Gestion des gènes majeurs : des exemples pertinents

Transcription

1 Gestion des gènes majeurs : des exemples pertinents Les gènes d'ovulation Loys BODIN INRA - GenPhyse

2 Sommaire Définitions (gène majeur - QTL - hérédité polygénique) Bref état de l'art Evolutions futures - perspectives

3 Définitions : Pourquoi faut-il s'intéresser aux gènes majeurs?

4 Définitions QTL Locus à effet quantitatif - Localisation - Effet quantitatif sans notion de valeur < 0.1 σ g Gène majeur Gène à effet majeur - 1 gène - Effet majeur > 1σ g - Pas de localisation a priori

5 Définitions QTL Locus à effet quantitatif Localisation - Quantitatif pas de notion de valeur < σ Gène majeur Gène à effet majeur - 1 gène - Effet majeur Effet du gène Lacaune >2.5σ Pourcentage au dessus d'un seuil donné 1.0% Pourcentage au dessus d'un seuil donné 1.0% 1.7% 57.0% E E

6 Définitions QTL Locus à effet quantitatif - Localisation - Effet quantitatif sans notion de valeur < 0.1 σ g Gène majeur Gène à effet majeur - 1 gène - Effet majeur > 1σ g - Pas de localisation a priori Mise en évidence Analyse moléculaire du génome Analyse de ségrégation ou de transmission Une fois la mutation trouvée Reste une différence d'effet considérable

7 QTL & Gènes majeurs doit-on les utiliser en sélection? QTL - Très nombreux QTL découverts - Critères d'utilisation en sélection? - Perspectives? -

8 Décisions de prise en compte ( QTL ; sélection génomique ) Taux de survie des animaux exposés à la tremblante

9 Décisions de prise en compte ( QTL ; sélection génomique ) Ex.: 1 mâle porteur BMP15 Lac Index CD Index Fils CD estimé sur les filles / estimé sur les petites filles /

10 Décisions de prise en compte ( QTL ; sélection génomique ) Prolificité des agnelles Lacaune Ovitest L+ geno n % prolif L LL

11 Décisions de prise en compte ( QTL ; sélection génomique ) Biais des index prolificité Lacaune Ovitest (mars -2014) ++ (n=2009) L+ (n=701) µ σ µ σ Index Index FecL La question de l'intérêt de prendre en compte les gènes majeurs pour la sélection ne se pose pas.

12 Décisions de prise en compte ( QTL ; sélection génomique ) Gènes majeurs présents dans les populations Obligation de prise en compte : Lacaune - pour Ovitest la sélection Gène Lacaune Lacaune Gebro estimation des valeurs génétiques, gestion de la variabilité Noire du Velay - pour la gestion des élevages élimination des indésirables Gène BMP15 Lacaune Gène Choix BMP15 des génotypes Grivette Gène OIF - éradication ou fixation, gestion des hétérozygotes Introgression de nouveaux gènes Intérêt économique à court et long terme Gène Booroola Mérinos d'arles Gène Texel Lacaune Gebro - coût de l'introgression - intérêt de chaque génotype - facilité des règles de gestion -... Effet limité

13 Décisions de prise en compte ( QTL ; sélection génomique ) Gènes majeurs présents dans les populations Obligation de prise en compte : - pour la sélection estimation des valeurs génétiques, gestion de la variabilité - pour la gestion des élevages élimination des indésirables Choix des génotypes - éradication ou fixation, gestion des hétérozygotes Introgression de nouveaux gènes Intérêt économique à court et long terme - coût de l'introgression - intérêt de chaque génotype - facilité des règles de gestion -...

