CARACTERES NON QUANTITATIFS ET AMELIORATION GENETIQUE

1. CARACTERES NON QUANTITATIFS ETAMELIORATION GENETIQUE

2. INTRODUCTION Les caractères non quantitatifs sont aussi appelés caractères mendéliens. Ils ne se mesurent pas, ils sont le plus souvent relatifs à la morphologie des individus. Ce sont des caractères déterminés par un petit nombre de gènes, le plus souvent un couple de gènes qui ont un effet majeur sur le caractère. 1. TRANSMISSION ET MODES D’EXPRESSION DES GENES Partie étudiée dans le cadre du cours de génétique mendélienne avec M. Fabre.

3. 2. LES CARACTERES NON QUANTITATIFS Au tout début de la sélection animale, ce sont les caractères non quantitatifs qui ont eu l’attrait des sélectionneurs. Mais, les caractères considérés sont très peu intéressants d’un point de vue zootechnique et économique. Ils sont donc passés après les caractères quantitatifs mais aujourd’hui, certains d’entre eux ont un certain regain d’intérêt. 21. Caractères non quantitatifs à déterminisme génétique simple présentant un intérêt zootechnique pourquoi un intérêt zootechnique ?

4. a) Caractères non quantitatifs et « marque de fabrique » : La sélection = créer une certaine homogénéité dans les aspects extérieurs des animaux comme la couleur de la robe, le plumage, le cornage, la forme de la tête, la forme de la crête, le port des oreilles… . Prenons par exemple la couleur de la robe chez les bovins : En croisement industriel, entre des femelles de race laitière et des mâles de race à viande, les F1 sont destinées à la boucherie. Pour les acheteurs de veaux à engraisser, ils peuvent déterminer la race du père uniquement par la couleur du pelage. La race du père conditionne les futurs résultats d’engraissement et de carcasses.

5. b) Caractère non quantitatif d’intérêt zootechnique immédiat : Ce sont des caractères utiles dans la production et faciles à mettre en place. ETUDE DE CAS : L’autosexage des volailles En élevage de poulettes(futures poules pondeuses), les accouveurs sont uniquement intéressés par les poussins de sexe femelle. Avant, le sexage se faisait par examen du cloaque, mais il fallait un personnel qualifié et beaucoup de manipulation. Aujourd’hui, on utilise les gènes liés au sexe afin d’obtenir des poussins mâles et femelles de phénotypes différents, très distincts, permettant ainsi un tri très rapide. Chez les volailles, le mâle est XX et la femelle XY(inverse des mammifères). Exercice

6. Cas n°1 Coq ZZ BB (blanc) Poule Zw rr (rouge) Réaliser le tableau du croisement. On aura donc : des coqs tous blancs et des poules toutes blanches. Le sexage est donc impossible.

7. Cas n° 2 Coq ZZ rr (rouge) Poule Zw BB (blanche) Réaliser le tableau de croisement. On aura des poussins mâles blancs et des poussins femelles rouges. Le sexage est possible.

8. c) Caractère non quantitatif d’intérêt zootechnique non immédiat : On s’est aperçu que certains gènes responsables de caractères morphologiques étaient susceptibles d’avoir une action non négligeable sur d’autres caractères zootechniques importants : c’est le phénomène de la PLEIOTROPIE ETUDE DE CAS : Le cornage chez les caprins La présence ou l’absence(motte) de cornes chez les caprins est sous la dépendance d’un locus à 2 allèles : P : dominant, détermine l’absence de cornes p : récessif, détermine la présence de cornes

9. Il est donc facile de dire que : - les animaux cornus sont pp - les animaux mottes sont PP ou Pp Très souvent, pour des questions de sécurité, de dominance à l’auge et dans l’utilisation des cornadis, les animaux cornus sont éliminés. En 1960, on s’est aperçu que le gène P avait une action pléiotropique sur la reproduction des boucs et des chèvres. cf. tableau

11. On peut conclure : - le gène P a une pénétrance incomplète chez les mâles et une expressivité variable chez les 2 sexes. - une superprolificité des Pp (mâles et femelles) En race saanen (et jusqu’en 1960), on a conforté les éleveurs à ne sélectionner que des animaux mottes malgré le problème de stérilité des PP. Le caractère cornu n’est pas éliminatoire, dans aucune race caprine.

