de la Reproduction 37380 Nouzilly
* INRA Biologie Cellulaire et MolŽculaire 78352 Jouy-en-Josas Cedex
de la reproduction des mammif•res dÕŽlevage
La ma”trise de la reproduction prŽsente plusieurs avantages considŽrables. Elle per- met de choisir la pŽriode de mise bas, de diminuer les pŽriodes improductives, dÕopti- miser la taille de la portŽe et enfin dÕaccŽlŽrer le progr•s gŽnŽtique. CÕest Žgalement un outil de base indispensable ˆ la mise au point de nouvelles biotechnologies de lÕembryon ou de conservation du patrimoine gŽnŽtique.
Le choix de la pŽriode de mise bas peut •tre justifiŽ par de multiples raisons. En premier lieu, il peut •tre nŽcessaire de rŽaliser un ajustement aux disponibilitŽs fourrag•res ou au syst•me dÕŽlevage. Dans les troupeaux ovins transhumants, par exemple, il est nŽcessaire que les femelles qui partent en montagne au printemps soient gravides afin quÕelles profitent au mieux des p‰turages et quÕelles ne risquent pas, pendant cette pŽriode, dÕ•tre fŽcondŽes par un m‰le non choisi. En second lieu, lÕadaptation au marchŽ ou ˆ la demande peut reprŽsenter une contrainte externe importante. Dans lÕesp•ce Žquine, les chevaux nŽs le plus t™t dans lÕan- nŽe bŽnŽficient dÕun avantage certain lors de
leur vente. Le dŽbut de la saison sexuelle des juments ne co•ncide cependant pas avec le dŽbut de la pŽriode administrative de monte (pŽriode pendant laquelle les saillies sont enregistrŽes officiellement). Chez les caprins laitiers, la demande de fromage de ch•vres est quasi constante au cours de lÕannŽe.
Cependant, en raison de lÕexistence dÕune sai- son sexuelle tr•s stricte, de septembre ˆ fŽvrier, lÕarrivŽe du lait sur le marchŽ et donc la fabrication des fromages sont tr•s saison- nŽes (figure 1). Il peut donc •tre intŽressant de dŽsaisonner les mise bas. Enfin, la limita- tion dans le temps des pŽriodes de mise bas sur quelques semaines, voire quelques jours, limite les durŽes dÕintervention et donc les cožts de la main dÕÏuvre. Elle permet aussi une meilleure surveillance des animaux, ce qui rŽduit les mortalitŽs pŽri-natales. Ainsi, dans un troupeau ovin dont les mise bas ont ŽtŽ synchronisŽes sur quelques jours, alors que normalement lÕagnelage sÕŽtale sur un ou deux mois, la mortalitŽ passe de 17 ˆ 4 %.
Cette synchronisation Žtroite des pŽriodes de naissance facilite aussi la constitution de lots homog•nes dÕanimaux. LÕajustement des rŽgimes alimentaires est plus aisŽ : femelles en lactation, jeunes en cours de sevrage ou en croissance, peuvent •tre regroupŽs. LÕimpact social pour les familles dÕŽleveurs pouvant bŽnŽficier dÕun repos au cours de la semaine et de lÕannŽe est Žgalement un facteur impor- tant. La ma”trise de la reproduction est, en fait, un moyen pour lÕŽleveur de trouver le meilleur Žquilibre entre productivitŽ, adapta- tion au marchŽ et vie familiale.
La diminution des pŽriodes improductives est le second avantage liŽ ˆ la ma”trise de la reproduction. Chez plusieurs esp•ces domes- tiques, le cycle de reproduction comporte naturellement de longues pŽriodes de silence sexuel (anÏstrus), quÕil peut •tre souhaitable de rŽduire, en particulier dans les Žlevages intensifs. Avancer la pubertŽ des femelles et des m‰les (voir ci-apr•s) accro”t leur producti- vitŽ totale au cours de leur vie (porcins, bovins ˆ viande, ovins), mais Žgalement fait co•ncider la pŽriode de reproduction des primipares avec celle des adultes (ovins, caprins). RŽduire la durŽe de lÕanÏstrus sai- sonnier permet dÕobtenir plus dÕune gestation Prix ( F/litre)
J F M A M J J A S O N D
0 10 20 30 40
2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
Mois Collecte (106 litres)
Figure 1. Variations saisonnières de la collecte et du prix du lait de chèvre en France en 1992.
par brebis et par an, ce qui accro”t sensible- ment (+ 25 %) la productivitŽ par femelle.