14 Bref état de l'art : Nombre, localisation, caractéristiques

15 Nombre de gènes majeurs connus au moins 4 gènes Situation Aout 2013 gène Mutations connues Nom commun Allèle muté BMPR1b 1 Booroola F BMP15 8 BMP15 X*, G B4GALNT2 2 SNP Lacaune L GDF9 2 GDF9

16 Nombre de gènes majeurs connus au moins 4 gènes Situation Mars 2014 gène Mutations connues Nom commun Allèle muté BMPR1b 1 Booroola F BMP BMP15 X*, G B4GALNT2 2 SNP Lacaune L GDF9 2 3 GDF9 + Barbarine + Sakiz Chios + OIF

17 Gène Lacaune Situation mars Trou 4 2 gènes 2 SNP (intergénique, intronique) non codant ~ bases 1 / ième du génome Impossibilité de séparer les 2 SNP

18 Gène Lacaune Situation mars 2014 Projet international Hapmap 75 animaux complétement séquencés (très grand nombre de races) Analyse des séquences dans la "région Lacaune" - génotype des 2 SNP Lacaune dans les 75 séquences - 1 SNP partagé? Si on trouve le SNP - dans d'autres races - sur des animaux non prolifiques l'autre SNP est causal

19 Gène Lacaune Situation mars animaux porteurs de Race Sakiz (Turquie) ~ nom turc de la race Chios (race Grecque prolifique) Collaboration avec Turquie et Grèce Choix d'animaux hyper et hypo-prolifiques Sakiz - Karya - Chios Génotypages

20 Gène Lacaune Population Karya Prolificité des brebis Karya selon le génotype aux 2 SNP geno n prolif L L LL Trou 4 geno n prolif L LL Trou L+ LL (9) [ 1.30 (2) ] - L+ [ 2.23 (2) ] 2.06 (22) - LL [ 1.00 (1) ] 1.81 (8) [ 3.00 (1) ]

21 Gène Lacaune Situation mars / La mutation existe dans plusieurs populations Lacaune Noire du Velay origine de la mutation? Sakiz - Karya Chios 2/ Les 2 SNP ne sont pas en déséquilibre complet - dissociation

22 BMP15 race Barbarine Identification en race Barbarine d'une mutation BMP15 connue FecX B (mutation Belclare) hyperprolificité des hétérozygotes stérilité des homozygotes - Identification d'une mutation de GDF9 (mutation Galway) hyperprolificité des hétérozygotes stérilité des homozygotes Identification d'un nouveau polymorphisme causal délétion + insertion + SNP hyperprolificité des hétérozygotes (effet ~ +0.6 agx/mb) stérilité des homo.

23 Autres races Populations explorées et à venir Gène : localisé identifié suspecté total Mérinos d'arles 1 1 Lacaune Ovi-Test Lacaune Gebro 1 1 Noire du Velay BMC 1 1 Grivette 1 1 Caussenard du Lot? IIe de France 1 Mouton Vendéen Belle Ile Identifiée par les Brésiliens 1 1 (démontré) Mais effet non publié additivité - dominance hyper prolificité ; stérilité

24 Bref état de l'art : Effets des gènes

25 Effets des gènes sur la prolificité (diff. / non porteuses) Groupe gène hétéro. homo. Mérinos d'arles BMPr1b / Lacaune Ovi-Test Lacaune Gebro B4GALNT2...?? Noire du Velay Lacaune Ovi-Test stérile BMC BMP15 L......?? Grivette BMP15 Gr

26 Effets du gène Lacaune Génotypage systématique des agnelles de renouvellement Geno. N % Femelles Lacaune génotypées 2011 (n = 2064) 2012 (n = 2033) 2013 (n = 1678) L LL

27 Données discrètes - Modèle à seuils

28 Effets du gène Lacaune (prolif.) ++ L+ Th τ c 1 τ c 2 τ c 3 TP Prolif. σ² < L Théorique

29 Relation moyenne et variance de la prolificité MBON Var. prolif. 0,80 Lac. L+ 0,70 Grivette 0,60 0,50 Lacaune 0,40 NdV 0,30 0,20 0,10 1,10 1,30 1,50 1,70 1,90 2,10 2,30 moyenne prolif.

