Obtention des données génomiques
La sélection génomique est un moyen de sélectionner des animaux sur la base du génotypage, ou lecture de l’ADN du candidat.
Le génome du porc a été cartographié pour la première fois en 2009 (Archibald et al.), ce qui a permis de développer les puces à ADN (ou puces SNP). Ces puces sont un ensemble de séquences d’ADN fixées sur une surface solide et comprenant des zones du génome qui varient selon les animaux. Les puces se basent sur l’identification de polymorphisme mononucléotidique (SNP, pour Single Nucleotide Polymorphism). Ces SNP sont répartis sur l’ensemble du génome. Chacun d’entre eux a deux formes possibles (appelées allèles) et présente une variabilité au sein des populations Choice. Choice a développé sa propre puce SNP pour s’assurer de saisir au mieux cette variabilité
Les génotypes sont obtenus en lisant ces puces à ADN. Une puce à ADN contient 60 000 sondes, chacune étant capable de s’hybrider avec une forme allélique d’un SNP. L’hybridation est liée à une sonde colorée qui, associée à la lumière laser, crée une vibration et génère des couleurs différentes qui discriminent les deux allèles.
Ainsi, après avoir prélevé un échantillon de tissu sur le porc, l’ADN est extrait, purifié et amplifié pour être mis en contact avec les sondes. La puce peut ensuite être lue par une machine, et le génotype du candidat est déterminé pour chaque SNP.
Utilisation des informations génomiques dans l’évaluation génomique
Une fois les génotypes obtenus, l’étape suivante du processus génomique consiste à établir le modèle d’évaluation. En combinant les génotypes et les phénotypes qui leur sont associés, un modèle attribue à chaque SNP un effet infinitésimal sur les différents caractères évalués.
Les SNP sont rarement une mutation causale. Cependant, ils sont physiquement liés sur le génome aux mutations causales identifiées comme inconnues. De ce fait, leur corrélation avec les phénotypes peut être calculée. En outre, ces effets des SNP sont constamment actualisés en ajoutant de nouveaux animaux phénotypés et génotypés. C’est pourquoi, même à l’ère de la génomique, les phénotypes sont rois.
L’objectif de la sélection est d’améliorer le potentiel génétique des animaux sur les performances d’intérêt ; le recours à la génomique fournit aux généticiens de nouveaux outils pour y parvenir plus rapidement et plus efficacement.
Les bases méthodologiques de la génomique ont été posées il y a plusieurs décennies. Trois méthodes, évaluées au moyen de données simulées, ont été proposées par Meuwissen et al.(2001). Au fil du temps, ces méthodes ont été affinées. Un grand pas a été franchi avec le calcul simplifié de la matrice d’apparentement génomique (vanRaden, 2008) qui remplace la matrice classique d’apparentement dérivée du pédigrée selon la méthode gBLUP (Genomic Best Linear Unbiased Prediction).
Quel est le gain avec la sélection génomique ?
Gain de précision
La séquence d’ADN n’étant liée ni à l’environnement, ni aux changements intervenant au cours de la vie de l’animal, le génotype est une mesure qui peut être réalisée très tôt dans sa vie. En ajoutant des informations, les génotypes assurent une plus grande précision dans l’évaluation génétique.
Tout comme pour les valeurs génétiques estimées classiques, les valeurs génomiques estimées d’un animal peuvent être calculées avant que ses performances phénotypiques ne soient enregistrées. Ces informations complémentaires renforcent la précision des valeurs génomiques estimées par rapport aux valeurs génétiques estimées au même âge et dans les mêmes circonstances. Un gain évident est alors observé sur les caractères qui sont mesurés tard dans la vie, qui sont liés au sexe, ou qui sont difficiles ou coûteux à mesurer. Le génotype n’étant pas influencé par l’environnement, ce gain de précision peut également être observé sur les caractères à faible héritabilité.