12. Il y a une super prolificité des mâles et des femelles hétérozygotes qui a largement confortée les éleveurs à éliminer les animaux cornus mais sans pour autant faire disparaître le gène p. Dans la pratique : Ne pas utiliser des boucs mottes car ils peuvent être stériles ou subfertiles mais surtout car en les accouplant avec des chèvres mottes, ils donneront des produits stériles. On voit ici l’absurdité de l’élimination des animaux cornus au détriment des mottes qui est contraire au progrès génétique. L’utilisation de boucs mottes est interdite en IA.

13. Etude d’une anomalie ? le caractère « CULARD » chez les bovins C’est une hypertrophie musculaire d’origine génétique qui est due à un gène mh, dominant à pénétrance incomplète(il ne s’exprime pas pareil chez tous les sujets). Cela est du à une mutation de la séquence codante du gène de la myostatine. Présents uniquement dans certaines races bovines : charolais, bleu blanc, maine anjou et blond d’Aquitaine. Particularités des animaux culards: ? cf. schéma

21. Le caractère culard va induire une plus value bouchère très intéressante due à un rendement à l’abattage plus élevé et une proportion de muscles plus importante au détriment des os et du gras.

22. Le poids des veaux à la naissance est plus important et cela entraîne souvent des problèmes de reproduction : risque au vêlage : déséquilibre pondéral et morphologique = césarienne dans 90% des vêlages comportement sexuel perturbé chez le mâle et la femelle production laitière plus réduite viabilité des veaux inférieure Baisse de la fertilité voire stérilité Diminution du volume du rumen = baisse de la CI Insuffisance cardiaque Dépôt de tissus adipeux + tardif et + limité. Diminution du taux de tissu conjonctif musculaire donc augmentation de la tendreté de la viande

23. Cette anomalie est encore peu connue au niveau de son déterminisme génétique. On peut dire que : ? le gène mh est un gène majeur, dominant, à action pléiotropique ? son expression phénotypique serait modifiée par des gènes à action épistasique(interaction entre gènes, ou le gène dominant ou récessif d’une paire donnée va masquer l’action d’une autre paire) ? pénétrance incomplète : fréquence avec laquelle le gène considéré manifeste son action dans le phénotype (pour un génotype donné) : On a des animaux culards, semi culards, normaux. Voir courbes et tableau

25. ? expressivité variable : le caractère ne s’exprime pas avec la même intensité chez tous les individus : par exemple, pour les animaux culards, l’intensité des manifestations phénotypiques sera plus ou moins marquée. On attribue une note par rapport aux caractères morphologiques qui seront présents sur l’animal. Pour un animal normal, note de 0 à 4 Pour un semi culard, note de 5 à 10 Pour un culard, note de 11 à 20

26. ? Le Syndrome d’Hyperthermie Maligne(S.H.M) chez les porcins En production porcine, la qualité de la viande est primordiale pour la transformation bouchère et charcutière. La sélection s’est surtout intéressée aux qualités de reproduction des truies et à la conformation des animaux(les éleveurs étaient payés en fonction d’un classement objectif des carcasses). Depuis quelques années, la sélection se base aussi sur la qualité de la viande. Actuellement, les carcasses sont payées au taux de muscles. La qualité de la viande est un critère qui a un rapport avec la sensibilité de certains animaux aux agressions telles que le transport, la mise en lots, les pesées.