Diminuer la durŽe de lÕanÏstrus post-partum chez les bovins laitiers accro”t fortement le revenu par vache : plus de 20 F sont gagnŽs par jour dÕanÏstrus post-partum en moins.
Cette diminution des pŽriodes improductives nÕest pas forcŽment souhaitŽe dans les sys- t•mes dÕŽlevage extensifs.
LÕoptimisation de la taille de la portŽe dans les esp•ces polytoques reprŽsente le troisi•me avantage de la ma”trise de la reproduction.
Si, en Žlevage laitier ovin et caprin, la taille de la portŽe nÕa quÕune importance relative (quoiquÕil existe un effet du nombre de fÏtus sur la production laiti•re ultŽrieure), il en va autrement dans les syst•mes producteurs de viande ovine et porcine. La productivitŽ par truie dŽpend du nombre de porcelets sevrŽs par portŽe (r = + 0,82). Chez les ovins ˆ viande, lÕeffet est encore plus marquŽ du fait de la moindre fŽconditŽ de cette esp•ce. LÕop- timisation de la taille de la portŽe doit cepen- dant se faire en tenant compte de la valeur laiti•re des m•res. Dans les races ˆ faible production laiti•re, augmenter la prolificitŽ ne constitue pas forcŽment un avantage.
Enfin, cÕest au niveau de la gestion collec- tive du patrimoine gŽnŽtique que la ma”trise de la reproduction se rŽv•le •tre la plus effi- cace. LÕintroduction, m•me dans une faible proportion, de lÕinsŽmination artificielle (IA), par les Ç connexions È quÕelle permet entre les troupeaux, induit un accroissement considŽ- rable du progr•s gŽnŽtique par la Ç voie m‰le È. Son utilisation permet la naissance simul- tanŽe de descendants des m•mes m‰les dans plusieurs Žlevages et, par lˆ, accro”t la prŽci- sion de lÕestimation de leur valeur gŽnŽtique.
La mise en place dÕun testage sur descen- dance tr•s prŽcoce apr•s la pubertŽ autorise la connaissance de la valeur gŽnŽtique des m‰les d•s leur plus jeune ‰ge. Enfin, une fois leur valeur gŽnŽtique connue, une large diffu- sion des m‰les amŽliorateurs est possible gr‰ce ˆ lÕIA. Un des exemples les plus specta- culaires est celui de lÕaugmentation de la pro- duction laiti•re des brebis Lacaune du Rayon de Roquefort : la production de lait par brebis est passŽe de 113 litres par lactation en 1970 ˆ 260 litres en 1995. Dans le m•me temps le nombre dÕIA a progressŽ de 20 000 en 1971 ˆ 340 000 en 1994. La totalitŽ des Žleveurs sŽlectionneurs utilisent lÕIA et 86 % des insŽ- minations sont rŽalisŽes dans un but dÕamŽ- lioration gŽnŽtique. De m•me, lÕemploi du transfert dÕembryons permet maintenant dÕamŽliorer par la Ç voie femelle È lÕefficacitŽ du progr•s gŽnŽtique, mais Žgalement de sŽlectionner des caract•res secondaires comme la qualitŽ fromag•re du lait ou les caractŽristiques bouch•res. Enfin, la conser- vation des gam•tes ou des embryons sous forme congelŽe autorise la comparaison, ˆ un moment donnŽ, des performances dÕanimaux de gŽnŽrations diffŽrentes et donc de mesurer le progr•s gŽnŽtique.
La ma”trise de la reproduction est Žgale- ment un outil pour la mise au point et le
dŽveloppement de nouvelles techniques de manipulation ou de conservation du patri- moine gŽnŽtique. La synchronisation des ovu- lations ˆ lÕheure pr•s, permet dŽjˆ ou permet- tra rapidement la collecte dÕovocytes au m•me stade sur de nombreux animaux, lÕob- tention ˆ la demande dÕÏufs juste fŽcondŽs, la mise ˆ disposition dÕun grand nombre dÕembryons ou dÕun grand nombre de femelles receveuses en m•me temps, au m•me stade du cycle. Ces diffŽrentes possibilitŽs favori- sent la mise au point et le dŽveloppement, par exemple, de la fŽcondation in vitro, de la culture, de la congŽlation et du transfert dÕembryons, du sexage des embryons ou du transfert de g•nes.