30 Effets du gène Lacaune (fertilité IA) Femelles inséminées - effets : génotype année troupeau prolif. précédente interv. post-partum ++ L+ Fertilité Moment de l'insémination? Qualité des ovocytes? Différence importante à confirmer

31 Effets du gène Lacaune (PAT30) agneaux contrôlés - effets : génotype mère année troupeau saison n MB interv. post-partum mode naiss. - mode élv. Id Indexation ++ L+ PAT30 300g 0 Génotype des agneaux Taux d'ovulation? Qualité des ovocytes? Différence à confirmer

32 Effets du gène Lacaune (PAT30) agneaux contrôlés - effets : génotype mère année troupeau saison n MB interv. post-partum mode naiss. - mode élv. Id Indexation Génotype des agneaux Taux d'ovulation? Qualité des ovocytes? ++ L+ PAT30 300g 0 TO TP GMQ 2 2 x 3 2 x-200g Différence à confirmer

33 Effets du gène Lacaune (mortalité 0-30) agneaux contrôlés - effets : génotype mère année troupeau saison n MB sexe mode elv. TP=2 ++ L+ % mort. 11.4% 15.5% Taux d'ovulation? Uniquement pour les naissances doubles!! Différence à confirmer

34 Mortalité 0-30j selon la taille de portée et le génotype de la mère Mortalité (%) Lacaune Taille de portée ++ L+

35 Perspectives - Chantiers à mener: Recherche, Développement

36 Mesure de l'effet des gènes Recherche dans d'autres populations - Effets sur la taille de portée distribution des tailles de portée - Effets sur autres caractères fertilité, croissance, mortalité Données accumulées en routine - Exploration dans d'autres races OIF, Génotypage d'individus ciblés à faire

37 Estimation des valeurs génétiques Distribution actuelle des index prolificité d'une population avec gène majeur (théoriques) Index Prolificité

38 Estimation des valeurs génétiques (théoriques) Non porteurs Hétérozygotes porteurs Homozygotes porteurs ++ L+ LL Séparation des effets du gène majeur et des autres gènes Index Prolificité

39 Evaluation génétique H = G g & I g Valeur monogénique G ++ =0.00 G L+ = L+ L+ Valeur polygénique I ++ I L+ I g = valeur polygénique (estimation classique intra génotype g) G g = valeur monogénique (valeur génétique G de chaque génotype g)

40 Evaluation génétique Index prolificité Lacaune Ovitest (calcul INRA mars -2014) Valeur poygénique ++ (n=2009) L+ (n=701) µ σ µ σ Index Index FecL

41 Evaluation génétique H = I g & G g Valeur polygénique Valeur monogénique 1/ Génotypes connus et inconnus - attribution d'une valeur moyenne aux individus non génotypés - déduction des génotypes assignation d'un génotype probabilité de chaque génotype 2/ Combinaison des valeurs - la valeur génétique dépend de l'utilisation! - gestion des schémas & gestion dans les élevages

42 Gènes majeurs d'ovulation : Décisions de gestion ; où en est-on?

43 Gène Booroola Mérinos d'arles Gestion du gène - introgression - diffusion en ferme - noyau homozygote (gérer au domaine du Merle) - fabrication de femelles F+ (multiplicateurs) - utilisation des femelles en croisement (utilisateurs) En cours avec MRE

44 Lacaune Ovi-Test Eradication de la mutation BMP15 Gestion du gène lacaune - choix de 50% ++ ; 50% L+ - génotypage des mâles en centre - génotypages des agnelles de renouvellement - sélection mono- et poly-génique En cours

45 Lacaune Gebro Gestion du gène Lacaune - existence de mâles L+ et homozygotes Texel - décisions à prendre Décisions à prendre

46 Races : Noire du Velay, Grivette, BMC Noire du Velay et Grivette - décision de gestion ou éradication à prendre par les éleveurs BMC - Surveillance des mâles