Investigation of prolificacy across sheep breeds reveals new potential genetic contributors
Cette étude examine la base génétique de la prolificité chez les races ovines canadiennes, identifiant des associations significatives entre des variants spécifiques de *GDF9* et la taille de la portée, tout en découvrant de nouveaux gènes candidats sur le chromosome 5 qui pourraient améliorer les stratégies de sélection génomique.
Article original sous licence CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Ceci est une explication générée par l'IA d'un preprint qui n'a pas été évalué par des pairs. Ce n'est pas un avis médical. Ne prenez pas de décisions de santé basées sur ce contenu. Lire la clause de non-responsabilité complète
Dans le monde de l'élevage ovin, le nombre d'agneaux qu'une brebis met au monde est une mesure critique du succès. Ce trait, appelé prolificité, n'est pas simplement une question de chance ou de nutrition ; il est profondément ancré dans le code génétique de l'animal. Depuis des décennies, les scientifiques ont compris que des gènes spécifiques agissent comme des interrupteurs, augmentant ou diminuant le système reproducteur. Deux des gènes les plus importants sont appelés BMP15 et GDF9. Ces gènes produisent des protéines qui agissent comme des messagers au sein des ovaires, guidant le développement des cellules œuliennes. Lorsque ces gènes fonctionnent normalement, une brebis produit un nombre standard de descendants. Cependant, lorsque certaines mutations surviennent dans ces gènes, elles peuvent augmenter considérablement le nombre d'ovules libérés, entraînant des portées plus nombreuses. Bien que certains de ces changements génétiques soient bien connus et utilisés par les éleveurs en Europe, la vision complète du fonctionnement de ces gènes dans les populations ovines nord-américaines est restée incomplète. Comprendre les variations génétiques spécifiques dans les troupeaux canadiens est essentiel pour les éleveurs qui souhaitent améliorer leurs cheptels, car cela leur permet de sélectionner des animaux qui produiront naturellement plus d'agneaux sans compromettre leur santé.
Une équipe de chercheurs de l'Université Laval et des partenaires de l'industrie au Québec s'est donné pour mission de combler cette lacune en étudiant la génétique de la prolificité à travers plusieurs races de moutons élevées au Canada. Ils ont commencé par rassembler une quantité massive de données, combinant près de 100 000 enregistrements de tailles de portées provenant de troupeaux de race pure avec des informations génétiques de plus de 5 000 moutons. Leur objectif était double : premièrement, voir si les marqueurs génétiques connus pour la haute fertilité étaient présents et efficaces dans les races canadiennes, et deuxièmement, découvrir de nouveaux facteurs génétiques qui pourraient expliquer pourquoi la race Rideau Arcott, une création canadienne, est si exceptionnellement productive. La Rideau Arcott a été développée il y a plusieurs décennies en croisant plusieurs races, dont la Finnsheep, très fertile, spécifiquement pour créer un mouton capable de produire de nombreux agneaux. Malgré sa réputation, la recette génétique exacte derrière son succès n'avait jamais été totalement cartographiée dans cette population spécifique.
Les chercheurs ont commencé par vérifier la présence de trente variants génétiques connus qui avaient été liés à la taille de la portée dans d'autres parties du monde. Ils ont constaté que seuls quelques-uns de ces marqueurs étaient réellement actifs dans les races canadiennes étudiées. Parmi les découvertes les plus significatives figurait la confirmation d'une mutation spécifique dans le gène GDF9, connue sous le nom de FecGF, au sein de la race Rideau Arcott. Les brebis portant une seule copie de cette mutation produisaient, en moyenne, 0,15 agneau de plus par portée que celles ne la possédant pas, tandis que celles possédant deux copies en produisaient 0,25 de plus. Cela a confirmé que la haute fertilité de la Rideau Arcott est en partie due à cet interrupteur génétique connu. Cependant, les données ont également révélé quelque chose d'inattendu : même après avoir pris en compte cette mutation connue, les brebis Rideau Arcott produisaient plus d'agneaux que ce que le modèle prédisait. Cela suggérait que d'autres facteurs génétiques, encore non découverts, étaient à l'œuvre.
Pour approfondir la question, l'équipe a réalisé un balayage de l'ensemble du génome, ce qui revient à fouiller toute la bibliothèque génétique du mouton pour trouver toute autre région associée aux portées importantes. Cette recherche les a orientés vers une zone spécifique sur le chromosome 5, près du gène GDF9, qui était fortement liée à la prolificité. En séquençant l'ADN de brebis sélectionnées de ce groupe, ils ont découvert une nouvelle mutation dans le gène GDF9 qui n'avait pas été caractérisée auparavant dans ce contexte. Ils ont nommé ce nouveau variant FecGR. Les moutons ne portant qu'une seule copie de cette nouvelle mutation produisaient 0,21 agneau supplémentaire par portée. L'étude a également révélé que lorsque l'on possédait à la fois la mutation FecGF connue et cette nouvelle mutation FecGR, l'effet était encore plus fort, résultant en les plus grandes portées. Cette découverte a fourni une explication plus claire de la fertilité exceptionnelle de la Rideau Arcott, montrant qu'elle est pilotée par une combinaison d'au moins deux changements génétiques distincts dans le même gène.
L'enquête ne s'est pas arrêtée au gène GDF9. Le balayage de l'ensemble du génome a également mis en évidence une seconde région distincte sur le chromosome 5 qui demeurait significative même après avoir pris en compte les effets des mutations de GDF9. Cette région contenait un groupe de gènes qui n'avaient pas été associés auparavant à la fertilité ovine. Parmi les candidats les plus sérieux identifiés dans cette zone figuraient des gènes impliqués dans la famille SPINK, qui produisent des protéines inhibant les enzymes, ainsi qu'un gène appelé PPP2R2B. Ce gène code pour une partie régulatrice d'un complexe protéique connu pour être vital pour la division cellulaire lors de la reproduction. Bien que les chercheurs n'aient pas pu identifier précisément la mutation unique responsable de l'effet dans cette seconde région, la présence de ces gènes spécifiques suggère que la machinerie contrôlant la division cellulaire et la régulation des protéines dans les ovaires joue un rôle crucial dans la détermination de la taille de la portée.
Les implications de ces découvertes vont au-delà de la simple curiosité. En identifiant ces marqueurs génétiques spécifiques, incluant le nouveau variant FecGR et les gènes candidats dans la seconde région, les chercheurs ont fourni aux éleveurs de nouveaux outils. Ces outils peuvent être utilisés parallèlement aux méthodes traditionnelles pour sélectionner les meilleurs reproducteurs avec une plus grande précision. L'étude confirme que la haute productivité de la Rideau Arcott n'est pas un mystère, mais le résultat de facteurs génétiques spécifiques, identifiables, qui peuvent être suivis et gérés. De plus, la découverte du nouveau variant de GDF9 et le rôle potentiel du gène PPP2R2B ajoutent de nouveaux chapitres à la compréhension scientifique de la reproduction ovine. Cela suggère que l'architecture génétique de la prolificité est complexe, impliquant de multiples gènes et voies qui travaillent ensemble pour déterminer le nombre d'agneaux qu'un troupeau produira. Pour les agriculteurs et les scientifiques impliqués, ce travail comble le fossé entre l'observation d'un animal hautement productif et la compréhension des instructions biologiques précises qui le rendent possible.
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