L'aide au croisement, souvent associée à l'insémination artificielle, est une technique de reproduction animale qui prend de l'importance dans le contexte actuel de l'élevage laitier. Cet article vise à définir clairement l'aide au croisement, à explorer ses avantages et ses inconvénients, et à examiner son application dans le secteur de l'élevage, notamment en France.
Introduction
Dans un contexte d'élevage laitier en constante évolution, l'aide au croisement, facilitée par l'insémination artificielle, émerge comme une stratégie pour améliorer la robustesse et la diversité génétique des troupeaux. Cet article explore en profondeur cette pratique, ses fondements génétiques, ses avantages potentiels et les défis liés à son adoption.
Définition de l'aide au croisement et de l'insémination artificielle
L'aide au croisement, dans le domaine de l'élevage, se réfère à la pratique consistant à croiser des animaux de races différentes dans le but d'améliorer certaines caractéristiques génétiques. L'insémination artificielle (IA) est une technique de reproduction assistée qui consiste à insérer artificiellement du sperme dans le système reproducteur femelle. Combinées, ces deux approches permettent aux éleveurs de sélectionner les meilleures caractéristiques de différentes races et d'améliorer la qualité de leur cheptel.
L’insémination artificielle (IA) fait partie des techniques d’AMP (assistance médicale à la procréation) aux côtés de la FIV (Fécondation In Vitro) avec ICSI ou non, et de l’accueil ou transfert d’embryon. C’est la plus ancienne et la plus simple à mettre en œuvre.
Contexte et enjeux de l'aide au croisement
La robustesse des races laitières
La robustesse des vaches Prim’Holstein s’est dégradée ces dernières décennies. L'augmentation de la consanguinité et la dégradation concomitante des caractères fonctionnels en race pure Holstein ont remis en question les stratégies de sélection génétique. Les caractères fonctionnels peuvent être améliorés par la sélection en race pure, mais leur faible héritabilité et leur corrélation négative avec les caractères de production ne facilitent pas cette amélioration.
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Intérêt du croisement
Le croisement entre races laitières permettrait a priori de l’améliorer. Le croisement pourrait a priori être une solution rapide et efficace pour limiter la consanguinité et améliorer les caractères fonctionnels. En effet, il permet à la fois de bénéficier des avantages de la sélection dans des races différentes par complémentarité et additivité et des effets d’hétérosis existants entre ces races (Bidanel, 1992).
Faible adoption en France
En dépit de ses intérêts sur les effets génétiques, la pratique du croisement entre races bovines laitières est peu répandue en France sans doute à cause d’une méconnaissance de ses bénéfices technico-économiques à moyen/long terme. De plus, l’hétérogénéité phénotypique qu’entraîne le croisement peut être un frein à son utilisation. Plus particulièrement en France, l’élevage en race pure facilite la gestion de la conduite des troupeaux (reproduction, alimentation…) qui restent de taille moyenne (Phocas et al., 2017). Par ailleurs, l’évaluation génétique reste intra-race sans calcul d’index pour les vaches issues de croisement. Il est donc difficile pour les inséminateurs et les éleveurs de raisonner leurs accouplements en croisement.
Mécanismes génétiques et modèles d'évaluation
Composantes génétiques de la performance
L’existence d’un grand nombre de races bovines laitières présentant des performances variables sur de multiples caractères de production et fonctionnels permet d’envisager des gains par complémentarité d’aptitudes via le croisement entre deux ou trois de ces races. La partie génétique de la performance d’un animal croisé dépend de trois composantes distinctes : la contribution additive moyenne de chacune des races constitutives ; la valeur génétique additive individuelle intra race ; l’effet spécifique du croisement. Prédire la valeur d’un animal revient donc à prédire ces trois composantes.
Valeur additive moyenne
La valeur additive moyenne d’un individu issu de croisement correspond à la somme des valeurs de chaque race, pondérées par leur proportion respective dans son génotype (Willham et Pollak, 1985 ; Bidanel, 1992 ; Swan et Kinghorn, 1992). Cette valeur additive dépend des races impliquées dans le croisement. Pour estimer la valeur génétique additive d’un croisement, il faut donc estimer les effets de chaque race qui contribuent à des proportions différentes à la performance des individus issus de croisement.
