Les modèles d'évaluation génétique des caractères de production laitière et de comptages cellulaires chez les bovins ont considérablement évolué depuis 10 ans. La plupart des pays ont mis en place (Allemagne, Canada, Danemark, Italie, Nouvelle-Zélande, Pays-Bas

Mis en place dans les années 1980 et au début des années 1990, les modèles d'évaluation génétique des reproducteurs bovins allaitants en ferme (IBOVAL) et en stations de contrôle individuel (CI) et sur descendance (CD) reposent sur des hypothèses simples dont le non respect est à l'origine de biais dans la prédiction des valeurs génétiques. Ces biais peuvent induire un choix non optimal des reproducteurs et réduire ainsi l'efficacité de la sélection à court terme, mais aussi à plus long terme en privilégiant les reproducteurs issus de lignées familiales bien connues. Le travail présenté dans cette thèse contribue à l'amélioration des programmes de sélection allaitants en proposant de nouveaux modèles statistiques pour quantifier et éliminer certaines sources de biais des évaluations génétiques des reproducteurs bovins allaitants. Tout d'abord, un bilan détaillé de la diversité génétique des trois principales populations bovines allaitantes françaises a été réalisé à l'aide d'analyses de pedigree des animaux des bases de sélection Blonde d'Aquitaine, Charolaise et Limousine. Cette étude a montré que la diversité génétique est encore importante dans ces populations et largement suffisante pour garantir des marges de progrès génétique dans les générations futures. Elle a également permis de caractériser les populations d'animaux nés dans les élevages sélectionneurs, vendeurs de taureaux de monte naturelle ou approvisionnant en mâles les programmes de sélection des taureaux d'insémination artificielle (IA). Cette caractérisation a jeté les bases pour proposer de nouveaux modèles d'évaluation génétique des reproducteurs de bovins allaitants. Tout d'abord, le modèle IBOVAL actuel ne prend pas en compte correctement les différences de longueurs de pedigree existant dans les populations bovines allaitantes. En effet, il suppose que les parents inconnus proviennent d'une unique population de fondateurs génétiquement homogènes et défavorise ainsi les animaux aux généalogies les plus courtes en fixant leur valeur génétique prédite sur ascendance au niveau génétique de l'ensemble des fondateurs de la race. L'introduction de groupes de parents inconnus (GPI) dans le modèle d'évaluation permet de mieux intégrer les différences de niveau génétique existant dans la population des fondateurs. Une méthode a été élaborée et validée en race Charolaise pour définir des GPI robustes et homogènes d'après les flux de reproducteurs observés au sein de la population évaluée sur les performances au sevrage des veaux. L'inclusion de GPI dans le modèle IBOVAL s'avère utile pour améliorer l'efficacité à court terme de la sélection en race Charolaise, principalement sur la voie femelle. Elle contribue à améliorer sensiblement le choix des vaches pour le renouvellement des troupeaux ayant un taux élevé d'animaux nés de parents inconnus. En revanche, cela impacte peu le choix des reproducteurs mâles destinés à une large diffusion par IA parce que ces mâles sont essentiellement issus d'élevages spécialisés dans la vente de reproducteurs où les généalogies des animaux sont bien connues sur plusieurs générations. Les programmes de sélection des taureaux d'IA s'appuient sur une succession de trois étapes séquentielles d'évaluation et sélection, d'abord en ferme puis en stations de CI et de CD. A chaque étape, une évaluation génétique est réalisée à l'aide d'un modèle unicaractère ignorant les données qui ont servi à la sélection aux étapes précédentes. Un modèle multicaractère, combinant performances enregistrées en stations et performances homologues contrôlées en ferme dans les élevages approvisionnant le schéma IA, a été proposé pour éliminer les biais dus à la sélection des mâles entrant en stations. L'utilisation de ce modèle permet d'augmenter l'efficacité de la sélection par une meilleure précision des index, mais surtout par l'élimination des,biais dans la prédiction des valeurs génétiques en stations de CI et de CD et l'amélioration de la connexion entre séries évaluées au cours du temps. Si les reclassements des reproducteurs évalués en stations sont limités intra-série, ils peuvent être en revanche très sensibles entre séries évaluées en race Blonde d'Aquitaine ou Limousine, modulant l'utilisation des reproducteurs sélectionnés intra-série et donc la diffusion à large échelle de leur semence.

