Effects of different mating designs on inbreeding, genetic variance and response to selection when applying individual selection in fish breeding programs.

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1 Effects of different mating designs on inbreeding, genetic variance and response to selection when applying individual selection in fish breeding programs (M. Dupont-Nivet, M. Vandeputte, P. Haffray, B. Chevassus) Douay Guillaume Ouvier Christelle Robert Mickael

2 Introduction La conservation de la variabilité génétique est essentielle pour préserver le progrès génétique. Les méthodes didentification des poissons sont difficiles ( identification individuelle) et coûteuses (marqueurs génomiques ) Le déclin de la variabilité génétique est un gros problème dans lindustrie piscicole dû aux particularités biologiques des poissons (fécondité élevée, effet maternel important et interactions sociales)

3 But de létude : Investiguer de façon simple et peu coûteuse la préservation de cette variabilité, par mise en place de différents schémas daccouplement.

4 Matériels et méthodes

5 Simulation des populations =>modèle POLYGENIQUE ADDITIF SIMPLE ne tient pas compte : des effets maternels de la consanguinité des familles de taille déséquilibrée

6 Paramètres étudiés Les schémas daccouplement étudiés : FF = full factorial = s males * d femelles => s * d familles FS = factorial by set = s males et s femelles, accouplements en x carrés de t males et t femelles => t² * x familles NE = nested design= chacun des s males * N femelles et chaque femelle x 1male=> s * N familles SP = single pairs = chacun des s males avec une des s femelles => s familles Sélection : on garde les animaux aux plus grandes valeurs phénotypiques pour la reproduction.

7 Dans chaque cas : 30 générations simulées A chaque génération mesure de : - consanguinité moyenne - valeur génétique moyenne - valeur phénotypique - variance génétique additive étude de variabilité génétique additive et de la consanguinité en fonction de Ne + comparaison entre les différents schémas daccouplement. étude de la réponse génétique cumulée R en fonction de Ne.

8 Résultats

9 F va de 15 à 85% Plus Ne, plus la variabilité génétique est maintenue Différences évidentes entre les schémas daccouplement pour un même Ne FS moins efficace que FF mais si taille du sous- ensemble élevée (FS5 et FS10) faible différence 66,6 45,1 Pire schéma quel que soit Ne Meilleur schéma quel que soit Ne Meilleur schéma que SP Proches de FF 30 générations TPS = 5000 h 2 = 0,5

10 A court terme, plus Ne, plus faible est la réponse à la sélection Pas de schéma daccouplement supérieur aux autres 5 générations TPS = 5000 h 2 = 0,5

11 Réponse cumulée va de 26,6 à 36,5σ A A long terme, intervalle optimum de Ne pour obtenir la meilleure réponse à la sélection Différences évidentes entre les schémas daccouplement pour un même Ne FS5 et FS10 équivalents à FF 34,7 30,2 Pire schéma Meilleurs schémas <<< FF 30 générations TPS = 5000 h 2 = 0,5

12 15 générations TPS = 1000 h 2 = 0,1 Les différences entre les différents schémas de reproduction quand h², nombre de générations et TPS Seules différences significatives

13 Discussion

14 Limites de la méthode Ne considère pas deffet de linbreeding sur le phénotype - Perte de variabilité génétique ? Pas deffet maternel - Si il existe modèle avec peu de femelles perd plus de variabilité que modèle avec beaucoup de femelles. Famille de taille constante avant sélection - Pas possible avec tous les poissons surtout quand identification impossible Perte de variabilité génétique supérieure avec des familles de taille non équilibrées - Avantage au schéma de reproduction où les males sont accouplés à plusieurs femelles

15 Effet de lhéritabilité, de la taille de la population et de Ne Paramètres utilisés dans le modèle couvrent beaucoup de situations potentiellement rencontrées en aquaculture. Variabilité génétique mieux conservée quand h² est faible et que Ne est grand (= sélection moins efficace!!!). Le progrès génétique résulte de léquilibre entre lefficacité de sélection ( Ne bas) et la conservation dune variabilité génétique (Ne haut). Variabilité génétique mieux conservée quand la taille de la population totale est basse. (si population augmente besoin de sélectionner plus pour garder le même nombre de géniteurs)

16 Effet du schéma daccouplement Schéma FF est le meilleur, SP le pire pour préserver la variabilité génétique Plus il y a de familles créées, meilleure est la conservation de la variabilité génétique > diminution du drift génétique Différences entre les schémas diminue quand la sélection est moins efficace car dans ce cas la perte de variabilité génétique est moins critique.

17 Conséquences pratiques Risque important lors dune intensité de sélection poussée Dans certaines espèces de poissons fécondité importante, mortalité juvénile importante et interactions sociales risque de diminution de leffectif efficace

18 Schéma FF est donc le meilleur Accouplement factoriel par mélange de semences avant fécondation nest pas à conseiller + dinbreeding dans le schéma FF que dans le schéma SP du fait de la compétition entre semence ( McKay et McMillan 1991) Pooler les œufs des différentes femelles (même nb doeufs), diviser en autant de sous-échantillons quil ny a de mâles, fertiliser chaque sous-échantillon avec un mâle Pas possible de connaître les éventuelles problèmes de reproduction des femelles

19 Faible différence entre FF et FS Or modèle FF pénible à suivre si on veut être sûr que chaque accouplement a bien lieu Ainsi modèle FS bonne alternative Le modèle factoriel partiel avec fécondation individuelle est compatible avec lindustrie piscicole (élevage de truites, dorades, et turbots en France)

20 Conclusions Augmenter le nombre de géniteurs est nécessaire quand les techniques de préservation des gamètes et de fécondation artificielle ne sont pas maîtrisées et quand modèle SP utilisé. Il est essentiel de gérer correctement la reproduction avant de vouloir mettre en place des populations fermées en vue de sélection.

21 Bibliographie DUPONT-NIVET M., VANDEPUTTE M., HAFFRAY P., CHEVASSUS B. Effects of different mating designs on inbreeding, genetic variance and response to selection when applying individual selection in fish breeding programs. Aquaculture, Volume 252, Issues 2-4, 10 March 2006, Pages 161-170

22 Merci pour votre attention