Par ailleurs, la connaissance plus grande des mŽcanismes de la reproduction des mam- mif•res a eu et aura encore des retombŽes sur la mise au point de nouvelles mŽthodes pour mieux pallier les dŽficiences de la procrŽation humaine.
De nombreuses techniques ont ŽtŽ propo- sŽes pour la ma”trise de la reproduction des mammif•res domestiques. Plusieurs dÕentre elles, mises au point il y a plus de dix ans, connaissent un grand succ•s. DÕautres sont en cours de dŽveloppement. Nous avons dŽlibŽrŽment choisi, parmi celles-ci, trois exemples qui illustrent la nŽcessitŽ dÕun Ç continuum È entre recherches de base et recherche finalisŽe, car des allers-retours per- manents entre les deux orientations de recherche sont indispensables ˆ lÕefficacitŽ de ces techniques.
1 / Contr™le hormonal des chaleurs
D•s 1950, les chercheurs de lÕINRA de Jouy-en-Josas avaient per•u lÕimportance de la reproduction comme facteur influen•ant lÕefficacitŽ des unitŽs de production et dŽcidŽ dÕaccro”tre nos connaissances concernant la physiologie de la reproduction des mammi- f•res domestiques. Un demi-si•cle plus tard, le dŽveloppement spectaculaire en France et ˆ lÕŽtranger de la synchronisation des cha- leurs et de lÕIA chez les animaux de ferme, et lÕamŽlioration qualitative du cheptel qui en a rŽsultŽ, tŽmoignent de la justesse dÕanalyse de lÕŽpoque.
LÕobjectif Žtait, chez des femelles cycliques ou en anÏstrus, dÕinduire des Ïstrus et des ovulations groupŽs chez la totalitŽ des femelles traitŽes permettant une programma- tion Ç en aveugle È des insŽminations, sans diminuer la fertilitŽ du troupeau.
La premi•re Žtape majeure a ŽtŽ la dŽmonstration que la progestŽrone interagit avec les Ïstrog•nes dans la manifestation des chaleurs. Chez des femelles en anÏstrus, un comportement dÕÏstrus accompagnŽ dÕovulation peut •tre induit par un traite- ment progestatif suivi dÕune injection de lÕhormone gonadotrope PMSG (Pregnant
Esp•ce CatŽgorie Progestatif Voie
Prostaglandines
Dose Synchronisation Moments (dose, durŽe) dÕadministration
oui ou non
de de lÕÏstrus de saillie (jours avant
PMSG apr•s retrait ou dÕIA retrait) du progestatif apr•s retrait
Mare Serum Gonadotropin, maintenant appelŽe eCG pour equine Chorionic Gonado- tropin).
LÕŽtape suivante fut, au cours des annŽes 60, lÕutilisation de progestag•nes de synth•se de haute activitŽ biologique administrŽs par voie vaginale ou sous-cutanŽe, plus simples que les injections quotidiennes de progestŽ- rone et permettant une plus Žtroite synchro- nisation des chaleurs et des ovulations. Au cours de ces annŽes, lÕINRA, en collaboration avec des laboratoires privŽs et les organismes professionnels, a mis en place une expŽrimen- tation ˆ grande Žchelle dans les fermes pour adapter ce traitement de synchronisation des Ïstrus aux esp•ces dÕŽlevage (tableau 1), ˆ diffŽrentes races, en tenant compte de lÕŽtat physiologique des femelles traitŽes (brevets Chronogest-INRA, RŽgumate). Ces tests de terrain ont rŽvŽlŽ des probl•mes majeurs non suspectŽs au dŽpart.