Modèles d'évaluation génétique
Pour estimer les effets de chaque race, les généticiens utilisent des modèles de régression linéaire :
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yj = µ + Σ effets fixes + Σ cij ri + ej
où :
yjest la performance de la vache j,Σ effets fixessont les effets non-génétiques propres au caractère évalué,Σ cij riest la composante de la valeur additive de la vache issue de croisement j,cijest la proportion estimée de gènes de la race pure i dans le génotype croisé,riest la moyenne des effets additifs de la race i,ejest l’effet résiduel du modèle.
Cependant, ce type de modèle n’inclut pas la valeur génétique de l’animal lui-même intra race et suppose donc que les animaux sont représentatifs de leur race et qu’il n’y a pas d’évolution génétique au cours du temps.
Modèles intégrant la structure des populations
Les généticiens privilégient plutôt des modèles reflétant la structure réelle des populations (par exemple, la structuration familiale et le processus de sélection au cours du temps) en ajoutant la valeur génétique aj intra race comme effet aléatoire dans le modèle. Le modèle est alors :
yj = µ + Σ effets fixes + Σ cij ri + aj + ej
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Cette approche est préférable car elle fournit des estimations non biaisées des différences entre races, et on en déduit la valeur génétique additive de chaque individu de la façon suivante :
g^j = ∑icijr^j + a^j
Écarts génétiques entre races
La race Holstein est supérieure pour les caractères de quantités de lait, de matière grasse et de matière protéique aux races Jersiaise, Brune, Rouge danoise, Montbéliarde et Normande (VanRaden et al., 2007 ; Norberg et al., 2014 ; Dezetter et al., 2015). Ces races sont quant à elles génétiquement supérieures pour les caractères de fertilité. Concernant le score en cellules somatiques, les races Brune, Rouge danoise et Montbéliarde sont génétiquement moins susceptibles et les races Normande et Jersiaise plus susceptibles que la race Holstein. Ces écarts entre races laissent présager d’une bonne complémentarité entre elles.
Des écarts génétiques additifs de 950 kg de lait (lactations de 305j en équivalent adulte) et de -12 points de taux de conception ont été estimés par Dezetter et al (2015) entre les races Prim’Holstein et Montbéliarde. Selon l’équation 1, la valeur génétique additive moyenne des vaches F1 issues de ce croisement serait donc supérieure de 475 kg de lait et inférieure de 6 points de taux de conception à celle de vaches de race pure Montbéliarde. Les vaches F1 maintiennent donc un niveau de production de lait supérieur à la Montbéliarde tout en ayant un potentiel génétique de reproduction nettement supérieur à celui la Prim’Holstein.
Importance des modèles multiraciaux
Il est difficile d’avoir une vision globale des écarts génétiques entre races sur tous les caractères. En effet, en France, les races sont évaluées séparément avec une base de référence pour le calcul des index propre à chaque race. Il n’est donc pas possible d’estimer l’écart génétique entre races française en faisant la différence des moyennes génétiques. Il faudrait mettre en place un modèle d’évaluation génétique multiraciale. Ces modèles sont utilisés en routine aux États-Unis (Olson et al., 2012) et en Nouvelle Zélande (Harris et Johnson, 2010), avec prise en compte ou non des individus issus de croisement.
Effet d'hétérosis
Définition
On définit l’effet d’hétérosis comme la différence entre la performance moyenne de la population issue du croisement de première génération et la performance moyenne des deux populations parentales (Shull, 1948 ; Bidanel, 1992). Cet écart de performances, souvent favorable, s’explique essentiellement par des effets non additifs de dominance et/ou d’épistasie.
Effets de dominance et d'épistasie
Les effets de dominance sont générés par des interactions génétiques intra-locus, tandis que les effets épistatiques sont causés par des interactions entre loci. De manière générale, les effets de dominance représentent la part la plus importante des interactions (Swan and Kinghorn, 1992). Si la majorité des loci agissant sur les caractères ont un déterminisme dominant (donc non strictement additif), alors l’animal croisé qui maximise le taux d’hétérozygotie maximise aussi le nombre de loci aux effets favorables par rapport aux races le constituant.
Application de l'insémination artificielle dans l'aide au croisement
L'insémination artificielle en élevage
Si l'insémination artificielle se pratique dans plus de 79 % des élevages laitiers, elle reste peu utilisée sur les troupeaux allaitants. En effet, 67 % des élevages allaitants sont en monte naturelle et en 2017, seuls 5 % des troupeaux sont intégralement à l'IA. Selon les races, les veaux issus d'IA représentent de 6 à 31 % des naissances sur la campagne 2018 - 2019 d'après Reproscope de l'Institut de l'élevage.