Sélection précoce dans la fratrie
Le fait de pouvoir accéder au génotype d’un individu permet aux généticiens de distinguer des individus dans une fratrie sans données phénotypiques. Il est ainsi possible d’identifier les animaux les plus prometteurs afin de les élever en tant que candidats et de se concentrer sur leur mesure et leur évaluation.
Cette plus grande précision permet une sélection plus efficace des futurs animaux reproducteurs (se reporter à la FAQ « QUELS SONT LES FACTEURS D’EFFICACITÉ DE LA SÉLECTION GÉNÉTIQUE ? »). Grâce à cette amélioration dans le choix des animaux à élever, l’efficacité de la sélection génétique progresse à chaque génération. Ces gains s’accumulent génération après génération.
Que faire si un animal n’a pas été génotypé ?
À l’origine, seuls les animaux disposant d’un génotype pouvaient être inclus dans les évaluations génomiques. Tous les animaux devant être testés, le coût global d’un programme génomique était très élevé. Au sein des espèces où chaque animal pris séparément a une faible valeur, ce coût constituait un facteur limitant, et une stratégie était nécessaire pour établir un lien entre les animaux évalués par voie génomique et ceux n’ayant pas bénéficié de cette méthode, au sein d’un seul ensemble de valeurs génétiques estimées et d’un seul indice.
En 2009, une méthode (Legarra et al.) a été élaborée pour permettre l’évaluation commune d’animaux génotypés et non génotypés : il s’agit de la méthode ss-gBLUP (single-step Genomic Best Linear Unbiased Prediction).
Dans le cadre de cette méthode, une matrice de parenté appropriée est établie. Elle réunit toutes les informations disponibles (génotypes, performances et pédigrée) afin de les utiliser pour évaluer les candidats. Les valeurs génomiques estimées par un ss-gBLUP peuvent être utilisées de la même manière que des valeurs génétiques estimées classiques, et tous les animaux sont évalués de la même façon.
Comment appliquer la sélection génomique à Choice ?
À l’heure actuelle, dans le cadre du programme de sélection de Choice, le génotypage est principalement appliqué aux candidats mâles au sein des lignées maternelles. Comme ils sont issus d’une sélection plus intense et ont une descendance nombreuse, l’influence des verrats est très marquée dans une population en sélection. Il est ainsi logique d’investir dans davantage de tests sur ces derniers pour une meilleure diffusion du gain génomique.
La méthode ss-gBLUP réunissant toutes les sources d’information, tous les candidats (mâles et femelles) bénéficient de la plus grande précision, même s’ils ne sont pas tous génotypés.
En pratique, les valeurs génomiques estimées sont utilisées de la même manière que les valeurs génétiques estimées, pour établir des indices permettant d’augmenter les performances globales de la lignée.
Le programme de sélection de Choice associe les technologies génomiques aux outils utilisés pour améliorer les performances de ses animaux. Cette méthode avancée repose sur la collecte de données de qualité concernant les candidats, qui permet à Choice d’avoir une efficacité accrue sur ses lignées et de proposer le meilleur produit possible à ses clients.
Références
Archibald AL, Bolund L, Churcher C, Fredholm M, Groenen MAM, Harlizius B, Lee K-T, Milan D, Rotschild MF, Uenishi H, Wang J, Schook LB et le Consortium de séquençage du génome du porc (2010). « Pig genome sequence – analysis and publication strategy », BMC Genomics, 11: 438.
Legarra A, Aguilar I, Misztal I (2009). « A relationship matrix including full pedigree and genomic information. » Journal of Dairy Science, 92(9): 4656-4663
Meuwissen TH, Hayes BJ, Goddard ME (2001). « Prediction of total genetic value using genome-wide dense marker maps, Genetics », 157(4) : 1819-1829.
vanRaden PM (2008). « Efficient Methods to Compute Genomic Predictions. » Journal of Dairy Science, 91, 4414-4423.