La premi•re difficultŽ ˆ surmonter est lÕal- tŽration du transport des spermatozo•des dans les voies gŽnitales dÕune femelle trai- tŽe. Un taux ŽlevŽ de fŽcondation nÕest obtenu que si lÕinsŽmination a lieu 8 ± 4 heures avant lÕovulation. La Ç fen•tre È opti- male dÕinsŽmination, qui permet lÕobtention dÕune bonne fertilitŽ, est plus Žtroite que dans le cas dÕune femelle en Ïstrus naturel.
La deuxi•me difficultŽ est liŽe ˆ la nŽces- sitŽ de respecter des limites dÕutilisation de ce traitement : un dŽveloppement corporel suffisant chez la femelle prŽpub•re (2/3 du poids adulte) ou un intervalle mise bas-mise ˆ la reproduction plus long chez la m•re allai- tant sa portŽe que chez la m•re tarie prŽcoce- ment. Chez la brebis en lactation, la survie embryonnaire et le taux dÕagnelage ne sont pas significativement diminuŽs quand lÕinter- valle entre la mise bas et la mise ˆ la repro- duction suivante est supŽrieur ˆ 2 mois.
Enfin, la derni•re difficultŽ rŽside dans les effets favorables ˆ court terme, mais parfois dŽfavorables ˆ long terme, liŽs ˆ lÕutilisation de PMSG, chez les caprins et les ovins. Cette hormone est utilisŽe principalement pour induire lÕovulation chez la femelle en anÏs- trus, mais peut •tre utilisŽe chez la femelle cyclique pour amŽliorer la synchronisation des chaleurs associŽe ˆ lÕIA Ç en aveugle È et augmenter la prolificitŽ. Par exemple, chez la brebis naturellement peu prolifique, la fŽcon- ditŽ est plus ŽlevŽe apr•s injection de 500 ˆ 750 U.I. de PMSG (2 ˆ 3 ovulations) quÕapr•s injection de 0 ˆ 250 UI (1 ˆ 2 ovulations) ou 1 000 UI (> 4 ovulations). Un taux de mortalitŽ embryonnaire ŽlevŽ est observŽ dans ce dernier cas de figure. Chez les bovins, la dose de PMSG ˆ administrer varie avec lÕ‰ge (gŽnisses ou vaches adultes), avec la race et Tableau 1. Traitements de synchronisation des chaleurs applicables à différentes espèces d’élevage (Thimonier et al 1975, Thimonier 1979, Martinat-Botté et al 1985, Cognié 1988, Corteel et al 1988, De Fontaubert 1988, Morstin et al 1988).
Bovins
Ovins
Caprins
Porcins
Equins
Vaches laiti•res GŽnisses et vaches
rustiques et viande GŽnisses laiti•res
Toutes catŽgories
Femelles cycliques
Jeunes truies
Norgestomet 3 mg total
7 ˆ 11 j idem
idem ProgestŽrone
1,5 g total 12-14 j
FGA ou MPA * 30 ˆ 40 mg
total 12-14 j FGA 45 mg
10-12 j ou 17 ˆ 21 j RU 2267 **
20 mg/jour 14-18 j RU 2267 **
Implant sous-cutanŽ + surcharge ˆ la pose + Ïstradiol ˆ la pose
idem
idem Spirale vaginale
(PRID) + Ïstradiol ˆ la pose
ƒponge vaginale (ou implant)
ƒponge vaginale
Alimentation
Alimentation
Oui (Ð 2) Non
Non Non
2 injections ˆ 10 j dÕintervalle
Non
Oui (2) Non
Non
Oui
400 UI
500 ˆ 700 UI
Non 400 ˆ 700 UI
400 ˆ 700 UI
500 ˆ 700 UI
Non
HCG
86 % en 48 h
idem
idem 80 % en 48 h
99 % avant 48 h
97 % de 12 ˆ 36 h
94 % entre 5eet 8ejour
56 h (IA)
56 h (IA)
48 h (IA) 56 h (IA) 48 et 72 h (IA)
selon venues en chaleurs
24 ˆ 48 h (saillie) 55 h (IA) 24 ˆ 48 h (saillie) ou 45 h (1 IA) selon venues
en chaleurs selon venues
en chaleurs
avec le type de race (lait ou viande). La dose optimum de PMSG ˆ administrer a donc dž
•tre Žtablie en fonction du taux dÕovulation propre ˆ chaque esp•ce et ˆ chaque race et de lÕŽtat physiologique des femelles traitŽes, puisque lÕutilisation de doses trop impor- tantes aboutit finalement ˆ une baisse de fer- tilitŽ. Par ailleurs, chez la ch•vre et ˆ un degrŽ moindre chez la brebis, lÕadministra- tion rŽpŽtŽe de PMSG peut induire la forma- tion dÕanticorps dirigŽs contre cette hormone chez certaines femelles, les rendant non rŽceptives ˆ ce traitement. Chez la brebis, lÕutilisation de lÕeffet m‰le (induction dÕovula- tions par la rŽ-introduction des m‰les apr•s une pŽriode de sŽparation) en fin de traite- ment progestag•ne ˆ la place de PMSG est possible en lutte naturelle (tableau 2) mais nÕest pas recommandŽe pour une fŽcondation systŽmatique par insŽmination artificielle, Žtant donnŽe la moins bonne synchronisation des ovulations.
