tortue / Écailles de tortue - Tout le corps ou une partie du corps - Surdité - Absence de pigmentation de pelage à l’âge adulte - Présence d’une pigmentation de l’œil - Yeux bleus, yeux or, yeux verts ou impairs Blanc (White) À la naissance, le chaton est brown tabby Vers 2 mois 1/2, la couleur change Couleur évolutive Vers 18 mois, le chat apparaît roux - Norvégien - Évolution du brun vers le roux Ambre - Les chatons naissent avec une pigmentation non-ambre, puis la couleur ambre apparait progressivement au cours de leur vie, pour se stabiliser à l’âge adulte. 1.5. Couleurs de robes bicolores - Bicolore - Arlequin : 3 à 5 tâches sur le corps -… - Point -> Tobby : museau et babines blanches et « M » sur la tête 51 1.6. Les poils Eumélanine : Brun à noir Phaéomélanine : Jaune à rouge -> Uni -> Tabby : tiqueté, tigré, classique ou tacheté -> Agouti (ticked) Suppression de la phéomélanine Uni -> Sombre Agouti -> Silver Augmentation de la zone de phéomélanine sur poils agouti (tipped) - Sur 2/3 du poils -> Shaded - Sur 7/8 -> Shell - Si non silver -> Golden Shaded ou Golden Shell - Si silver -> Silver Shaded ou Silver Shell 52 1.7. Modifications de la couleur de base Dilutions La dilution de la couleur de base est gouvernée par le locus Dilution (D) qui comporte deux allèles. L’allèle D, dominant, est l’allèle sauvage (non-dilution du pelage) et l’allume d, récessif qu’il est responsable de la dilution. -> Seuls les chats homozygotes d/d sont donc dilués. -> Dilution : - Noir -> Bleu - Chocolat -> Lilas - Cannelle -> Faon - Roux -> Crème Recoloration Les couleurs dilués (bleu, lilas, faon et crème) peuvent mètre foncées et modifiées par l’action d’un locus appelé Dilute. -> À ce locus, ont été décrits l’allèle Dm (Dilution Modification) dominant, responsable de la recoloration du pelage chez les chats dilués, et l’allume dm récessif, sauvage. - Les couleurs bleu, lilas et faon sont modifiées en caramel. - La couleur crème est modifiée en abricot. 1.8. Les motifs - Le Blotched Tabby : Tabby marbré - Le Mackerel Tabby : Tabby rayé - Le Spo#ed Tabby : Tabby moucheté - Le Ticked Tabby : Tabby tiqueté Blotched Tabby / Tabby Marbré -> Larges bandes marbrées formant des cercles sur les flancs. 53 Mackerel Tabby / Tabby rayé -> Chat tigré : rayures verticales sur tout le corps, comme un tigre. Spo#ed Tabby : Tabby Moucheté -> Tâches rondes, mouchetées. Elles sont bien distinctes et ne se rejoignent pas. Ticked Tabby / Tabby Tiqueté -> Légère rayures à la tête, aux pa#es et à la queue, le reste du corps est uniforme avec des poils agoutis (c’est-à-dire possédant plusieurs couleurs le la longueur du poil). L’Abyssin est un bon exemple de ce dernier motif. Les motifs sauvages Rose#es Marble 54 1.9. Les patrons Point (c c ) Mink (c c ) Sépia (c c ) Le Coloupoint / Point - La production de pigments est inefficace dans les zones chaudes du corps, seules les extrémités (plus froides) seront colorées : museau, oreilles, pa#es, queue. - Les petits naissent blancs - Toujours les yeux bleus - Black -> Seal - Apparûtes dans une lignée de Siamois, n’a pas été conservé chez le chat de race en raison de son caractère délétère. Le Mink - Le plus proche du Colourpoint - Extrémités foncées - Corps légèrement coloré - Les yeux sont de couleur aigue-marine - Robe typique du Tonkinois Le Sépia - Le plus proche du « Solide » - Extrémités foncées - Coloration du corp soutenue -> Peu de différence entre le corps et les extrémités - Patron typique du Burmese - Yeux de couleur or ou vert Le Tabby - Poils agoutis -> Quatre patrons Tabby ont été décrits : tiqueté, classique, tigré et tacheté - Pelage entièrement constitué de poils agoutis - Les chats de patron tabby classique présentent des marbrures sombres sur un fond de poils agoutis. - Les chats de patron tabby tigré présentent des rayures sombres sur un fond de poils agoutis. - Les chats de patron tabby tacheté présentent des tâches sombres plus ou moins rondes sur un fond de robe aouti. 1.10. Les marques blanches Gants : La présence de gants blancs constitue la caractéristique de certaines races félines. ex : Sacré de Birmanie, Ragdoll, Snowshoe Panachure : Présence de taches blanches. Van Arlequin Bicolore 55  1.11. Texture du pelage Longueur du poil La longueur du pelage est gouvernée par un locus à deux allèles appelé Long-Hair (L). - L’allèle L, dominant, est responsable d’un pelage court. - L’allèle l, récessif, est responsable d’un pelage long. Hypo trichoses Trois races félines, reconnues en France, sont caractérisées par une hypo trichose et sont appelées races nues. Le Donskoy et le Peterbald qui en est directement issu par croisement avec des Orientaux, présentent trois variétés : - Le nu est dépourvu de poils - Le velours présente un duvet ras et très fin - Le brush présente un poil court, bouclé et dur. Phénotype Rex Le phénotype rex se caractérise par la présence d’un pelage ondulé, bouclé, frisé ou cranté, plus ou moins long et de densité variable. 2. Mutations - Chats nus -> Sphinx - Chats à poils frisés -> Rex - Chats à poils couverts - Chats à poils mi-longs - Chats à poils longs 3. Conclusion De nombreux allèles de pigmentation ont été confirmés par les données récentes de la génétique moléculaire. Les progrès de la génétique féline ont également permis de caractériser de nouvelles couleurs telles que l’ambre et d’élucider des données de croisement qui n’avaient pu l’être par la génétique classique. Cependant, de nombreuses couleurs et textures restant inexpliquées à ce jour, de nouveaux gènes et allèles impliqués dans la couleur et la texture du poils chez le chat domestique, seront certainement identifiés dans les années à venir. - Faible héritabilité pour les caractère comportementaux - Évolution plutôt subjective - Erreur de mesure qui augmente - Quantification difficile -> Revoir la méthode d’évolution - Effet de l’environnement qui augmente. 56