Incorporation des effets compétitifs dans les programmes d’élevage afin d’améliorer les performances et le bien-être animal Dederen Priscilla Groupe 48 Douroux Anne-Claire Rodier Caroline Van Brussel Christelle

1) Présentation du sujet Les interactions compétitives ont des impacts sur : - la productivité - le bien-être Les modèles classiques ignorent ces interactions  Certains caractères ne répondent pas à la sélection selon cette théorie malgré : * une héritabilité positive * un différentiel de sélection efficace  de ces interactions   réponse à la sélection  peut  nombre d’espèces domestiquées.

Etudes réalisées sur le sujet : 1ère étude => Griffing, étude ignorée Bijma et Muir, généralisation des méthodes 2 méthodes : incorporation des interactions compétitives dans les programmes d’élevage 1) Sélection sur plusieurs niveaux 2) Modèles mixtes évolués => Améliorer la productivité et le bien-être animal

2) Matériels Sélection sur plusieurs niveaux * Méthode observée dans les populations naturelles, de laboratoire et domestiques. * Poules pondeuses - en cage individuelle - en cage collective (12) Sélectionnées sur base du poids des œufs après 1 an de logement Sur 5 cycles de sélections Modèles mixtes évolués * Cailles japonaises - en cage collective (16) Sélectionnées sur leur poids à l’âge de 6 semaines (/ modèle BLUP) Sur 23 cycles de sélection

3) Commentaires des méthodes utilisées 1ère méthode: Sélection sur plusieurs niveaux d’organisation (1) individus dans une cage  dominance sociale, acquisition de ressources, environnement permanent et effets maternels cage dans une ferme  distribution de la parenté parmi et dans les cages, et effets de l’environnement communs à tous les animaux dans la cage ferme dans un pays  espèces fermières, pratiques de management, et effets de l’environnement communs à tous les animaux de la ferme à l’intérieur d’un pays  directives gouvernementales, préférences culturelles, et effets de l’environnement communs à tous les animaux du pays Les bas niveaux correspondant plutôt à l’effet génétique et les niveaux supérieurs à l’effet environnemental

1ère méthode: Sélection sur plusieurs niveaux d’organisation (2) Sélection individuelle ↔ sélection de groupe Donc : corrélation <0 entre performance individuelle et performance de groupe

Sélection individuelle dans des groupes aléatoires Chaque gène à 2 effets - Effet direct  sur l’individu - Effet associé  sur les autres individus Réponse attendue à la sélection : Prédiction d’une covariance négative. L’amélioration génétique de la population sera  ou deviendra même <0

Sélection de groupe (1) Réponse attendue à la sélection (si sélection transférée au niveau suivant de l’organisation) : Toujours positif L’efficacité du groupe de sélection peut-être améliorée en formant des groupes d’individus apparentés. Donc réponse à la sélection :

Pour les groupes clonés, la réponse à la sélection sera : Sélection de groupe (2) Pour les groupes clonés, la réponse à la sélection sera :

A- Production des oeufs B- Mortalité Résultats expérimentaux obtenus en utilisant la sélection à plusieurs niveaux dans les espèces domestiques (Muir) Résultat à la sélection de groupe A- Production des oeufs B- Mortalité C- Mesure comportementale et physiologique du stress Expliqué à l’oral : La masse des œufs augmente, la mortalité diminue pour les animaux en collectif jusqu’à obtention des résultats identiques pour les animaux en cage individuelle

Après la 7ème génération, inclusion d’une lignée de poules commerciales:  Mortalité plus grande pour la lignée commerciale et plus faible pour la lignée sélectionnée.  Les groupes contrôle et sélectionné étaient tous 2 dérivés de la lignée commerciale.