Avantages de l'IA
L’IA permet avant tout d’éviter la diffusion des maladies. L’IA offre la possibilité de raisonner au cas par cas pour augmenter la valeur génétique du troupeau. Une vache mauvaise laitière pourra être croisée avec un taureau dont les filles sont bonnes productrices. Il devient ainsi possible de disposer d'un panel de géniteurs de bonne qualité afin de mettre en place un plan d’accouplement. Les gains génétiques sont multiples. L’IA permet de contrôler de manière plus précise les saillies et le pourcentage de réussite.
Freins au développement de l'IA
Hélène Boÿreau a cherché à mettre en évidence les principaux freins au développement de l'IA dans les systèmes allaitants. Sur 94 éleveurs interrogés, les principaux freins à la pratique de l'IA mis en évidence sont la charge de travail supplémentaire, le temps nécessaire à observer les vaches pour la détection des chaleurs, ainsi que la difficulté à détecter les chaleurs. Le coût généré par l'IA intervient ensuite dans une moindre mesure.
Compatibilité avec les pratiques d'élevage
Dans un contexte d'augmentation des troupeaux et de stratégie de réduction des coûts, beaucoup d'éleveurs développent les systèmes pâturants. Avec des vêlages de printemps, la détection des chaleurs doit se faire au pâturage. La rigueur dans la détection des chaleurs est essentielle pour avoir des bons résultats à l'IA. Cet aspect peut intimider les éleveurs, mais des solutions existent. Des programmes de synchronisation des chaleurs reviennent en général à un vingtaine d'euros par vache.
Procédure d'insémination artificielle
L’insémination artificielle consiste à déposer le sperme du conjoint ou d’un donneur directement dans l’utérus de la femme, au moment de son ovulation. On parle d’insémination artificielle in vivo car la fécondation a lieu dans l’utérus. L’insémination artificielle reproduit donc les conditions d’un rapport sexuel naturel, mais sous contrôle médical en optimisant les chances de fécondation. En effet, elle est généralement précédée d’un traitement de stimulation de l’ovulation pour la femme.
Étapes de l'insémination artificielle
- Stimulation ovarienne: À partir du 3ème ou du 5ème jour de son cycle, la femme reçoit quotidiennement pendant 10-12 jours un traitement médicamenteux par injection sous-cutanée afin de stimuler le développement d’1 à 3 follicules.
- Surveillance des follicules: À partir du 10ème jour du cycle, les effets de la stimulation de l’ovulation sont suivis toutes les 24-48 h avec prises de sang et échographie pour surveiller la maturation des follicules. L’ovulation sera déclenchée par une injection d’hormone hCG lorsqu’ils auront atteint la bonne taille. Les autres traitements sont stoppés.
- Préparation du sperme: Le sperme du conjoint est recueilli par masturbation au laboratoire, 2 h avant l’intervention et préparé pour l’insémination artificielle. S’il s’agit d’un don de sperme, les paillettes sont décongelées. La préparation du sperme en laboratoire consiste à recréer les modifications naturelles observées lorsque les spermatozoïdes traversent la glaire cervicale lors d’un rapport sexuel.
- Insémination: L’insémination elle-même ne fait pas mal, elle est réalisée sans hospitalisation et ne nécessite pas d’anesthésie. Le médecin dépose les spermatozoïdes à l’intérieur de l’utérus par les voies naturelles grâce à un cathéter très fin. Les spermatozoïdes mobiles remontent naturellement vers les trompes à la rencontre de l’ovocyte.
Enjeux et perspectives
Importance de la qualité de vie
Le parcours de soins en AMP représente un moment important et parfois bouleversant. Votre activité professionnelle peut continuer : un arrêt de travail n’est pas systématiquement proposé. Toutefois, vous bénéficiez d’une autorisation d’absence pour les actes médicaux nécessaires à l’AMP.
Soutien psychologique
Préserver votre qualité de vie : quelle que soit votre situation (couple hétérosexuel, couple de femmes ou femme célibataire), vous pouvez ressentir du stress ou de l’angoisse au cours du processus d’AMP. N’hésitez pas à faire des pauses, essayez de ne pas tout sacrifier pour le suivi de votre AMP dans votre vie de tous les jours.
Vie sexuelle
Vous pouvez avoir une vie sexuelle épanouie : si vous êtes un couple hétérosexuel, on peut vous demander une planification très cadrée de vos rapports sexuels avant certains examens et parfois une abstinence de quelques jours. Cela peut entraîner des difficultés dans votre sexualité.
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