Heritabilité de la tolérance des alevins des Tilapia du Nil (Oreochromis niloticus)au froid.

1. Heritabilité de la tolérance des alevins des Tilapia du Nil (Oreochromis niloticus)au froid. • Marion COLLET • Mauve HEHUNSTRE • Justine JONON • Bénédicte MACHIELS Octobre2005

2. PLAN • Introduction • Historique des recherches • But de la recherche • Matériel et méthodes • Expérience • Modèles utilisés • Analyses 8. Critiques de l’étude • Conseils et applications pratiques • Bibliographie

3. Introduction • Origine : Régions tropicales et sub-tropicales de l’Afrique. • Actuellement: Elevage à travers le monde. Dans les régions tempérées: saison hivernale d’où: -> Baisse de croissance -> Diminution de la période de reproduction -> Augmentation de mortalité Eau < 22°……… Arrêt de la reproduction <20°……… Arrêt de la prise de nourriture <10-12°… Mort après quelques jours

4. 2. Historique des recherches • 1983: Etudes sur plusieurs espèces de Tilapias -> Une grande partie de la variance phénotypique du caractère «tolérance au froid» est expliquée par des effets de dominance entre gènes. • Tandis qu’en 1990: Chez l’espèce Oreochromis niloticus -> hypothèse d’un impact important des effets additifs entre gènes.

5. 3. But de la recherche ESTIMER L’HERITABILITE DE LA TOLERANCE AU FROID Permettant ainsi : • D’effectuer une sélection • D’étendre la période de reproduction • De réduire les pertes économiques

6. 4. Matériel et méthodes(étude réalisée à Abbassa) croisements entre 4 espèces égyptiennes ↓ Pool de base : 108 grands-parents (F1) ↓ 123 parents (F2) ↓ 806 alevins expérimentaux produits selon un modèle de croisement(un mâle est croisé avec deux femelles différentes): Pool de base: 80 familles.

7. Pedigree de chaque individu établi. 60 ind. dans chaque famille -> Même milieu; environnement et alimentation contrôlés. ↓ Croissance et identification individuelle ↓ A l’âge de 41 à 91 jours: début de l’étude D’où poids et âges des alevins différents-> correction des effets poids et âge dans les modèles.

8. 5. Expérience • 2 paramètres mesurés pour évaluer la tolérance au froid : - CDH : Cooling degree hours . Nombre d’heures de survie*différence entre Ti et TAD -TAD : Température au moment de la mort • Protocole : Ti=20° pendant 48h 16° pendant 48h 11° pendant 48h - 1° / jour jusqu’à la mort NB: CDH préféré à TAD car permet de distinguer les poissons qui meurent à la même température mais à des temps différents!

9. 6. Modèles utilisés • Modèle n° 1: Modèle animal tenant compte de l’effet père et de l’effet mère : CDH ou TAD = moyenne pop + effet aquarium + effet âge (covariable* coefficient de corrélation) + effet poids corporel + effet père + effet mère + effet résiduel • Modèle n°2: Modèle animal prenant en compte les relations entre poissons de l’expérience, leurs parents et grands-parents: CDH ou TAD ou ln(BW) = moyenne + effet aquarium + effet âge (covariable* coefficient) + effets génétiques additifs + effet famille + effet résiduel.

10. 7. Analyse • EFFET AQUARIUM Reste important même si «tous» les paramètres sont contrôlés (oxygène, T°c, Ph, Nitrates, …) • EFFET AGE Sera corrigé dans le modèle car alevins âgés de 41 à 91 jours • EFFET POIDS CORPOREL -sera corrigé dans le modèle car alevins agés de 41 à 91 jours -> BW remplacé par logarithme naturel de BW (ln(BW)) -corrélation poids-taille +++ -> effet taille non pris en compte -type de relation entre CDH et poids corporel établie : type logarithmique puis linéaire quand taille ↑. Donc petits poissons ont CDH moindre. • EFFET «FAMILLE» effet combiné de la famille et de l’environnement commun.

11. Corrélations * rappel : taille-poids * corrélation négative entre CDH et TAD * corrélations phénotypique et génotypique entre ln(poids corporel) et tolérance au froid. • Au final, après correction sur le poids • Avec CDH, h²= 0,05 • Avec TAD, h²= 0,06 ie une faible héritabilité de la tolérance au froid

12. 8. Critiques de l’étude • Choix du modèle : modèle animal Avantage : complet car détaille de nombreuses influences Inconvénients : - Analyse combinée de l’environnement commun et des effets maternels -> enlève de la précision, biais dans l’estimation de l’héritabilité (différence selon l’âge des sujets considérés) - h² très faible quelque soit l’âge or effet “environnement commun-famille” considérable --> peut-être sous estimation de l’effet génétique additif (une part est attribuée à l’environnement commun?)

13. Choix des paramètres évaluant la tolérance au froid • CDH : précision car distinction des poissons morts à une même température mais à des temps différents. • TAD: peu de précision, corrélation avec CDH présente mais non quantifiée.

14. Critiques des interprétations *Observation d’une tendance semblable entre l’importance de la tolérance au froid et le taux de croissance: l’étude conclut à une corrélation positive mais sans préciser l’intensité de celle-ci. *Importance de l’effet aquarium: l’explication proposée est la différence de distance entre les bassins et la source de froid. Extrapolation de l’étude: existence de courants froids in vivo responsable d’une variation dans la tolérance au froid… → hypothèse non confirmée, les différences entre aquariums peuvent être dues à des erreurs de manipulations…

15. *Effet taille:bcp de controverses et de contradictions dans les études antérieures; mais ici: l’étude conclut à un impact important du poids sur la tolérance au froid. *L’h² évaluée est faiblemais les valeurs trouvées sont cohérentes par rapport aux conclusions des études antérieures. *L’étude propose l’amélioration des conditions d’élevageafin d’augmenter le poids des alevins avant l’hiver puisque poids corporel et résistance au froid évoluent dans le même sens. Cependant, la corrélation génétique entre ces 2 caractères n’a pas été établie, faute de données. *Hypothèse de liaison génétique entre les 2 QTL (quantitative traits loci) “resistance au froid” et “poids corporel” MAIS distance= 22 cM -> liaison non établie

16. 9. Applications pratiques • Malgré imprécisions de l’étude, il apparaît que l’h² de la résistance au froid est faible -> sélection génétique directe difficile -> importance cruciale d’améliorer les conditions d’élevage, d’essayer de contrôler les courants froids, l’alimentation, … • La thermosensibilité semble être en relation avec la vitesse de croissance -> intérêt de déterminer la nature et l’intensité de cette relation pour faire une cosélection.

17. Intérêt de maximiser le poids des alevins avant la période froide car même si l’importance de la corrélation génétique n’est pas établie avec exactitude, cette corrélation n’est pas négative : l’↑ du poids ne peut qu’ ↑la tolérance au froid • Favoriser les recherches concernant la tolérance au froid: certaines constructions géniques permettent d’améliorer la couverture lipidique des saumons artiques -> possibilité d’extension à d’autres espèces?

18. 10. Bibliographie • Cours de génétique quantitative de 1° doc. Mme DETILLEUX • Travaux power-point des élèves de 2°doc de l’année 2004-2005 via http://www.ulg.ac.be/fmv/quant2doc.htm • Web : - granddictionnaire.com - http://www.unt.edu/benchmarks/archives/1998/july98/GLM.htm - http://www.environmentaldefense.org/documents/969_ACF11C5.htm