Sélection individuelle dans les groupes familiaux (Hamilton) Est une alternative à la sélection de groupe Réfère à la sélection parentale 1ère étude (Hamilton) : Adaptation génétique importante dans l’évolution du comportement social Généralisation (par Griffing) : Réponse attendue à la sélection : Si le r de la formule est diminué de k fois alors la seule possibilité pour que la réponse à la sélection soit positive c’est que k soit plus grand que 1/r

2ème méthode: Modèles mixtes évolués Sélection de groupe : basée sur la variation inter-groupe (non intra-groupe) La méthode optimale de sélection sépare effets directs et associés. Cette méthode de sélection permettrait l’établissement: - d’un index de sélection en se basant sur le schéma variance - covariance. - d’une estimation directe des paramètres associés au modèle. Un modèle similaire avec des effets génétiques indirects, est le modèle maternel, dans lequel les valeurs des traits phénotypiques de la progéniture sont la somme des effets directs dus à la progéniture et à l'effet maternel du à la mère Formule à l’oral

Test expérimental C – BLUP effets directs et associés D – BLUP effets directs

4) Résultats obtenus et conclusions

Sélection individuelle dans des groupes aléatoires Une réponse <0 est plus probable quand n augmente car chaque individu interagit avec n-1 personnes. d’où certains traits ne répondant pas à la sélection Et ce même si * h² >0 * différentiel de sélection efficace

Sélection de groupe Assurance d’une réponse positive à la sélection Mais n’est pas efficace car le différentiel de sélection est dépendant de la variation des moyennes de groupe, lesquelles  quand n augmente. Conclusion : + => Plus les individus sont proches génétiquement, plus la réponse à la sélection est efficace. - =>  de la taille de la population efficace  du taux de consanguinité => Limitation de la réponse à long terme

Résultats expérimentaux obtenus en utilisant la sélection à plusieurs niveaux dans les espèces domestiques (Muir) Réponse à la sélection de groupe : - Jusque la 5ème génération : Taux de réponse rapide => Variabilité génétique précédemment non utilisée => Présence possible de gènes majeurs pour le trait sélectionné - Après la 7ème génération : Mortalité => Diminue pour la sélection de groupe => Augmente pour la sélection individuelle Le % de mortalité cumulé des 3 lignées d’oiseaux en cage de 12 : - Groupe sélectionné + résistant au stress social et environnemental => plumage +++ Conclusion: D’un point de vue physiologique le bien-être de l’oiseau a été amélioré.

Sélection individuelle dans les groupes familiaux (Hamilton) Sélection individuelle dans un groupe familial ↔ Sélection parmi les groupes familiaux Sélection individuelle dépend : - des paramètres génétiques - de la taille du groupe  La sélection parentale permet une augmentation de la taille de la population efficace  La sélection dans les groupes familiaux est beaucoup plus efficace que si la sélection se fait dans des groupes aléatoires.

Effet net sur la population: Test expérimental Corrélation <0 entre effets directs et associés La variance des effets associés représente 1/3 des effets directs. L’augmentation de la taille du groupe amplifiera l’impact de ces effets (associés) Effet net sur la population: - Performance réduite pour D-BLUP - Performance +++ pour C-BLUP C-BLUP D-BLUP Régression >0, significative <0, non significative Régression du % de mortalité   Effets directs   Effets associés

Conclusions (1) Plusieurs méthodes faisant intervenir les interactions sociales ont été développées dans le but d’améliorer la productivité et le bien-être animal. Sans tenir compte des interactions, la réponse à la sélection est moins bonne voire <0 En tenant compte des interactions, on a une amélioration des performances

Conclusion (2) Méthodes individuelles conventionnelles : Mauvaises Sélection familiale Toujours bonne mais risque d’augmentation de la consanguinité Modèle mixte Mise en œuvre facile car une seule information nécessaire Sélection parentale Meilleur résultat que le modèle mixte

5) Quels usages ? VT doit conseiller l’éleveur Proposition d’un contrat de guidance Bien-être Sélection intra-groupe Sélection inter-groupe Conséquences:  production œufs -  poids animal  mortalité -  stress  Productivité de l’élevage  Rentabilité pour l’éleveur

6) Critiques Manque de précision: - formules - valeurs obtenues - résultats - critères de sélection des animaux Peu de relations entre formules et expériences Manque d’explications sur les conclusions tirées des formules Le bien-être reste un sujet phare Recoupement éthologie/génétique pour le bien-être animal

7) Bibliographie W.M. Muir, P. Bijma, Incorporation of competitive effects in breeding programs for improved performance and animal well-being, 8th World Congress on Genetics Applied to Livestock Production, 2006 www.ulg.ac.be/fmv/quant.htm Cours de génétique de 1er doctorat Cours de statistiques de candidature