Qu’est-ce qui s’en vient en génomique? Ben Hayes, Département des industries primaires, Victoria, Australie

Plan de présentation Des biopuces à SNP pour séquencer tout le génome Le projet « Génomes de 1000 taureaux » Nouveaux caractères -> efficacité de la conversion alimentaire Les autres 96 % -> microbiomes du rumen

Cheptel de référence Génotypes Phénotypes Équation de prédiction Sélection de candidats Génotypes Éleveurs sélectionnés Valeurs d’élevage estimées Valeur d’élevage génomique = w 1 x 1 +w 2 x 2 +w 3 x 3 ……

Ajouter des animaux dans le cheptel de référence Augmenter les fiabilités

Prédiction déterministe vs données Holstein Nombre de taureaux dans le cheptel de référence Précision des valeurs d’élevage génomiques Prédiction Daetwyler et al. (2008) Données de Holstein USA

Augmenter les fiabilités De meilleurs marqueurs d’ADN? Fiabilité maximale -> une partie de la variance génétique est expliquée par les marqueurs d’ADN Panels à biopuce de 50 k SNP : 60 % pour la fertilité, 90 % pour la production de lait

Technologie du séquençage Coût du séquençage d’un génome ($)

Technologie du séquençage Coût du séquençage d’une seule base $ , $

Ancêtres Holstein déterminants Année de naissance Parenté TO-MAR BLACKSTAR-ET19837,9 ROUND OAK RAG APPLE ELEVATION19657,6 PAWNEE FARM ARLINDA CHIEF19627,2 MJR BLACKSTAR EMORY-ET19897,1 WA-DEL RC MATT-ET19897,0 KED JUROR-ET19907,0 S-W-D VALIANT19736,8 CAL-CLARK BOARD CHAIRMAN19766,8 RICECREST EMERSON-ET19946,8 Carol Prelude Mtoto ET19936,7 WALKWAY CHIEF MARK19786,7 MARGENE BLACKSTAR FRED19916,7 HANOVERHILL STARBUCK19796,6

ATTCTGGGGGCCTTACTCCC ATTGTGGGGGCCATACGCCC ATTCTGGGGGCCTTACGCCC ATTGTGGGGGCCATACTCCC Imputation de la séquence

ATTCTGGGGGCCTTACTCCC ATTGTGGGGGCCATACGCCC ATTCTGGGGGCCTTACGCCC ATTGTGGGGGCCATACTCCC C T G G G T

Imputation de la séquence ATTCTGGGGGCCTTACTCCC ATTGTGGGGGCCATACGCCC ATTCTGGGGGCCTTACGCCC ATTGTGGGGGCCATACTCCC ATTCTGGGGGCCTTACTCCCATTGTGGGGGCCATACGCCC ATTGTGGGGGCCATACTCCC

Plan de présentation Des biopuces à SNP pour séquencer tout le génome Le projet « Génomes de 1000 taureaux » Nouveaux caractères -> efficacité de la conversion alimentaire Les autres 96 % -> microbiomes du rumen

Projet Génomes de 1000 taureaux Fournir une banque de données de génotypes à partir des séquences des taureaux ascendants (ancestraux) déterminants Effort mondial! – les groupes spécialisés dans le séquençage peuvent s’impliquer Obtenir le génotype de tous les individus séquencés

Le génome de 236 taureaux et de 2 vaches a été séquencé 130 Holstein, 48 Angus, 15 Jersey et 42 Fleckvieh Projet Génomes de 1000 taureaux Nom Facteur de couverture

25,2 millions de variantes filtrées 23,5 millions de SNP X Projet Génomes de 1000 taureaux Nombre de variants

Variantes d’ADN affectant les caractères génétiques dans les données Valeurs d’élevage génomiques plus fiables -> 100 % de la variance génétique expliquée effet léger sur la production, plus important sur la fertilité? Des valeurs d’élevage génomiques plus fiables d’une génération à l’autre Taureaux génomiques comme pères de taureaux reproducteurs, JIVET ( transfert embryonnaire in vitro juvénile ), et autres Projet Génomes de 1000 taureaux

Meilleure compréhension des effets de la sélection? Projet Génomes de 1000 taureaux Intervalle entre les vêlages (jours) Volume de lait (L)

Plan de présentation Des biopuces à SNP pour séquencer tout le génome Le projet « Génomes de 1000 taureaux » Nouveaux caractères -> efficacité de la conversion alimentaire Les autres 96 % -> microbiomes du rumen