Les évaluations génomiques apportent une information précoce et suffisamment précise pour choisir les jeunes taureaux dans les schémas de sélection des bovins laitiers, incitant à remplacer le long processus de testage sur descendance par une étape de sélection génomique.Dès lors, seuls les candidats sélectionnés ont des filles avec performances et participent aux évaluations génétiques classiques. Cependant, toutes les informations ayant servi à la sélection ne sont plus incluses dans l'analyse et l'estimation des valeurs génétiques par la méthode du BLUP (Best Linear Unbiased Prediction) peut être incorrecte.Les évaluations génétiques classiques restent indispensables pour l'évaluation des animaux non génotypés, pour la comparaison des taureaux à l'échelle mondiale, et pour le calcul des futures prédictions génomiques. Compte-tenu de la rapide intégration de la génomique dans les schémas de sélection des bovins laitiers, il était important d'en étudier les conséquences sur les évaluations génétiques classiques.A l'échelle nationale, nos simulations ont montré que les valeurs génétiques des taureaux retenus sur information génomique étaient systématiquement sous-estimées et moins précises quand l'étape de sélection génomique n'était pas prise en compte dans le modèle statistique. Pour éviter ce biais, une méthode a été testée avec succès : pour l'ensemble des candidats à la sélection, des pseudo-performances sont calculées à partir des index génomiques et analysées par le BLUP. Suivant la prise en compte ou non de l'étape de sélection génomique, les pays participant aux évaluations internationales peuvent fournir des données biaisées et/ou incomplètes, au risque de pénaliser fortement leurs propres taureaux dans les classements internationaux. La diversité des pratiques à l'échelle mondiale et l'interaction des possibles sources de biais dans les évaluations internationales rendent sa propagation incontrôlable et fortement dommageable.Il est donc nécessaire et urgent d'adapter les évaluations génétiques classiques pour prendre en compte l'information génomique et ses pratiques associées. Diverses approches récentes sont discutées afin de proposer des alternatives faciles à mettre en place dans les centres d'évaluation, permettant de maintenir des évaluations non biaisées mais aussi plus précises.

Les évaluations génomiques apportent une information précoce et suffisamment précise pour choisir les jeunes taureaux dans les schémas de sélection des bovins laitiers, incitant à remplacer le long processus de testage sur descendance par une étape de sélection génomique.Dès lors, seuls les candidats sélectionnés ont des filles avec performances et participent aux évaluations génétiques classiques. Cependant, toutes les informations ayant servi à la sélection ne sont plus incluses dans l’analyse et l’estimation des valeurs génétiques par la méthode du BLUP (Best Linear Unbiased Prediction) peut être incorrecte.Les évaluations génétiques classiques restent indispensables pour l’évaluation des animaux non génotypés, pour la comparaison des taureaux à l’échelle mondiale, et pour le calcul des futures prédictions génomiques. Compte-tenu de la rapide intégration de la génomique dans les schémas de sélection des bovins laitiers, il était important d’en étudier les conséquences sur les évaluations génétiques classiques.A l’échelle nationale, nos simulations ont montré que les valeurs génétiques des taureaux retenus sur information génomique étaient systématiquement sous-estimées et moins précises quand l’étape de sélection génomique n’était pas prise en compte dans le modèle statistique. Pour éviter ce biais, une méthode a été testée avec succès : pour l’ensemble des candidats à la sélection, des pseudo-performances sont calculées à partir des index génomiques et analysées par le BLUP. Suivant la prise en compte ou non de l’étape de sélection génomique, les pays participant aux évaluations internationales peuvent fournir des données biaisées et/ou incomplètes, au risque de pénaliser fortement leurs propres taureaux dans les classements internationaux. La diversité des pratiques à l’échelle mondiale et l’interaction des possibles sources de biais dans les évaluations internationales rendent sa propagation incontrôlable et fortement dommageable.Il est donc nécessaire et urgent d’adapter les évaluations génétiques classiques pour prendre en compte l’information génomique et ses pratiques associées. Diverses approches récentes sont discutées afin de proposer des alternatives faciles à mettre en place dans les centres d’évaluation, permettant de maintenir des évaluations non biaisées mais aussi plus précises. / With the fast and wide development of genomic evaluations in dairy cattle, the design of breeding schemes has been modified and the long process of progeny testing is being replaced by an early and accurate genomic selection step.In the future, only selected candidates will get performances to be evaluated by the classical method of Best Linear Unbiased Prediction (BLUP). After a genomic selection step, information about the selection process is no longer complete, BLUP assumptions are violated and solutions, i.e., estimated breeding values, are feared to be incorrect.The aim of the thesis study was to consider the consequences of genomic selection on the classical genetic evaluations at the national and international levels.First, bias in national breeding values was assessed by repeated simulations. Estimated breeding values were systematically underestimated and less accurate after a genomic selection step not accounted for in genetic evaluation models.Secondly, a statistical procedure, a BLUP model with genomic pseudo-performances, was investigated to eliminate, with success, bias in estimated breeding values.In a third part, the consequences of genomic selection on international evaluations were studied by simulations. Bulls from the country sending incomplete and/or biased breeding values were the most penalized in international rankings.In conclusion, it is not only necessary but also urgent to prevent from bias in classical evaluations and therefore avoid harmful impacts on international comparisons, on future genomic evaluations, and more generally on selection efficiency. Alternative approaches were thus discussed to propose short and long term strategies for routine evaluations. Nevertheless, a main consequence of bias corrected breeding values is that all genetic predictions will include some genomic information in a near future: adaptations of evaluation methods are still required to optimally benefit from all types of information.

