Epistasis is a fundamental component of the genetic architecture of prolificacy in PIGS

1. Epistasis is a fundamental component of the genetic architecture of prolificacy in PIGS J.L. Noguera , M.C. Rodriguez, & al. 8th world congress on genetics applied to liverstock production, august 13-18,2006, belo horizonte, MG , BRAZIL

2. Etude qui va au delà de la simple génétique quantitative, qui s’intéresse à l’observation du phénotype.  génétique moléculaire : étude du génotype

3. Quelques rappels Chez la truie, espèce polytocique, la taille de la portée est multifactorielle pour un individu, nombre de nouveau-nés vivants ou morts par mise bas = Prolificité Génétique = composant du phénotype prolificité Prolificité = M + G + U Effet d’environnement Effet génotype Moyenne Population d’élevage Caractère complexe  reproduction sélective difficile  faible héritabilité. S’exprime uniquement chez la femelle.

4. Facteurs composant l’effet génotype : - la dominance : allèle dominant s’exprime sur l’allèle récessif - la récessivité : allèle exprime phénotype seuleument sous la forme homozygote - l’épistasie : interaction entre 2 gènes non allèles telle que l’un empêche l’autre de s’exprimer - QTL = Quantitative Trait Loci  portion du génome a effet majeur sur un caractère quantitatif

5. Études antérieures basées uniquement sur dominance et récessivité . • Objectifs : étude de l’effet d’épistasie. prouver l’influence de l’épistasie sur la prolificité chez le porc. comparaison entre une cartographie génétique à une dimension (sur un QTL) et une autre à deux dimensions (deux QTL)

6. Matériel et méthodes • Croisements entre une race Iberian (race viandeuse) et une race Meishan (haute prolificité ~ 16 porcelets) : L’expérience 3 mâles 18 truies F0: F1: 97 truies 8 mâles 255 truies (881 portées) F2: Enregistrement des porcelets vivants

7. Etude du génome ADN extrait de sang congelé ou de tissus de la queue  117 marqueurs : - 109 microsatellites - 8 SNP • Amplification PCR des microsatellites • Cartographie génomique  analyse statistique

8. 2 modèles statistiques ont été utilisé : - QTL mapping à une dimension utilisant un modèle de régression : Avec : - y(ijk) = observation pour le nombre de porcelets nés vivants - H(i) = effet de la ième saison - u(j) = effet polygénique du jème individu -p(j) = effet environnement permanent du jème individu - a = effet additif - d = effet dominant - e(ijk) = effet résiduel aléatoire - c(a) = pr(QQ)-pr(qq) -c(d) = pr(Qq) -pr(QQ) = proba d’être homozygote Iberian - pr(qq) = proba d’être homozygote Meishan -pr(Qq) = probabilité d’être hétérozygote y(ijk) =H(i) + u(j) + p(j) + c(a)a + c(d)d + e(ijk)

9. QTL mapping à 2 dimensions : Selon 2 méthodes : - incluant les effets des 2 QTL de 2 loci différents mais sans leurs interactions Cette méthode n’est pas développée dans notre étude. - incluant les effets d’épistasie entre 2 QTL : y(ijk) = H(i) + u(j) + p(j) + c(a1)a1 + c(d1)d1 + c(a2)a2 + c(d2)d2 + e(ijk) y(ijk) = H(i) + u(j) + p(j) + c(a1)a1 + c(d1)d1 + c(a2)a2 + c(d2)d2 + c(axa)I(axa) + c(axd)I(axd) + c(dxa)I(dxa) + c(dxd)I(dxd) + e(ijk) Avec : I = effets d’interaction épistasique c = coefficients de régression

10. Résultats obtenus

12. Dans l’étude à une dimension, 2 résultats sont hautement significatifs et un moins significatif. • Dans l’étude à 2 dimensions, 6 résultats sont hautement significatifs et 3 moins significatifs. Conclusion: • La 1ère étude ne fait intervenir que 3 chromosomes • La 2nde en fait intervenir 13 • 2nde étude beaucoup plus complète et aux vues du tableau beaucoup plus significative Cette étude inédite prouve l’intervention indiscutable de l’épistasie sur la prolificité. Ce facteur va rendre plus difficile l’application pratique de cette sélection.

13. Critiques • Au niveau méthodologie : - environnement fixé or, en pratique l’environnement est un critère important à ne pas négliger - l’héritabilité est également considérée connue et fixe quels que soient les couples formés entre les 2 races - Interactions à plusieurs degrés envisageables ( étude limitée à 2 dimensions  pourquoi pas plus ? ) - L’ épistasie n’est certainement pas le seul paramètre ( effet polygénique) - Etude sur la race Meishan  ces QTL existent-ils aussi dans d’autres races ?

14. Applications pratiques • Objectif d’un élevage ?  lier des caractères génétiques opposés afin d’avoir la meilleure productivité possible  en élevage porcin, allier développement musculaire optimal et prolificité Rôle du vétérinaire : • Connaître l’existence de ces QTL afin d’aider l’éleveur à réaliser les meilleurs croisements possibles. • Ceci passe par la fabrication de kits par des firmes détectant la présence de ces QTL chez une truie donnée (coûts/bénéfices avantageux ?) • De plus, conception de fiches de suivis de reproduction, d’index contenant le paramètre prolificité dans une approche de management d’élevage. • Alternative à l’utilisation du Large White en croisement avec le Piétrain • Autres effets intervenants dans la productivité et à ne pas perdre de vue : - un environnement adéquat - une alimentation équilibrée

15. Bibliographie • Modern Genetics for Veterinarians and the Animal Sciences, Georges Michel, 2002, University of Liege • Introduction à l’analyse génétique, Griffiths, Miller, et al, 4th edition, 2006 • Epistasis is a fundamental component of the genetic architecture of prolificacy in pigs, J.L. Noguera, M.C. Rodriguez et al., 8th World Congress on Genetics Applied to Liverstock Production, August 13-18, 2006, Belo Horizonte, MG, Brazil • Nat.Rev.Genet., Calborg O. and Haley, 2004, 5:619-625 • Anim. Genet., Rodriguez C., Tomas A. et al, 2005, 36:490-496 • Genetics, Haley C., Knott S. et al, 1994, 136:1195-1207 • http://www.ulg.ac.be/fmv/quant • www.inra.fr/internet/Produits/PA/an1998/num983/dossierHP/dd983.htm

16. Gademer Angélique Lefèvre Nicolas De oliveira Fabien