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ASAP précurseur du single-step pour les évaluations génétiques françaises

Publié le par Sébastien Fritz (Allice)
Les évaluations génétiques des bovins reposent aujourd’hui sur l’enchainement de deux étapes : une évaluation polygénique sur pedigree incluant tous les animaux avec performances, puis une évaluation génomique incluant tous les animaux avec typage. Dans les filières bovines laitières comme allaitantes, la méthodologie Single-Step, qui consiste à évaluer l’ensemble des animaux en une seule étape, apporte des avantages conséquents. C’est pourquoi l’UMT eBIS a décidé de conduire le projet ASAP : Application du Single-Step pour Améliorer les Prédictions génomiques. Ce programme est financé par APIS-GENE de janvier 2019 à avril 2021 autour de 3 principales actions présentées dans cet article.

Contexte

Les avancées récentes en matière de génotypage, séquençage d’ADN et analyse de données à grande échelle révolutionnent notre compréhension du déterminisme génétique des caractères d’intérêt pour nos espèces d’élevage. Elles ont permis la mise en place de la sélection génomique en France dans les races bovines disposant d’un nombre suffisant d’animaux génotypés, à partir de 2009 pour les bovins laitiers et de 2016 pour les bovins allaitants.

Les évaluations génétiques des bovins reposent aujourd’hui sur l’enchainement de deux étapes, en premier lieu, une évaluation polygénique sur pedigree incluant tous les animaux avec performances, puis une évaluation génomique incluant tous les animaux avec typage.

Dans les filières bovines laitières comme allaitantes, la méthodologie Single-Step, consiste à évaluer l’ensemble des animaux en une seule étape.

 

Cette méthode apporte des avantages conséquents :

  1. Elle permet d’éviter un biais pour les caractères fortement sélectionnés, causé par une pré-sélection génomique des nouveaux animaux avant qu’ils n’aient de performances.
  2. Elle rend également possible l’utilisation des informations issues de l’ensemble des animaux avec performances, indépendamment de leur apparentement aux animaux génotypés, sans approximation pouvant causer une perte de précision conséquente.
  3. Elle fournit des index uniques, sans distinction entre génomique et polygénique.
  4. Enfin, elle ouvre la possibilité d’une sélection génomique pour les races qui n’en disposent pas encore, avec une transition douce et continue, l’influence de la génomique augmentant progressivement avec le nombre d’individus génotypés.

 

Validation de l’outil développé par INRAE

Dans un premier temps, les chercheurs de l’UMT eBIS ont vérifié les valeurs génétiques estimées par l’outil Single-Step développé par l’INRAE en le comparant à un outil de référence sur différents modèles d’indexation utilisés en France. Ils ont aussi vérifié que les temps de calcul étaient compatibles avec une évaluation en routine. Une version de l’outil validée par l’UMT eBIS et permettant de réaliser des tests pour tous les caractères et pour toutes les races françaises est disponible depuis Novembre 2020 pour GenEval.

 

Mesures des conséquences de la mise en place du Single-Step

L’UMT eBIS a ensuite testé la méthodologie Single-Step dans 4 races laitières Abondance, Montbéliarde, Normande et Holstein, pour la production de lait, afin d’estimer les conséquences de la mise en place de l’évaluation Single-Step sur les index calculés pour différentes catégories d’animaux (en fonction du sexe, de l’âge, de la disponibilité d’un génotype ou de performances).
Le résultat le plus remarquable de cette étude est que le progrès génétique estimé augmente en Single-Step par rapport à l’évaluation actuelle : les valeurs génétiques des animaux typés sont mieux estimées avec cette nouvelle méthodologie.
Les corrélations entre index officiels et index Single-Step sont très élevées si on s’intéresse à l’ensemble de la population (>0.988 pour les mâles pour la production laitière, >0.968 pour les femelles). Dans l’ensemble, les animaux avec peu d’informations disponibles (jeunes mâles candidats, femelles avec peu de performances), sont ceux pour lesquels ces corrélations sont les plus faibles : les différences entre les deux évaluations augmentent pour les animaux pour lesquels le Single-Step permet le plus d’apport d’information par rapport à l’évaluation actuelle. En conséquence, les taureaux confirmés ont des index très stables entre les deux approches, tandis que les index des candidats changeront de façon plus conséquente avec l’arrivée du Single-Step.

 

Mesures de l’intérêt de la mise en place du Single-Step

Enfin, l’UMT eBIS mesure les avantages et les inconvénients de cette nouvelle méthodologie. En particulier, des études spécifiques sont en cours actuellement pour mesurer les gains de précision et les corrections de biais apportés par le Single-Step dans quelques situations précises.

Perspectives

Le projet ASAP de l’UMT eBIS permet à GenEval de disposer d’un outil de Single-Step validé et adapté à toutes les situations rencontrées en France. De plus, les études réalisées dans le cadre de ce projet permettent aux OS et ES des races bovines de s’approprier les principes généraux, d’anticiper les conséquences, les avantages et les inconvénients de cette nouvelle méthodologie avant son déploiement national au niveau de GenEval.