Génétique : Plan de sauvegarde

Comment gérer la variabilité génétique d’une race à petit effectif comme la race bovine Bretonne Pie Noir pour conserver son originalité et ne pas dégrader sa robustesse par la consanguinité ?
Zoom sur le fonctionnement du plan de sauvegarde génétique.

La gestion génétique de la race aujourd’hui

L’ensemble du cheptel Bretonne Pie Noir est actuellement géré par un programme de sauvegarde génétique, du fait de son statut de spécifique de race à très faible effectif. Il n’y a pas de sélection collective à proprement parler. 1 taureau rentre chaque année en Centre d’Insémination Animale de la Coopérative Evolution ; il est choisi de façon à conserver l’ensemble des lignées de taureaux qui ont été conservées au démarrage du programme de sauvegarde en 1976.

Les mères à taureaux sont choisies dans des élevages dans lesquels on a le plus de connaissances sur les mères ; fiabilité des généalogies, performances (contrôle laitier). On sélectionne ensuite les mères sur leur potentiel génétique de façon à maximiser la variabilité génétique générale de la race.

Les éleveurs, eux, reçoivent tous les ans un plan d’accouplement raisonné qui leur indique le taureau le plus génétiquement compatible avec chacune de leur vache.

 

Explications scientifiques du plan de sauvegarde dans sa globalité

Les méthodes utilisées pendant les 40 années de fonctionnement du plan de sauvegarde sont décrites dans le détail. Les nombreux perfectionnements apportés au programme initial depuis plus d’une décennie et les résultats constatés sur le terrain permettent de penser que l’approche actuelle est satisfaisante et d’envisager sereinement l’avenir de la race, sur le plan génétique et zootechnique, pour le bénéfice des éleveurs.

Résumé

Le plan de conservation de la race Bretonne Pie Noir a déjà 40 ans d’existence. A partir du début des années 2000, les méthodes utilisées ont fortement évolué. On est passé d’une gestion très simple avec subdivision en familles à une gestion optimisée tenant toujours compte de la situation réelle et basée sur un plus grand nombre de taureaux d’insémination animale (IA). Les résultats très favorables obtenus ces dernières années valident cette méthode dans la perspective de la conservation à très long terme de la diversité génétique dans la race.

1. Notions de base

Les populations de petite taille ont plus de difficultés que les populations de très grande taille à effectuer une sélection efficace sur les caractères très diversifiés qui peuvent intéresser les éleveurs. Avant de mettre cette sélection en place, l’objectif premier est alors de conserver au maximum la diversité de leurs origines, ce qui assure en même temps la conservation de leur type zootechnique original, qui est en quelque sorte leur image de marque. Pour satisfaire cet objectif en pratique, il faut s’appuyer sur des considérations un peu austères mais indispensables.

a) La parenté moyenne 2 à 2

La diversité génétique d’une population de femelles par exemple se mesure par leur coefficient moyen de parenté (moyenne pour tous les couples de femelles prises 2 à 2). C’est donc un critère très synthétique et collectif. La parenté entre la femelle 1 et la femelle 2 est le pourcentage de chances pour qu’ayant tiré au hasard un gène à un endroit du génome de la femelle 1 et un gène au même endroit chez la femelle 2, on tire en fait deux copies d’un même gène ancestral (peu importe le degré d’éloignement de cet ancêtre). Ceci peut se calculer avec des méthodes spécialisées à partir des généalogies, même très compliquées. Plus la parenté moyenne est élevée, moins il y a d’ancêtres de base représentés et plus on s’éloigne de la population de base. Il faut donc éviter que la parenté moyenne n’augmente trop vite au fil du temps.

b) La consanguinité moyenne

La consanguinité d’un animal est la parenté entre son père et sa mère. Il faut éviter que cette consanguinité soit trop élevée car au delà d’un seuil d’environ 7%, elle a un impact défavorable sur les caractéristiques de l’animal, notamment sa robustesse en élevage (fait bien connu dans le monde animal). Le choix des accouplements peut en partie freiner la consanguinité. En partie seulement, car s’il existe déjà un fort coefficient moyen de parenté entre les pères possibles et les mères, il ne sera pas possible d’éviter une forte consanguinité moyenne chez les descendants. Le contrôle de la parenté moyenne (critère collectif) est donc l’objectif essentiel, à viser en premier, le contrôle de la consanguinité n’intervenant qu’en second.

2. Lignes directrices passées du programme de conservation

Cette période s’étend du début du programme en 1977 aux inséminations de 2003. Les lignes ont été très simples. Ayant à disposition au départ 8 taureaux d’IA peu apparentés, on a divisé les femelles en 8 lignées. Pour une lignée de femelle donnée, on préconisait d’utiliser le taureau le moins apparenté à la lignée puis tous les deux ans, pour cette lignée, on changeait le taureau recommandé, en veillant à ce qu’il soit peu apparenté au premier. On constatait malheureusement que les effectifs de femelles par lignée devenaient de plus en plus déséquilibrés, ce qui conduisait à un fort déséquilibre dans l’utilisation des taureaux, fait préjudiciable au maintien de la diversité génétique. Le renouvellement des taureaux était très faible : tous les 2 à 3 ans, on remplaçait un des 8 taureaux actifs par 1 fils, mais compte tenu de l’épuisement des stocks de semence, on n’avait toujours que 8 taureaux à disposition.

