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Vache Aubrac.. © Inra, SLAGMULDER Christian

La génomique haut débit : un domaine en mutation accélérée

Une révolution pour la sélection des vaches laitières

On est aujourd’hui capable de  prédire la valeur génétique d’un animal à l’aide d’un test réalisé sur une puce à ADN contenant plusieurs dizaines de milliers de marqueurs. Cette valeur génétique, qui prend en compte de nouveaux critères tels que la fertilité, la résistance aux maladies ou la qualité des produits lait et viande, accélère le progrès génétique.

Mis à jour le 19/09/2013
Publié le 17/08/2012

L’UMR Production de lait dispose d’une installation expérimentale à Méjusseaume, comportant un troupeau de 170 vaches laitières dont 96 sont en contrôle individuel automatisé d’alimentation. © MAITRE Christophe
© MAITRE Christophe

En 2012, 60 % des vaches des trois principales races laitières françaises sont nées de taureaux évalués grâce à la génomique ! Alors qu’auparavant le choix d’un reproducteur reposait sur les performances de sa descendance, on est capable aujourd’hui de prédire la valeur génétique d’un animal à l’aide d’un test réalisé sur une puce à ADN contenant plusieurs dizaines de milliers de marqueurs. La sélection génomique permet donc de sélectionner des reproducteurs sur la base de leur valeur génétique prédite à partir de marqueurs génétiques répartis sur tout le génome. Cette approche est rendue possible par la disponibilité, pour un nombre croissant d’espèces, de puces de 50 000 à 60 000 marqueurs SNP.

Génomique, transcriptomique, l'essor des sciences en "-ique"

Chez les espèces d’élevage, la génomique a débuté dans les années 1990 avec l’élaboration de cartes de marqueurs génétiques répartis sur l’ensemble du génome, de banques de fragments d’ADN de différentes tailles permettant d’accéder à différentes régions du génome, de cartes comparées entre espèces. Au début des années 2000 l’évolution des technologies de séquençage et des méthodes bio-informatiques a permis d’acquérir des données de séquence de la fraction exprimée du génome (ou transcriptome), puis rapidement de séquencer des génomes entiers d’animaux de rente. Bien qu’encore très imparfaite, la séquence des génomes, accessible sur internet à la communauté internationale, ouvre des possibilités renouvelées pour la compréhension du vivant. Parmi les applications, notons la comparaison de séquences entre espèces et notamment son apport à l’analyse de l’évolution des espèces ; l’identification de polymorphismes de l’ADN entre différents individus de la même espèce et le génotypage rapide de nombreux animaux, rendue possible par les nouveaux outils de génotypage à haut débit comme les puces SNP ; l’analyse de l’expression du génome dans sa totalité grâce aux puces de transcriptome et les nouvelles méthodes d’analyses protéiques conduisant au protéome ; l’analyse du génome exprimé non codant et la découverte de nouveaux modes de régulation de l’expression des gènes (petits ARN, méthylation, épigénétique).

Accès direct à la valeur génétique des animaux

Cette sélection génomique accélère le progrès génétique en se renseignant sur l’intérêt d’un reproducteur vis-à-vis de nouveaux caractères complexes tels que la fertilité, la résistance aux maladies ou la qualité des produits lait et viande. Cette révolution permet en outre de préserver la diversité génétique sur l’ensemble du génome qui n’est pas soumis à la sélection. Michel Cètre, éleveur d’une quarantaine de Montbeliarde et président de l’Union nationale des coopératives agricoles d’élevage et d’insémination animale, l’UNCEIA, témoigne : « Aujourd’hui, j’ai la capacité de connaître très précisément la valeur génétique de mes vaches en réalisant un génotypage de chacune. La génétique du troupeau progresse plus rapidement sur les caractères que je souhaite sélectionner. Le cheptel de demain s’adaptera à ces nouvelles techniques. Les techniques d’élevage vont évoluer, en repensant le mode d’alimentation, de conduite du troupeau...» La génomique et les sciences qui s’y rattachent s’emparent des nouveaux enjeux qui se présentent aux productions animales. Il s’agit en effet de leur insertion dans une agriculture durable, avec des animaux plus robustes voire résistants aux maladies, des animaux plus efficaces d’un point de vue digestif. Il s’agit aussi de répondre aux demandes sociétales nouvelles en matière de bien-être animal, d’impact environnemental, de qualité des produits. Pour Maurice Barbezant, ancien directeur de l’UNCEIA, « la recherche action s’est impliquée depuis le début, transférant naturellement connaissances et technologies à la filière élevage. On peut aujourd’hui sélectionner les caractères de faible héritabilité, en relation directe avec les besoins sociétaux, comme la qualité de la mamelle, la rusticité de l’animal… On élargit la biodiversité génétique des élevages, en explorant des familles génétiques auparavant laissées pour compte ».

La France en bonne position

La France se place en première ligne dans la compétition mondiale grâce aux recherches de l’Inra en matière d’équations de prédiction en sélection génomique de bovins laitiers et de bovins allaitants.