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Gembal, un projet collectif pour toutes les races

Initié par l'Inra, le projet Gembal a pour ambition d'être le socle commun de tous les programmes de sélection génomique. Ses premières mises en oeuvre opérationnelles sont espérées pour la fin de l'année.

Traitement d'échantillons dans un laboratoire d'analyses génomiques.
Traitement d'échantillons dans un laboratoire d'analyses génomiques.
© P. Pulvéry / archives

Véritable révolution dans le monde de la sélection, la sélection génomique permet pour les trois principales races laitières l'utilisation de taureaux très jeunes, mais bien connus, l'arrêt du contrôle sur descendance avant diffusion pour les taureaux d'insémination et le choix de femelles de renouvellement dont les valeurs génétiques sont mieux connues. Cela se traduit donc par une accélération du progrès génétique via la réduction de l'intervalle entre générations. En effet, la sélection génomique permet de prédire la valeur génétique d'un animal dès sa naissance à partir de la lecture d'un test réalisé à l'aide d'une puce à ADN contenant plusieurs dizaines à centaines de milliers de marqueurs. La sélection dite classique repose elle sur l'observation de ses performances et de celles de sa descendance. Des équations de prédiction des valeurs génétiques peuvent être établies à partir de l'analyse statistique conjointe des phénotypes (ou performances) et des marqueurs observés chez les mêmes animaux de la population de référence. Ces équations peuvent ensuite être appliquées à d'autres animaux sans performances connues afin de prédire la valeur génétique des candidats à la sélection par la seule lecture des génotypes aux marqueurs.


Très large partenariat entre la recherche et les professionnels


Cette nouvelle méthode de sélection est utilisée en routine pour la Holstein, la Montbéliarde et la Normande depuis 2009. En revanche, ce n'est pas encore le cas pour les races allaitantes et les races laitières régionales. L'Inra a proposé en 2010 le projet Gembal (Génomique multiraciale des bovins allaitants et laitiers), dans le but d'étendre la sélection génomique à l'ensemble des 18 races bovines laitières et allaitantes en sélection en France, et pour tous les caractères contrôlés en ferme. Neuf races allaitantes sont donc concernées : Aubrac, Bazadaise, Blonde d'Aquitaine, Charolaise, Gasconne, Limousine, Parthenaise, Rouge des Prés et Salers. Ce projet est l'oeuvre d'un partenariat très large entre la recherche (Inra, Institut de l'élevage) et les professionnels (UNCEIA, Races de France). À l'échelle nationale, ce projet a pour ambition d'être le socle commun de tous les programmes de sélection génomique. En effet, la mise en place de la sélection génomique demande le génotypage et le phénotypage de plusieurs milliers d'animaux qui constituent la population de référence. Ainsi, en races laitières, des rapprochements de populations de référence à une échelle européenne se réalisent pour les races Holstein et Brune.
La précision des index génomiques est d'autant plus élevée que la taille de la population de référence et la précision des phénotypes étudiés sont grandes et que la diversité génétique de la race est faible. L'accès à la génomique pour les races allaitantes a donc rencontré un obstacle de taille car la quantité de phénotypes disponibles précis est plus faible et la diversité génétique plus grande que dans les races laitières nationales. Pour les trois principales races allaitantes où il est possible de disposer de près d'un millier de taureaux génotypés à moyenne densité (MD) avec une puce à 54 000 marqueurs et dont les phénotypes sont bien connus sur descendance, il est envisageable de proposer une approche intra-race de la sélection génomique. Pour les autres races ou pour les phénotypes plus difficiles à collecter sur un effectif important de taureaux, il s'agit de pouvoir bénéficier d'une mutualisation multi-raciale des populations de référence pour accéder à la sélection génomique. À cette fin, il faut utiliser une puce à ADN qui marque très densément le génome (puce à très haute densité, HD, avec 777 000 marqueurs) pour pouvoir suivre des fragments génomiques de petite taille identiques d'une race à l'autre et ainsi détecter des QTL (régions chromosomiques qui ont un impact sur les phénotypes) communs à plusieurs races.

Population de référence multiraciale de plus de 7000 animaux


La première étape réalisée dans le projet Gembal en  2011-2012 a été la constitution des populations fondatrices raciales composées de taureaux génotypés avec la puce HD dans chaque race. Celles-ci doivent être composées des ancêtres importants de la race, en nombre suffisant (supérieur à 200), et couvrir la variabilité observée des populations en sélection. Au total, 4 700 typages avec la puce HD ont été réalisés en début de projet dans les 18 races bovines (Voir tableau pour les races allaitantes).
Une fois la population fondatrice disponible dans une race, une technique statistique essentielle intervient : l'imputation. Il s'agit de prédire intra-race les génotypages HD à partir de génotypages réels en MD. Cette procédure permet donc de travailler comme si tous les individus étaient génotypés à haute densité, à partir de génotypes réellement réalisés en MD donc à coût nettement moindre. L'un des premiers résultats importants du projet Gembal est d'avoir montré que l'utilisation de cette procédure d'imputation était possible car le taux d'erreur constaté était faible dans toutes les races bovines. Il varie de 1 % à 3 % selon les races allaitantes.
Cette procédure d'imputation est réalisée dès qu'un nombre conséquent de génotypages MD est mis à disposition du projet Gembal dans une race. Ainsi déjà deux imputations ont été réalisées dans les 3 principales races allaitantes pour inclure les génotypages MD mis à disposition par les entreprises de sélection. Ainsi, nous disposons au 1er février 2014 au sein du projet Gembal d'une population de référence multiraciale de plus de 7 000 animaux avec un génotypage haute densité (réel ou imputé).
Les recherches conduites l'an dernier et cette année visent à développer sur les caractères indexés au niveau d'Iboval sevrage deux approches. Il s'agit tout d'abord de proposer un prototype d'évaluation génomique intra-race dans les races allaitantes disposant de populations de référence d'au moins 600 animaux bien connus. Cela consiste ensuite à réaliser et tester divers prototypes d'évaluation génomique multiraciale pour toutes les races allaitantes. Des premières mises en oeuvre opérationnelles sont espérées au second semestre de 2014.

 

Florence Phocas, Laurent Griffon(1)


(1) Florence Phocas (Inra) et Laurent Griffon (Institut de l'élevage) sont respectivement coordinatrice scientifique de Gembal et secrétaire du comité de pilotage.

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