Identifier les marqueurs génomiques et phénotypiques pour améliorer la production laitière
La population mondiale devrait atteindre près de 10 milliards d’habitants à l’horizon 2050. L’Organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture a estimé que pour nourrir autant de personnes, dont le régime alimentaire est de plus en plus occidentalisé (comportant davantage de produits laitiers), il faudra produire et distribuer 70 % de nourriture en plus. Pour répondre à cette demande, les producteurs laitiers doivent augmenter leur production, mais de manière durable s’ils veulent éviter d’augmenter leur empreinte carbone et accélérer encore le changement climatique. Pour y parvenir de façon rentable, il faudra augmenter la production laitière et améliorer la santé, la longévité et la fertilité des vaches tout en renforçant l’efficacité des intrants alimentaires et en réduisant la production de gaz à effet de serre. La contribution du projet GplusE, soutenu par l’UE, consistait à faciliter la sélection génomique des vaches laitières appropriées, en identifiant les génotypes des variations biologiques et en étudiant l’influence de l’environnement et de la gestion des exploitations laitières sur cette variation. GplusE a annoté le génome bovin d’informations relatives aux phénotypes et aux variations génomiques. Des stratégies de gestion des troupeaux laitiers ont également été élaborées, y compris l’identification de 11 facteurs de risque et de sept points de contrôle critiques pour améliorer la santé, le bien-être et la productivité des vaches laitières en lactation. Améliorer la sélection Le projet a mené des expériences afin d’établir un lien entre génotype et phénotype chez les vaches laitières. Au départ, l’équipe a développé des traits de biomarqueurs facilement mesurables qui seraient corrélés avec des traits importants liés à la santé, à la fertilité, à l’état physiologique, au bien-être, à la production et à l’environnement. Sur la base de ces traits, des études d’association pangénomique ont été menées sur environ 30 000 vaches laitières, dans différents environnements de production en Europe et en Chine. L’équipe a identifié de nombreux marqueurs phénotypiques dans le lait, y compris des marqueurs basés sur les spectres moyen infrarouge (MIR) et des marqueurs métaboliques de la fertilité (par exemple IGF-I), le déséquilibre énergétique (biomarqueurs du lait et biomarqueurs basés sur le MIR), la santé et l’empreinte environnementale, notamment l’efficacité de l’azote. Les travaux ont permis d’estimer les valeurs de reproduction (le risque qu’un animal hérite une maladie) de certains des biomarqueurs MIR de la «robustesse», qui pourraient aider à sélectionner des vaches laitières présentant une meilleure résistance au stress thermique. «Les marqueurs génomiques du projet devraient être utilisés pour améliorer la sélection génomique et la reproduction pour obtenir des caractéristiques telles que la réduction de l’empreinte carbone et une meilleure santé générale», déclare le professeur Mark Crowe, coordinateur du projet. «Je suis particulièrement fier de notre développement de traits prédicteurs de fertilité, que nous avons validés de manière convaincante». Des études épigénomiques ont également été menées pour révéler des modèles d’expression génétique spécifiques et leur régulation dans divers tissus (leucocytes du sang total, monocytes du sang périphérique, foie et cellules somatiques du lait). De nouvelles voies génétiques ont maintenant été identifiées, qui établissent un lien entre le statut métabolique et la fertilité et la mammite (inflammation de la glande mammaire ou du pis). De plus, la recherche a permis de gagner une meilleure compréhension de la relation entre l’état immunitaire et la santé des vaches après le vêlage. Stimuler la production alimentaire durable Les résultats de GplusE promettent d’augmenter la prédiction des spectres moyen infrarouge – la technique standard utilisée par les éleveurs – des traits liés à la santé, afin d’améliorer le bien-être animal, tout en augmentant l’efficacité de la production alimentaire. Par ailleurs, comme le projet offre aux producteurs laitiers une gestion et une prise de décision plus efficaces, il favorise la durabilité de l’agriculture, ce qui contribue à garantir que les consommateurs auront, en fin de compte, accès à des produits de haute qualité. «Nos travaux en génomique permettront également d’éclairer d’autres projets sur les mammifères qui étudient les relations génomiques-phénomiques possibles et contribueront ainsi à la santé d’autres mammifères, y compris les humains. Pour faciliter ce processus, nous avons déployé des efforts considérables pour offrir des possibilités de formation aux chercheurs qui travaillent dans ce domaine», explique le professeur Crowe. L’équipe du projet étudie actuellement d’autres options de financement pour faire progresser les résultats du projet jusqu’à ce qu’ils puissent être adoptés par l’industrie.
Mots‑clés
GplusE, génomique, phénotype, génotype, traits, empreinte carbone, produits laitiers, vaches, épigénomique, fertilité, reproduction
