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L’objectif principal de toute sélection génétique est d’améliorer les performances d’une population en choisissant les meilleurs individus reproducteurs d’une génération afin de produire les individus de la génération suivante.
L’émergence des marqueurs moléculaires tels que les SNP (Single Nucleotide Polymorphisms) dans les années 2000 a permis le développement de biotechnologies qui a abouti en 2011 et 2013 à la création, en filière volaille, de puces à SNP haut-débit de 60 000 et 600 000 SNP par les entreprises Illumina et Affymetrix (Groenen et al., 2011 ; Kranis et al., 2013). La sélection génomique s’est ensuite développée en utilisant ces informations sur les polymorphismes de l’ADN, en complément des mesures de performances, pour choisir les futurs reproducteurs parmi un ensemble de candidats à la sélection. En parallèle, le développement des nouvelles techniques de séquençage (NGS, Next Generation Sequencing) permettent dès à présent d’envisager des solutions autres que les puces à SNP pour réaliser cette sélection génomique.

Développer des outils à faible coûts…

Actuellement un génotypage sur puce à SNP haute densité (HD) reste encore trop cher pour les candidats à la sélection, surtout pour une espèce comme la poule où la valeur marchande du reproducteur est très faible. Un des enjeux de la sélection génomique est alors de développer des outils à plus faible coût. Une première solution est le développement de puces à SNP basse densité (BD). Il s’agit pour cela de sélectionner un panel de marqueurs SNP permettant une imputation (prédiction mathématique) des génotypes manquants sur la puce HD. Une autre solution pourrait être de séquencer en basse profondeur les candidats à la sélection puis d’imputer la séquence basse profondeur vers les génotypages HD ou les séquences haute profondeur.

… par la technique de l’imputation

Le point commun à ces deux solutions est l’imputation. Cette technique permet de déduire les génotypes manquants de l’ensemble des candidats à la sélection à partir de leurs génotypages (ou séquences basse profondeur) et d’une population de référence génotypée avec une puce HD (ou séquencée en haute profondeur) (Dassonneville, 2012). La technique de l’imputation s’appuie sur les règles de la transmission mendélienne des caractères et sur le déséquilibre de liaison. Le déséquilibre de liaison entre 2 loci correspond à une association préférentielle entre les allèles portés par les individus à ces 2 loci.

Le séquençage haute profondeur des reproducteurs pour améliorer les évaluations génomiques ?

Un autre levier d’optimisation de la sélection génomique en poule pondeuse concerne les génotypages des reproducteurs. Ces génotypages sont obtenus avec une puce HD et permettent d’obtenir une bonne précision des évaluations génomiques. Il peut être intéressant de se demander si le séquençage haute profondeur des reproducteurs peut permettre ou non d’améliorer la précision des résultats des évaluations génomiques.
Les entreprises avicoles comme Novogen prennent donc aujourd’hui le tournant de la révolution que constitue la sélection génomique. Dans un monde très compétitif et concurrentiel, les entreprises de sélection doivent mettre en place les meilleures stratégies de génotypages pour leurs schémas de sélection dans le but de produire les meilleurs animaux et produits.

Les objectifs de la thèse

L’objectif global de la thèse sera, en se basant sur deux lignées de poules pondeuses sélectionnées par l’entreprise Novogen, d’étudier différentes stratégies de génotypages des individus reproducteurs et candidats à la sélection de façon à optimiser la précision des résultats des évaluations génomiques tout en minimisant les coûts à l’échelle du schéma de sélection.

• Dans un premier temps, une étude de l’impact de différents facteurs tels que la densité de SNP sur puces BD, la méthodologie utilisée pour construire les puces BD, la taille et la structure des populations de référence et candidate, la structure du déséquilibre de liaison, etc. sur l’efficacité de l’imputation sera réalisée.
• Dans un deuxième temps, sur la base des observations menées précédemment, nous développerons une puce à SNP BD multi-lignée poule et nous étudierons son impact sur la précision des évaluations génomiques. Notre objectif est ici d’obtenir à la fois une puce permettant de bons résultats d’imputation de la population candidate ainsi qu’une bonne précision des résultats des évaluations génomiques.
• Enfin, dans un troisième temps, nous étudierons l’intérêt des séquences dans le schéma de sélection, au niveau des reproducteurs avec des séquences grande profondeur et au niveau des candidats avec des séquences basse profondeur.

Florian Herry travaille sur ce sujet de thèse depuis le 1^er novembre 2016 pour une durée de 3 ans. Il est encadré par Sophie Allais et Pascale Le Roy dans l’équipe génétique et génomique.

Contacts

Florian Herry : florian.herry[at]inra.fr (doctorant) ; Sophie Allais : sophie.allais[at]agrocampus-ouest.fr (co-encadrante de thèse) ; Pascale Le Roy : pascale.le-roy[at]inra.fr (directrice de thèse) 

Bibliographie

• Dassonneville, R., 2012. Sélection génomique chez les bovins laitiers. AgroParisTech, Inra Gabi, Jouy-en-Josas. Thèse de doctorat.
• Groenen, M. A. M., Megens, H. J., Zare, Y., Warren, W. C., Hillier, LD W., Crooijmans, R. P. M. A., Vereijken, A., Okimoto, R., Muir, W. M. et Cheng, H. H., 2011. The development and characterization of a 60K SNP chip for chicken. BMC genomics. Vol. 12, n° 1, pp. 1. [DOI]
• Kranis, A., Gheyas, A. A, Boschiero, C., Turner, F., Yu, L., Smith, S., Talbot, R., Pirani, A., Brew, F., Kaiser, P., Hocking, P. M., Fife, M., Salmon, N., Fulton, J., Strom, T. M., Haberer, G., Weigend, S., Presinger, R., Gholami, M., Qanbari, S., Simianer, H., Watson, K. A., Woolliams, J. A. and Burt, D. W., 2013. Development of a high density 600K SNP genotyping array for chicken. BMC Genomics. Vol. 14, n° 1, pp. 59. [DOI]