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Comment l'utilisation des biotechnologies impacte-t-elle les schémas de sélection ?

Publié le 01/04/2021 par Anna-Charlotte Doublet (Eliance), Pascal Croiseau (INRAE), Gwendal Restoux (INRAE GABI)

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Les biotechnologies comme la transplantation embryonnaire et plus récemment l'OPU-FIV sont utilisées par les Entreprises de Sélection pour conduire leurs schémas et ainsi procréer les générations futures de taureaux qu'elles mettront en marché. L'OPU-FIV permet, grâce à une ponction folliculaire échoguidée, de prélever des ovocytes sur des femelles non pubères. Une fois fécondés in-vitro, les embryons peuvent être transférés. Quelles conséquences peut avoir l'utilisation de ces techniques, en fonction de l'intensité de leur utilisation, sur la variabilité et la création de progrès génétique au sein d'une race ? Plusieurs simulations présentent les impacts, forces et faiblesses de ces pratiques.

Les schémas de sélection sont des leviers clés pour gérer la diversité des lignées et le progrès génétique au sein d'une race.

Pour conduire leurs schémas de sélection en races bovines laitières, les entreprises de sélection utilisent depuis 2015 de plus en plus deux technologies de transfert embryonnaire: le MOET et l'OPU-FIV. Le MOET (Multiple Embryo Tranfert) est une technique qui permet de faire produire par des donneuses des embryons in vivo, tandis que l'OPU-FIV (Fécondation In Vitro par Ovum Pick-Up) permet de prélever des ovocytes de femelles non pubères, de les féconder in vitro avant de les transplanter.

De plus, et cela principalement pour des raisons de maitrise des coûts, les entreprises de sélection ont tendance à réduire à la fois le nombre de pères à taureaux utilisés pour la procréation au sein des schémas et le nombre de taureaux mis en marché.

Les conséquences de ces changements dans la gestion des schémas de sélection, tant en termes de progrès génétique que de diversité génétique, ne sont pas simples à prévoir.

Simulations de 15 schémas de sélection génomique

Nous avons simulé 15 schémas de sélection génomique, similaires à ceux conduits par les Entreprises Françaises qui sélectionnent les principales races laitières.

Les scénarios testés différaient en termes de dimensions, comme c'est le cas dans la réalité, sur les aspects suivants :

en nombre de pères à taureaux et de taureaux mis en marché,
en nombre de femelles donneuses d’embryons ou d’ovocytes,
au niveau de l'intensité d'utilisation des technologies de reproduction, c'est-à-dire le nombre moyen de veaux produits par femelle donneuse,
au niveau du type de technologie employée (MOET ou OPU-FIV).

Par rapport au MOET, l’OPU-FIV permet l’obtention d’embryons provenant de plus de pères différents, pour un même nombre d’embryons issus d’une même mère.

Les schémas ont ensuite été évalués en termes de progrès génétique et de taux de consanguinité estimée à partir des ROH. Les ROH (Runs of Homozygosity) sont des segments d'ADN pour lesquels les allèles sont identiques par ascendance (autozygotes). Pour mesurer la consanguinité d'un animal on détermine la proportion de ROH dans son génome.

Projections et Résultats

D’après nos simulations, l'utilisation intensive du transfert embryonnaire entraîne une amélioration du progrès génétique et une détérioration de la diversité génétique. La réduction du nombre de taureaux a renforcé l'impact négatif du transfert embryonnaire sur la diversité génétique.
La supériorité de l’OPU-FIV sur la MOET en termes de progrès génétique est principalement due à la réduction conséquente de l'intervalle entre générations permise par l’OPU-FIV. En effet, la récolte d’embryons par OPU-FIV ne nécessite pas que les donneuses aient atteint la puberté, contrairement au MOET, et peut être pratiquée dès deux mois d’âge.

La réduction de l'intervalle entre générations par ces techniques a deux conséquences :

un effet multiplicateur sur le taux de consanguinité et le progrès génétique annuels,
une augmentation de la proportion de donneuses nées elles-mêmes de donneuses.

Ceci a pour effet de créer des « lignées star » de mères à taureaux, qui seront sur-utilisées. L'augmentation de la consanguinité ainsi induite laisse supposer que cette pratique pourrait avoir des effets délétères importants sur la diversité génétique des races bovines laitières françaises.