La santé du constitue une préoccupation croissante pour les éleveurs, propriétaires, et le grand public, plusieurs rapports ayant récemment souligné les potentiels impacts négatifs des pratiques d'élevage sur la santé des chiens de race (APGAW 2009, Nicholas 2011), au travers de la diffusion d’affections héréditaires par exemple. Ainsi, l’OFA (Orthopedic Foundation for Animals, http://www.offa.org) considère que la dysplasie de la hanche affecte au moins 163 races de chiens, avec des prévalences allant de 1,2 à 72,1%. La mise en œuvre de stratégie d'élevage afin de réduire l'incidence des maladies héréditaires et leur impact sur le bien-être constitue une priorité pour les éleveurs et les organisations d'élevage. L'efficacité de ces stratégies dépend toutefois fortement de facteurs tels que leur déterminisme génétique, la disponibilité de diagnostics cliniques ou génétiques efficaces, ainsi que les conditions spécifiques au contexte (la prévalence, la démographie, l'existence d'autres affections, la coopération des éleveurs ...). Par exemple, il a été montré que pour une maladie monogénique récessive, à fréquence égale, l'impact d’une stratégie sur la variabilité génétique sera extrêmement différent en fonction de la race (Leroy et Rognon 2012). Il est important de souligner également que le contexte et le cadre réglementaire de l'élevage varient beaucoup en fonction des pays. A titre d'exemple, en Suède, la proportion importante d'animaux de compagnie assurés (environ 50%) permet la mise en place d’enquêtes sur la santé des chiens à grande échelle (Bonnett et al., 2005), facilitant l'identification des affections impactant le bien-être. En fonction des pays, des mesures différentes de luttes contre les affections héréditaires ont pu être mises en place, pouvant aller de l’incitation à utiliser des reproducteurs sains, à l’interdiction de reproduction pour des individus atteints d’affection problématiques. Dans le cas de dysplasie de la hanche, un système d'évaluation génétique a été mis en œuvre dans certains pays (Allemagne, Suède, Royaume-Uni) pour quelques races, alors que dans certains autres pays, il est encore en cours de développement. Notons qu’un projet préliminaire à la thèse sera mise en place à l’échelle des kennels clubs nordiques (KNU) pour s’intéresser à la valeur ajoutée des échanges internationaux de données généalogiques et de santé. / Dog health constitutes a major concern for breeders, owners, as well as the general public, all the more since several study and reports have recently underlined potential impacts of breeding practices on dog health and fitness (APGAW 2009, Nicholas 2011). According to Online Mendelian Inheritance in Animals (OMIA, omia.angis.org.au) more than 586 disorders/traits have been reported in dogs, with various prevalence and consequences for canine health (Collins et al. 2011, Nicholas et al. 2011). As an exemple, Orthopedic Foundation for Animals (OFA 2011, http://www.offa.org) consider that Hip Dysplasia, a polygenetic trait affected by environmental factors, with variable impact on welfare, affects at least 163 dog breeds, with prevalence ranging from 1.2 to 72.1%. Implementation of breeding plans in order to reduce incidence of inherited disorders and their impact on welfare should be a priority for breeders and breeding organizations. Efficiency of such strategies is however highly dependant on several factors such as inheritance pattern, availability of efficient clinical/genetic test, and specific context conditions (prevalence, demography, existence of other disorders, cooperation of breeders…). For instance, it has been showed that for a monogenic recessive disorder with the same frequency, impact of a given strategy on genetic diversity will be completely different depending on the breed (Leroy and Rognon 2012). It is also important to underline that breeding context and breeding rules are very different according to countries. As an exemple, in Sweden the large proportion of pets insured (about 50%) allows the settlement of large surveys on dog health (Bonnett et al. 2005), leading to the identification of disorders critical to breed welfare. Depending on countries, the control of inherited disorders is implemented through various measures, from breeding recommandations to mating ban. In the case of hip dysplasia, a genetic evaluation system has been implemented in some countries (Germany, Sweden, UK) for a few breeds, while in some other countries, it is still under development. The fact that for many breeds there is an exchange of breeding animals between several countries with different breeding policies constitutes also a critical point to be taken into account, when settling a breeding strategy. Moreover it has been showed that efficiency of genetic evaluation for a polygenic trait such a hip dysplasia could be improved by joint evaluation between different countries (Fikse et al. 2012). For this purpose, a preliminary project, starting 2013 in Sweden, will investigate the interest of exchanging pedigree and health data within the framework of Nordic Kennel Union. The aim of this project is to provide operational tools to improve breed health in an international context, concerning both genetic evaluation and implementation of breeding policies.