Sélection génomique

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La sélection génomique est une méthode de sélection assistée par marqueurs utilisée pour améliorer les caractères quantitatifs, publiée en 2001[1], et qui s'est révélée très efficace chez les animaux[2] puis chez les plantes[3],[4],[5].

La sélection génomique vise à prédire la valeur génétique de candidats à la sélection[6]. Le modèle prédictif est calibré sur un ensemble d'individus (dit population d'apprentissage ou de calibration) en utilisant leurs évaluations, en général des phénotypes, et leurs génotypes. Il est ensuite appliqué à des candidats à la sélection dont on connait le génotype pour les mêmes marqueurs et qui n'ont généralement pas été évalués. La sélection génomique se base sur un marquage dense du génome, en général avec des marqueurs moléculaires de type SNP, et tous les marqueurs sont utilisés pour la sélection, ce qui diffère des méthodes précédentes de sélection assistée par marqueurs dans lesquelles seuls les marqueurs associés à un effet significatif sont utilisés[7]. La sélection génomique utilise des méthodes statistiques capables de valoriser l'information de tous les marqueurs simultanément, telles que le BLUP (en), des approches Bayésiennes ou non paramétriques, rendues nécessaires par le fait que le nombre de marqueurs est généralement plus grand que le nombre d'individus[8],[3].

L'intérêt de la sélection génomique par rapport aux méthodes d'amélioration génétique conventionnelles (amélioration phénotypique) est d'augmenter le rythme du progrès génétique, c'est-à-dire d'améliorer le ratio r × i × σg / L, où r est la précision de la sélection (autrement dit la corrélation entre la vraie valeur génétique et son estimation), i l'intensité de sélection, σg l'écart-type génétique et L l'intervalle de génération, le plus souvent en permettant une sélection précoce[3],[9].

Le meilleur exemple de réussite de la sélection génomique se trouve chez les bovins laitiers, dont elle a profondément modifié les programmes d'amélioration. Les organisations d'insémination artificielle n'utilisent ainsi plus les résultats des tests sur descendance pour identifier les taureaux à commercialiser, mais se basent sur les évaluations génomiques. En 2016, la sélection génomique était appliquée officiellement chez les bovins laitiers aux USA (plus d'1.2 million d'individus génotypés pour des évaluations génomiques), en Nouvelle-Zélande, en Australie, au Canada et en Europe. Elle a abouti à un doublement du rythme du progrès génétique, tout en réduisant la consanguinité et en permettant l'identification d'allèles récessifs létaux[10],[11],[12]. La sélection génomique est aussi déjà mise en œuvre chez les porcs, les volailles, les moutons, les chèvres et les bovins à viande[13].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Meuwissen THE, Hayes BJ, Goddard ME (2001) Prediction of total genetic value using genome-wide dense marker maps. Genetics 157:1819–1829.
  2. Hayes BJ, Bowman PJ, Chamberlain AJ, Goddard ME (2009) Invited review: Genomic selection in dairy cattle: Progress and challenges. Journal of Dairy Science 92:433–443. doi: 10.3168/jds.2008-1646
  3. a b et c Desta ZA, Ortiz R (2014) Genomic selection: genome-wide prediction in plant improvement. Trends in Plant Science 19:592–601. doi: 10.1016/j.tplants.2014.05.006
  4. Heslot N, Jannink J-L, Sorrells ME (2015) Perspectives for Genomic Selection Applications and Research in Plants. Crop Science 55:1–12. doi: 10.2135/cropsci2014.03.0249
  5. (en-US) « Milking the Data: How genomic selection herded in a breeding boom », Genes to Genomes,‎ (lire en ligne)
  6. C. Robert-Granié, A Legarra et V. Ducrocq, « Principes de base de la sélection génomique », INRA Prod. Anim., no 24 (4),‎ , p. 331-340
  7. Jonas E, de Koning D-J (2013) Does genomic selection have a future in plant breeding? Trends in Biotechnology 31:497–504. doi: 10.1016/j.tibtech.2013.06.003
  8. De los Campos G, Hickey JM, Pong-Wong R, et al (2013) Whole-Genome Regression and Prediction Methods Applied to Plant and Animal Breeding. Genetics 193:327–345. doi: 10.1534/genetics.112.143313
  9. (en) Meuwissen THE, « Genomic selection: the future of marker assisted selection and animal breeding », Conference 10 of the FAO Biotechnology Forum, "Molecular marker assisted selection as a potential tool for genetic improvement of crops, forest trees, livestock and fish in developing countries", (consulté le 18 octobre 2015)
  10. (en) Boichard D, Ducrocq V, Croiseau P et Fritz S, « Genomic selection in domestic animals: Principles, applications and perspectives », Comptes Rendus Biologies,‎
  11. (en) Jeremy T. Howard, Jennie E. Pryce, Christine Baes et Christian Maltecca, « Invited review: Inbreeding in the genomics era: Inbreeding, inbreeding depression, and management of genomic variability », Journal of Dairy Science, vol. 100, no 8,‎ , p. 6009–6024 (DOI 10.3168/jds.2017-12787, lire en ligne)
  12. George R. Wiggans, John B. Cole, Suzanne M. Hubbard et Tad S. Sonstegard, « Genomic Selection in Dairy Cattle: The USDA Experience », Annual Review of Animal Biosciences, vol. 5, no 1,‎ , p. 309–327 (PMID 27860491, DOI 10.1146/annurev-animal-021815-111422, lire en ligne)
  13. (en) Kang H, Zhou L et Liu J, « Statistical considerations for genomic selection », Frontiers of Agricultural Science and Engineering,‎

Articles connexes[modifier | modifier le code]