Evidence for selection by male mating success in natural ...
Effects of different mating designs on inbreeding, genetic variance and response to selection when...
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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
Introduction
La conservation de la variabilité génétique est essentielle pour préserver le progrès génétique.
Les méthodes d’identification des poissons sont difficiles
( identification individuelle) et coûteuses (marqueurs génomiques )
Le déclin de la variabilité génétique est un gros problème dans l’industrie piscicole dû aux particularités biologiques des poissons (fécondité élevée, effet maternel important et interactions sociales)
But de l’étude :
Investiguer de façon simple et peu coûteuse la préservation de cette variabilité, par mise en place de différents schémas d’accouplement.
Matériels et méthodes
Simulation des populations
=>modèle POLYGENIQUE ADDITIF SIMPLE
ne tient pas compte :
des effets maternels
de la consanguinité
des familles de taille déséquilibrée
Paramètres étudiés
Les schémas d’accouplement 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.
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 d’accouplement.
étude de la réponse génétique cumulée R en fonction de Ne.
Résultats
• F va de 15 à 85%
• Plus Ne ↑, plus la variabilité génétique est maintenue
• Différences évidentes entre les schémas d’accouplement 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
h2 = 0,5
• A court terme, plus Ne ↑, plus faible est la réponse à la sélection
• Pas de schéma d’accouplement supérieur aux autres
5 générations
TPS = 5000
h2 = 0,5
• Réponse cumulée va de 26,6 à 36,5σA
• A long terme, intervalle optimum de Ne pour obtenir la meilleure réponse à la sélection
• Différences évidentes entre les schémas d’accouplement pour un même Ne
• FS5 et FS10 équivalents à FF
34,7
30,2
Pire schéma
Meilleurs schémas
<<< FF
30 générations
TPS = 5000
h2 = 0,5
15 générations
TPS = 1000
h2 = 0,1
• Les différences entre les différents schémas de reproduction ↓ quand h², nombre de générations et TPS ↓
Seules différences significatives
Discussion
Limites de la méthode
Ne considère pas d’effet de l’inbreeding sur le phénotype - Perte de variabilité génétique ?
Pas d’effet 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
Effet de l’héritabilité ,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 l’équilibre entre l’efficacité de sélection ( Ne bas) et la conservation d’une 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)
Effet du schéma d’accouplement
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.
Conséquences pratiques
Risque important lors d’une intensité de sélection poussée
Dans certaines espèces de poissons fécondité importante, mortalité juvénile importante et interactions sociales risque de diminution de l’effectif efficace
Schéma FF est donc le meilleur
Accouplement factoriel par mélange de semences avant fécondation n’est pas à conseiller
+ d’inbreeding 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 d’oeufs), diviser en autant de sous-échantillons qu’il n’y a de mâles, fertiliser chaque sous-échantillon avec un mâle
Pas possible de connaître les éventuelles problèmes de reproduction des femelles
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 l’industrie piscicole (élevage de truites, dorades, et turbots en France)
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.
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
Merci pour votre attention