Approfondissement de la connaissance du déterminisme génétique de l’efficience alimentaire

Le chapitre 3 a montré que l’efficience alimentaire est un caractère héritable dans la population Charolaise française, tout du moins chez les mâles en croissance ou en engraissement. Une interprétation possible est que les différences entre les animaux efficients et inefficients ne seraient pas sur la capacité à digérer plus ou moins bien un type d’aliment mais sur l’utilisation des nutriments à la suite de l’absorption. Le chapitre 3 a également montré que l’efficience alimentaire était liée à la composition corporelle des animaux, à savoir que les animaux efficients possédaient en moyenne une plus grande proportion de muscles dans la carcasse et un 5e quartier plus petit par rapport à leurs contemporains inefficients. Ces résultats confortent le fait que les différences sont liées à l’utilisation des nutriments car les animaux efficients déposaient plus de protéines en comparaison des moins efficients qui eux déposaient plus de lipides dans l’organisme. Outre le fait que ces résultats sont communs aux trois critères utilisés, les corrélations génétiques différentes de 1, estimées entre ces trois caractères, montre que le déterminisme génétique impliqué dans chacun d’entre eux est différent. Pour approfondir la compréhension du déterminisme génétique de l’efficience alimentaire, une étude génomique a été réalisée pour identifier les régions du génome pouvant influencer ces caractères. Afin de relier ces régions aux fonctions biologiques, une analyse d’enrichissement a été réalisée pour trouver les processus biologiques et les voies métaboliques impliqués dans le déterminisme de ces caractères. L’objectif est d’identifier les processus impliqués dans la variation interindividuelle de l’efficience alimentaire pour 1) confirmer l’interprétation de départ, 2) comprendre pourquoi les trois critères ont des déterminismes génétiques plus ou moins différents et 3) proposer de potentiels biomarqueurs de l’efficience alimentaire.

Nous avons choisi de réaliser ce travail avec les taurillons du dispositif Vachotron II, car provenant de pères sélectionnés sur la CMJR et ayant donc une variabilité génétique plus élevée, ils pourraient faciliter la détection de régions du génome impliquées dans l’efficience alimentaire. Sur les 1 477 animaux phénotypés, 789 ont été génotypés avec la puce 50K. L’article suivant, soumis en mars 2020 dans Genetics Selection Evolution, vise à mettre en évidence les processus biologiques et les voies métaboliques impliqués dans l’efficience alimentaire de jeunes bovins en engraissement. Partant de l’imputation des génotypes des animaux jusqu’à la séquence, des GWAS ont été réalisés pour constituer des réseaux de gènes et ainsi permettre, à l’aide d’une analyse d’enrichissement, d’identifier les processus Cette étude a révélé des mécanismes à la fois communs et spécifiques aux CMJR, GMQR et EA, permettant de mieux comprendre le déterminisme génétique de ces critères d’efficience alimentaire. Les trois réseaux de gènes, un pour chaque caractère, ont confirmé les fortes associations entre l’EA et la CMJR d’une part et entre l’EA et le GMQR d’une autre part et confirmé l’association plus faible entre la CMJR et le GMQR. L’analyse d’enrichissement réalisée à l’aide des réseaux a mis en évidence la complexité du déterminisme génétique de l’efficience alimentaire, en particulier pour le GMQR qui a enrichi le plus grand nombre de processus. Les résultats montrent également que la CMJR et l’EA semblent être davantage associés aux fonctions énergétiques, ce qui confirme le rôle du métabolisme énergétique sur l’efficience alimentaire.

Les trois critères d’efficience alimentaire étaient également associés aux processus du tube digestif comme la sécrétion salivaire, gastrique et de mucine. Pour le GMQR un grand nombre de processus cardio-vasculaires et cellulaires ont été mis en évidence et plusieurs autres comme le système immunitaire, la reproduction, la régulation des protéines et les systèmes de signalisation. De plus, cette étude a révélé certains biomarqueurs potentiels qui pourraient être utilisés pour prédire l’efficience alimentaire comme l’apéline, le glucagon, l’insuline, l’aldostérone, la GnRH ou l’hormone thyroïdienne. Le choix d’utiliser l’analyse en réseau de gènes a été pertinent dans cette étude pour révéler des gènes avec des effets faibles sur les caractères. Cette méthode est un bon complément à l’analyse GWAS qui ne montre que les gènes avec des effets forts sur les caractères. Les effets de ces gènes doivent être testés dans l’évaluation génomique pour confirmer l’avantage potentiel d’utiliser des SNP fonctionnels pour sélectionner les animaux sur l’efficience alimentaire.61. Santana MHA, Freua MC, Do DN, Ventura RV, Kadarmideen HN, Ferraz JBS. Systems genetics and genome-wide association approaches for analysis of feed intake, feed efficiency, and performance in beef cattle. Genet Mol Res. 2016;15. doi: 10.4238/gmr15048930.