A partir de 2003, cette approche, simple mais largement sous-optimale, a été abandonnée. On a mis à profit les avancées méthodologiques réalisées au niveau mondial à partir des années 90 dans le domaine de la gestion de la variabilité génétique. La mise en œuvre de ces avancées a été facilitée par le très fort développement contemporain de l’informatique et des capacités de calcul.

3. Lignes directrices actuelles du programme de conservation

a) les accouplements sont proposés aux éleveurs

Les éleveurs de Bretonne Pie Noir, ne disposant pas d’informations suffisantes sur la génétique du cheptel, ne peuvent appréhender correctement les conséquences de leurs choix d’accouplement (taureaux d’IA ou de monte naturelle). C’est évident pour l’estimation de la consanguinité résultant d’un accouplement (qui peut ne pas leur apparaitre s’ils remontent seulement sur 2 ou 3 générations). C’est encore plus vrai pour la parenté moyenne 2 à 2, critère collectif, entre l’ensemble des femelles et l’ensemble des mâles choisis par tous les éleveurs concernés. Rien ne s’oppose à ce que les éleveurs n’utilisent en fait qu’une partie des mâles mis à disposition à l’IA et gaspillent ainsi de la variabilité génétique.

On en arrive à la conclusion qu’il est préférable d’indiquer à chaque éleveur les accouplements qui sont les plus intéressants tant du côté du maintien de la diversité génétique que de l’évitement de la consanguinité. S’il les adopte, il contribue à conforter l’avenir de la population à laquelle ses vaches appartiennent et il évite les soucis liés à la consanguinité. La mise à jour s’effectue avec une périodicité annuelle.

b) le maintien de la diversité génétique en modulant l’utilisation des taureaux

La diversité génétique résultant d’un système d’accouplements provient non seulement des parentés moyennes mâle-mâle, mâle-femelle mais surtout de taux d’utilisation individuels de ces mâles. Ceux-ci sont donc optimisés par une méthode numérique spécialisée. Les taux sont calculés de manière à minimiser la parenté moyenne dans l’ensemble des femelles actuelles et des femelles attendues des accouplements programmés.

Ceci n’a été mis en œuvre qu’à partir des inséminations de 2003, avec des perfectionnements croissants tant du point de vue de la gestion informatique des fichiers que de l’efficacité des méthodes utilisées.

c) L’évitement de la consanguinité au travers des accouplements proposés

Une fois connus les taux d’utilisation des taureaux, un algorithme spécialisé permet d’obtenir la consanguinité moyenne la plus basse possible.

d) Le maintien de la diversité génétique au travers du renouvellement des taureaux

On vise à remplacer chaque taureau actif par 2 fils, dans le but d’augmenter le nombre total de taureaux disponibles. On en avait ainsi 15 en 2016. En pratique, chaque année, 1 à 2 taureaux dits pères à taureaux sont choisis parmi ceux dont le stock de semence commence à s’épuiser puis on choisit 60 à 80 mères à taureaux qui sont peu apparentées aux autresfemelles. Puis, ayant choisi un taux d’utilisation de ces taureaux, on optimise les accouplements entre pères à taureaux et mères à taureaux de manière à ce que non seulement les produits soient peu consanguins mais aussi, et surtout, peu parents e

n moyenne avec les taureaux existants. De cette manière, on entretient au mieux la variabilité génétique. Parmi tous les fils nés d’un même père à taureau, une commission d’éleveurs fait un choix définitif en vue de la constitution d’un stock d’environ 3000 doses en centre d’insémination artificielle (entreprise de mise en place). Par la suite, à partir de 2017, vu le nombre substantiel de taureaux actifs, un seul taureau sera remplacé annuellement.

4. Bilan de l’évolution de la parenté et de la consanguinité

Ce bilan concerne l’ensemble des femelles présentes au fichier généalogique de la Bretonne Pie Noir, en fonction de leur année de naissance. Le graphique 1 indique la croissance des effectifs à partir du lancement du programme. Le graphique 2 indique le nombre de générations connues. Le graphique 3 indique la parenté moyenne 2 à 2 pour les femelles nées la même année et le graphique 4 leur consanguinité moyenne. Les naissances de 1978 à 2003 correspondent au premier programme et les naissances de 2003 à 2014 correspondent au second programme. Au cours du premier programme (25 ans), la parenté et la consanguinité ont augmenté de 5 et 3 points respectivement (soit 0,20% et 0,12% par an respectivement).

Ce résultat peut paraitre honorable mais il est nettement moins bon que celui observé pour le second programme, qui trouve donc sa justification a posteriori. En effet, ce programme a permis de stabiliser parenté et consanguinité, notamment grâce à l’utilisation d’un plus grand nombre de taureaux et à la mise en œuvre de méthodes performantes. Cette stabilisation ne pourra bien entendu être que momentanée mais on peut en déduire que le rythme définitif d’augmentation de la parenté-consanguinité sera nettement plus faible avec ce second plan qu’avec le premier.

Jean-Jacques Colleau, Novembre 2016