27. Certains animaux sont sensibles au stress, et il fallait trouver une méthode pour les détecter afin de les éliminer des programmes de sélection. Pour cela, on réalise le test à l’halothane. L’halothane est un gaz anesthésiant, utilisé en chirurgie humaine. On fait respirer ce gaz à des porcelets de 20 à 25 kg, qui déclenche une réaction de type « tout ou rien ». On s’aperçoit qu’il y a : ? des animaux qui n’ont aucunes réactions, ils sont négatifs ou non sensibles ?des animaux présentant des réactions diverses : raidissement musculaire, hyperthermie, difficultés respiratoires. Ils sont dits positifs ou sensibles. L’ensemble des réactions constitue le SHM.

29. Comment expliquer cette anomalie par la génétique? Cette sensibilité provient d’une anomalie qui est gouvernée par un locus autosomal, Hal et susceptible d’être occupé par 2 allèles : - le gène N, dominant - le gène n, récessif Les animaux sensibles sont nn, les animaux non sensibles sont homozygotes NN ou hétérozygotes Nn. Dans ce problème, il y a un effet race important : - fréquence nulle ou très faible(< 2%) : LW, D, H - fréquence moyenne(entre 4 et 30%) : LRF - fréquence élevée(> 30%) : LRB, P

30. Quels intérêts en zootechnie porcine ? - les animaux positifs sont sensibles au stress donc la mortalité augmente. - les performances d’engraissement sont identiques entre positifs et négatifs. - les animaux positifs ont une conformation supérieure(type culard), la carcasse est plus lourde pour un même poids vif(rendement musculaire supérieur : + 5,5% chez les nn et + 2,5% chez les Nn). - l’adiposité est + faible chez les positifs. - les animaux sensibles donnent des viandes exsudatives, pisseuses (PSE: Pâle Soft Exsudative) dont le pH diminue très rapidement(production élevée d’acide lactique) qui deviennent difficiles à transformer et qui rendent beaucoup d’eau à la cuisson.

31. Quels intérêts en amélioration génétique ? si on croise des mâles NN, non sensibles avec des femelles nn, on obtient des F1 qui ont des caractéristiques intéressantes : - pas de sensibilité au stress - une qualité de viande normale - les performances de carcasse sont intermédiaires entre les deux parents homozygotes. Par contre, on ne peut pas détecter les animaux hétérozygotes(Ns) des homozygotes NN et le croisement entre Nn et nn ne donnent pas les mêmes résultats en F1. Pour y remédier, on réalise un typage sanguin car il y a un lien entre ce locus et celui de la phosphohexose isomérase et celui de la phosphogluconate déshydrogénase.

32. Conclusion La sélection est difficile à mettre en place en raison de la diversité des situations rencontrées et aussi de l’importance des conséquences que cela peut entraîner. On classe les anomalies géniques en 2 catégories : - les anomalies dont la fréquence d’apparition est faible et < à 1%, a peu près constante dans le temps et au sein des différentes populations animales. Ces anomalies, le plus souvent létales, sont de loin les plus nombreuses. Cette faible fréquence d’apparition est due à un équilibre entre les mutations qui tendent à augmenter cette fréquence et la sélection naturelle, donc la létalité, tend à diminuer.

33. Ces anomalies ne sont pas éliminées par la sélection car trop coûteuse et difficile. Il faut seulement maintenir une surveillance des élevages pour ne pas dépasser des seuils intolérables.

34. Les anomalies à fréquence élevée, variable dans le temps, et en fonction des populations animales concernées. Souvent, dans ce cas, les désavantages sont compensés par des avantages dans d’autres domaines. Les hétérozygotes sont alors supérieurs aux homozygotes, pour des caractères zootechniques importants. La sélection, pour ou contre une telle anomalie doit être prise en compte aussi d’un point de vue économique. On recherche alors l’utilisation en croisement des races ou cette anomalie est importante afin de bénéficier de la supériorité éventuelle des individus hétérozygotes (de la F1).