David, Ingrid (2008) Analyse génétique et modélisation de la production de semence et de la réussite de l'insémination artificielle en ovin. Doctorat Génétique animale, INRA-UR631, AgroParistech 2007AGPT0011 p.208.

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Résumé

Plus de 800000 inséminations artificielles ovines en semence fraîche sont réalisées chaque année en France. Pour rester performants, les centres d'insémination ovins sont intéressés par une augmentation du nombre de doses utiles à l'insémination qu'un bélier peut produire (fonction du volume, de la concentration et de la motilité du sperme) et par une amélioration de la probabilité de réussite de l'insémination.

Pour répondre à ces attentes, l'objectif de l'étude était d'estimer les facteurs environnementaux et génétiques de la production de semence et de la réussite de l'insémination en utilisant les méthodologies les mieux adaptées à la structure des données et à la spécificité des caractères étudiés. Les données des six principaux CIA ovins français, qui effectuent 96\% des IA françaises, ont servi aux analyses.

Les données de production de semence étaient caractérisées par le nombre de répétitions des mesures intra et inter-année pour chaque bélier. Nous avons tenu compte de ces répétitions en ajustant dans un premier temps un modèle à répétabilité simple sur les données. Dans un deuxième temps, pour tenir compte de l'évolution de la corrélation entre mesures dans le temps, nous avons appliqué un modèle ''character process'' comportant trois effets environnementaux aléatoires: une environnement à long terme, un à court terme et la résiduelle. Dans pratiquement tous les cas, le modèle s'ajustant le mieux aux données était le modèle ''character process'' de processus spatial exponentielle pour l'environnement à court terme et autoregressive d'ordre 1 pour l'environnement à long terme. Les résultats obtenus étaient cohérents entre les races de l'étude et avec la littérature. Les principaux facteurs de variation de la production de semence retenus sont la combinaison année*saison, l'âge du bélier, l'intervalle de temps entre collectes et le nombre de sauts effectués par l'animal au moment de la collecte. Les héritabilités estimées sont moyennes (0.12 à 0.33) pour le volume, la concentration et le nombre de spermatozoïdes et plus faible pour la motilité (de 0.02 à 0.14).

La réussite de l'insémination est mesurée en ovin par une variable binaire codée 1 si il y a mise-bas sur IA et 0 sinon. Elle est le résultat de la combinaison entre la fertilité de la femelle et la fécondance du mâle. Nous avons réalisé une première analyse conjointe des deux caractères en supposant que les effets génétiques et environnementaux du mâle et de la femelle s'associaient de manière additive (modèle additif). Les résultats obtenus étaient cohérents entre races et avec la littérature. Les principaux facteurs de variation de la réussite de l'IA étaient la combinaison année*saison, l'âge de la femelle, l'intervalle de temps avec la mise bas précédente, la motilité de sperme, l'inséminateur et la combinaison élevage*année. L'héritabilité de la fertilité femelle était faible (4 à 8\%), celle de la fécondance mâle était inférieure à 0.5\%. Pour être plus en adéquation avec les processus biologiques sous-jacent de la reproduction, nous avons considéré une autre modélisation conjointe: le modèle produit. Ce dernier considère qu'il existe deux phénotypes binaires sous jacent indépendants, la fécondance mâle et la fertilité femelle, et qu'il n'y a réussite de l'IA que si il y a réussite pour ces deux phénotypes. La probabilité de réussite de l'IA est le produit des probabilités de réussite des deux phénotypes non observés. Nous avons testé ce modèle sur des données simulées et montré qu'il était possible d'obtenir de bonnes estimations des paramètres. En revanche, appliquer un modèle additif alors que les données proviennent d'un modèle produit fournit des estimations biaisées, notamment pour les hautes valeurs génétiques. Nous avons réalisé une première application du modèle produit sur les données réelles. Enfin, nous avons estimé la corrélation génétique entre la fertilité femelle et la production laitière. Nous avons obtenus une corrélation génétique antagoniste similaire à ce qui a été reporté en bovin (-0.23).

Table des Matières

INTRODUCTION GENERALE

1 BIBLIOGRAPHIE

1.1 Préambule

1.1.1 Reproduction et insémination articielle

1.1.2 Génétique et insémination articielle en ovin

1.2 Facteurs de variation du nombre de doses d'IA produites par bélier

1.2.1 Modication du mode de fabrication des doses d'IA

1.2.2 Augmentation de la quantité de semence utilisable

1.3 Facteurs de variation de la réussite de l'insémination articielle

1.3.1 Variables d'étude

1.3.2 Facteurs de variation environnementaux de la réussite de l'insémination liés au male

1.3.3 Facteurs de variation environnementaux de la réussite de l'insémination liés a la femelle

1.3.4 Facteurs de variation environnementaux de la réussite de l'insémination non spéciques du sexe

1.3.5 Parametres génétiques de la réussite de l'insémination

1.4 Modélisation

1.4.1 Rappel sur le modele polygénique

1.4.2 Modeles d'étude de la production de semence

1.4.3 Modeles d'étude de la réussite de l'insémination

2 PROTOCOLE D'ETUDE 45

2.1 Enquete

2.1.1 Population cible et source

2.1.2 Type d'enqu^ete, cohortes d'étude

2.1.3 Echantillons d'analyse

2.2 Données

2.2.1 Origine

2.2.2 Centralisation des informations

2.2.3 Validation

2.3 Analyses réalisées

3 ETUDE DE LA PRODUCTION DE SEMENCE

3.1 Introduction de l'étude de la production de semence

3.2 Etude de la production de semence selon un modele a répétabilité simple

3.2.1 Introduction de l'étude de la production de semence selon un modele

a répétabilité simple

3

4 TABLE DES MATIERES

3.2.2 Article 1 : Genetic and environmental effects on semen traits in

Lacaune and Manech t^ete rousse AI rams

3.2.3 Facteurs de variation environnementaux de la production de semence

pour l'ensemble des races

3.2.4 Relation entre la production de semence d'un jeune et celle qu'il

aura a l'age adulte

3.2.5 Parametres génétiques de la production de semence

3.3 Etude de la production de semence selon un modele "character process"

3.3.1 Introduction de l'étude de la production de semence selon un modele

"character process"

3.3.2 Article 2 : Character process model for semen volume in AI rams :

evaluation of correlation structure for long and short term environmental

effects

3.3.3 Application du modele "character process" pour l'ensemble des races

et des caracteres

3.3.4 Extension multicaractere du modele "character process"

3.4 Discussion et conclusion de l'étude de la production de semence

4 ETUDE DE LA REUSSITE DE L'INSEMINATION ARTIFICIELLE

4.1 Introduction de l'étude de la réussite de l'insémination artificielle

4.2 Etude de la réussite de l'insémination selon un modele additif conjoint

4.2.1 Le modele additif conjoint

4.2.2 Facteurs de variation génétiques et environnementaux de la réussite

de l'insémination artificielle

4.3 Etude de la réussite de l'insémination selon un modele produit conjoint

4.3.1 Introduction du modele produit conjoint

4.3.2 Article 6 : Product versus additive threshold models to analyze a

binary trait depending on two individuals

4.3.3 Application du modele produit conjoint pour l'étude de la réussite

de l'insémination articielle chez les femelles Manech t^ete rousse

adultes

4.4 Réussite de l'insémination articielle et production laitiere

4.5 Discussion et conclusion de l'étude de la réussite de l'insémination artificielle

CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES

REFERENCES

ANNEXES

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