Australie : sélection des bovins laitiers L’indice de sélection actuel n’englobe pas la variation des caractères reliés aux exigences d’entretien Gras du lait Protéine du lait Lactose Gestation Entretien

Cheptel de référence Génotypes Phénotypes Équation de prédiction Sélection de candidats Génotypes Éleveurs sélectionnés Valeurs d’élevage estimées Valeur d’élevage génomique = w 1 x 1 +w 2 x 2 +w 3 x 3 ……

Collaboration avec la Nouvelle-Zélande 2000 génisses : trop cher à évaluer Collaboration avec la Livestock Improvement Corporation et la Dairy NZ 1000 génisses pour chacun

Essais réalisés à Rutherglen

 Différence entre les 10 % des génisses les plus efficaces et les moins efficaces : 1,5 kg ingéré par jour pour le même rythme de croissance  Mais la sélection ne porte que sur la composante génétique  L’héritabilité était de 0,28 ± 0,15 Résultats

L’ADN de toutes les génisses, génotypé avec marqueurs Prédictions génomiques

Résultats: précision des prédictions génomiques Essai Précision Essai 1 0,40 Essai 2 0,42 Essai 3 0,40 Moyenne 0,41±0,01

Efficacité de la conversion alimentaire Réel effort international pour augmenter le cheptel de référence Dirigé par Roel Veerkamp (Université de Wageningen) Valeurs d’élevage génomiques fiables pour la conversion alimentaire Pays / source Nombre d’animaux phénotypés AUS_lact103 Canada202 Danemark363 Pays-Bas2 041 Allemagne1 071 Iowa398 Irlande805 SAC1 263 Wisconsin396 AUS843 Nouvelle-Zélande941

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Référence :

Conclusion Données sur les séquences de tout le génome –Meilleure fiabilité des valeurs d’élevage génomiques (surtout pour la fertilité?) –Meilleure persistance d’une génération à l’autre? Valeurs d’élevage génomiques pour de nouveaux caractères génétiques –Efficacité de la conversion alimentaire Profil du microbiome du rumen pour prédire les phénotypes? –Efficacité de la conversion alimentaire –Niveaux d’émission de méthane

Nous remercions Employés Hans Daetwyler, Jennie Pryce, Elizabeth Ross Partenaires / Bailleurs de fonds Dairy Futures CRC, Fondation Gardiner, Holstein Australie Comité de direction du projet « Génomes de 1000 taureaux »  Ruedi Fries (Université technique de Munich, Allemagne)  Mogens Lund/Bernt Guldbrandtsent (Université d’Aarhus, Danemark)  Didier Boichard (INRA, France)  Paul Stothard (Université de l’Alberta, Canada)  Roel Veerkamp (Université de Wageningen, Pays-Bas)  Ben Hayes/Mike Goddard (Département des industries primaires)  Curt Van Tassell (Département de l’Agriculture des États-Unis)

Projet Génomes de 1000 taureaux Le projet « Génomes de 1000 taureaux » vise à fournir à la communauté des chercheurs dans le domaine des bovins une vaste base de données qui permettra l’imputation des variantes génétiques à des fins de prédiction par génomique et de recherche, en associations, sur l’ensemble du génome des bovins. Nous désirons aussi créer une ressource qui permettra aux partenaires du projet d’imputer des séquences complètes du génome des taureaux et des vaches génotypés au moyen des panels de SNP. Cela servirait par exemple à la prédiction par génomique, à la recherche sur l’ensemble du génome bovin, en association, et pour la découverte de mutations causales. Banque de données des taureaux et des vaches qui ont été séquencés : sI Le génome standard de référence du projet peut être téléchargé de : bull genomes/reference for mapping/umd 3 1 reference 1000 bull genomes.fa.gz ou bien, pour l’Europe, de : _buILgenomes.fa.xz On trouvera à partir du lien suivant les directives d’alignement de séquences en vue de créer des fichiers BAM : Sequence Alignment Guidelines for producing bam files for the 1000 bull genomes project. Voici également le lien pour accéder au formulaire d’entente pour les nouveaux partenaires, y compris à la liste des partenaires actuels : 1000 Bull Genomes Project Agreement Enfin, on pourra, à partir du lien suivant, obtenir des exemples de fichiers de résultats : bovine variants.txt bovine dose.txt