Pedigree-based methods to partition genetic gain and inbreeding load in dairy sheep
Méthodes basées sur la généalogie pour partitionner le gain génétique et le fardeau génétique chez les ovins laitiers
Résumé
This thesis explores pedigree-based methods to partition genetic gain and inbreeding load in French dairy sheep breeds: Lacaune (LAC), Basco-Béarnaise (BB), Manech Tête Noire (MTN) and Manech Tête Rousse (MTR).The Chapter 2 used a retrospective analysis to fine partitioning genetic trend in Mendelian samplings by categories of animals defined by sex and by selection pathways, and to similarly characterize long-term genetic contributions. We analysed genetic gain for milk yield in four dairy sheep breeds: LAC, BB, MTN and MTR. Dams of males and Artificial Insemination (AI) males were the most important sources of genetic progress as observed in the decomposition in Mendelian sampling trends. The yearly contributions were more erratic for AI males than for dams of males as they are averaged across a smaller number of individuals. Overall, in terms of Mendelian sampling, females contributed more than males to the total genetic gain, and we interpret that this is because females constitute a larger pool of genetic diversity. In addition, we computed long-term contributions from each individual to the following pseudo-generations. Mendelian sampling was more important than Parent Average to determine the selection of individuals and their long-term contributions. Long-term contributions were larger for AI males (with larger progeny sizes than females) and in BB than in LAC (with the latter being a larger population).In Chapter 3, we presented theory that show the additive nature of the inbreeding load. The inbreeding load effect and the regular (in non-inbred population) additive genetic effect have a negative correlation depending on allele frequencies, inbreeding and dominance. We calculated and described the partial inbreeding coefficients in three French dairy sheep populations: BB, MTN and MTR. Then, we included these coefficients in a mixed model as random regression covariates, to predict genetic variance and breeding values of the inbreeding load for milk yield in the same breeds. There is genetic variance for inbreeding load in MTN and MTR breeds, but it was not different from zero for BB. As expected, we estimated negative genetic correlations between inbreeding load and breeding values; however, estimates were close to zero in the three sheep breeds. The small magnitude of inbreeding load does not warrant selection based on this criterion.In Chapter 4, we evaluated the effectiveness of involving inbreeding load in selection strategies in a dairy sheep breeding scheme. We did this by simulation of 10 generations of evaluations and selection. Six scenarios that differ in the criteria of selection (only breeding values, only breeding values of inbreeding load, or both genetic and inbreeding load breeding values) and mate allocation strategies (minimising inbreeding load or minimising expected future inbreeding) were evaluated. Scenarios were compared in terms of genetic gain, inbreeding coefficients, rate of inbreeding, effective population size, and accuracy of selection. The use of predictions of inbreeding load effects to select animals directly or in mating strategies is feasible. However, selection based on inbreeding load (due to its variation and magnitude) is not of practical interest. In light of our results, the inclusion of genotype animals could improve the accuracy of predicting individual inbreeding loads. Further research is needed.
Cette thèse explore des méthodes basées sur la généalogie pour partitionner le gain génétique et le fardeau génétique (FG) dans les races ovines laitières françaises : Lacaune (LAC), Basco-Béarnaise (BB), Manech Tête Noire (MTN) et Manech Tête Rousse (MTR). Le Chapitre 2 a utilisé une analyse rétrospective pour affiner la partition de la tendance génétique dans les échantillonnages mendéliens par catégorie d'animaux définies par le sexe et par la voie de sélection, ainsi que pour caractériser les contributions génétiques à long terme. Nous avons analysé le gain génétique pour la production laitière dans quatre races : LAC, BB, MTN et MTR. Les mères à béliers (MAB) et les mâles d’insémination artificielle (IA) ont été les sources les plus importantes de progrès génétique, comme l'a montré la décomposition des tendances de l'échantillonnage mendélien. Les contributions annuelles étaient plus variables pour les mâles d'IA que pour les MAB, étant donné que ces contributions ont été calculées en moyenne sur un plus petit nombre d'individus. En termes d'échantillonnage mendélien, les femelles ont contribué davantage que les mâles au gain génétique total, et nous interprétons cela comme étant dû au fait les femelles constituent un plus grand réservoir de diversité génétique. En outre, nous avons calculé les contributions à long terme de chaque individu aux pseudo-générations suivantes. L'échantillonnage mendélien était plus important que la moyenne des parents pour déterminer la sélection des individus et leurs contributions à long terme. Ces contributions étaient plus significatives pour les mâles d'IA (dont la descendance est plus importante que celle des femelles) et en BB qu’en LAC (étant une race de taille plus importante).Au Chapitre 3, la théorie qui montre la nature additive du FG est présentée. L'effet du FG et l'effet génétique additif (dans une population non consanguine) ont une corrélation négative dépendant de la fréquence des allèles, de la consanguinité et de la dominance. Nous avons calculé et décrit les coefficients de consanguinité partielle dans trois races : BB, MTN et MTR. Ensuite, nous avons inclus ces coefficients dans un modèle mixte en tant que covariables de régression aléatoire pour estimer la variance et les valeurs génétiques du FG pour la production laitière. Il existe une variance génétique pour le FG dans les races MTN et MTR, mais elle n'était pas différente de zéro pour BB. Comme attendu, nous avons estimé des corrélations génétiques négatives entre le FG et les valeurs génétiques estimées ; cependant, elles étaient proches de zéro dans les trois races. La faible magnitude du FG ne justifie pas une sélection fondée sur ce critère.Dans le Chapitre 4, nous avons évalué l'efficacité de l'intégration du FG dans les stratégies de sélection chez les ovins laitiers. Nous avons simulé 10 générations de sélection. Six scénarios qui diffèrent par les critères de sélection (uniquement les valeurs génétiques additive estimées du caractère, uniquement les valeurs génétiques estimées du FG, ou à la fois les deux) et les stratégies d’accouplement (minimiser le FG ou la consanguinité attendue dans la descendance) ont été évalués. Les scénarios ont été comparés en termes de gain génétique, coefficients et taux de consanguinité, taille efficace et précision de la sélection. Il est possible d'utiliser les prédictions des effets du FG pour sélectionner les animaux directement ou dans le cadre de stratégies d'accouplement. Cependant, la sélection basée sur le FG (en raison de sa variation et de sa magnitude) ne présente pas d'intérêt pratique. À la lumière de nos résultats, l'inclusion d'animaux génotypés pourrait améliorer la précision de la prédiction des FG individuelles. D'autres recherches sont nécessaires.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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