En permettant Žgalement le regroupement des mise bas, et donc une gestion du troupeau plus efficace sans modifier la fertilitŽ des femelles, la synchronisation des chaleurs sÕest dŽveloppŽe dans les Žlevages.
Chez les ovins, environ 2/3 des brebis adultes mises en lutte en France, entre avril et juillet, pŽriode dÕanÏstrus, sont synchroni- sŽes par traitement hormonal. Pour diffŽ- rentes races (Blanche du Massif Central, Lacaune, VendŽenne, Rouge de lÕOuest), ce traitement permet dÕaugmenter le rythme dÕagnelage et le niveau de prolificitŽ lorsque celui-ci est faible. Chez la brebis laiti•re (Roquefort, PyrŽnŽes-Atlantiques), la syn- chronisation des chaleurs a permis le dŽve- loppement de lÕIA et lÕamŽlioration gŽnŽtique des troupeaux. Une augmentation rŽguli•re du nombre de traitements est Žgalement observŽe chez la ch•vre laiti•re pour avancer la production fromag•re vers une Žpoque de marchŽ plus favorable.
Chez les bovins laitiers, le traitement de synchronisation permet une meilleure dŽtec- tion des chaleurs, une plus grande concentra-
tion des mise bas (amŽnagement des temps de loisirs) sans modifier la production laiti•re et le taux de rŽforme. La synchronisation des chaleurs chez la vache laiti•re se dŽveloppe pour cette raison. Chez les bovins allaitants, chaleurs et ovulation sont induites plus prŽ- cocŽment ˆ la fin de lÕhiver avec un taux de gestation satisfaisant. Mais, compte tenu de la variabilitŽ importante de la fertilitŽ obte- nue (sans doute due ˆ de mauvaises condi- tions nutritionnelles des troupeaux), cette technique ne conna”t pas actuellement un dŽveloppement suffisant.
Chez les porcins, plus de la moitiŽ des truies nullipares du cheptel fran•ais sont traitŽes pour mieux synchroniser la premi•re conception et augmenter ainsi dÕun porcelet par portŽe, en moyenne, la prolificitŽ des truies.
LÕintroduction, dans la conduite des Žle- vages, dÕune technique associŽe ˆ lÕIA permet- tant de ma”triser la pŽriode dÕaccouplement et la fŽconditŽ des femelles, a eu de profondes rŽpercussions, dÕune part sur la production quantitative et qualitative des Žlevages et, dÕautre part, sur lÕamŽnagement du temps de travail qui est de plus en plus pris en compte par les Žleveurs.
MalgrŽ les progr•s rŽalisŽs durant ces 40 annŽes, les techniques permettant de syn- chroniser les chaleurs peuvent encore •tre amŽliorŽes. Ainsi, lÕutilisation rŽcente de lÕŽchographie dÕultrasons pour visualiser les ovaires a permis dÕaffiner les connaissances acquises, gr‰ce aux mŽthodes endocrinolo- giques et histologiques plus anciennes, sur la cinŽtique du dŽveloppement folliculaire et sa rŽgulation. Ce progr•s, en particulier dans lÕesp•ce bovine, devrait permettre de mieux analyser les limites des traitements utilisŽs actuellement et fournir des informations utiles pour amŽliorer la ma”trise de la repro- duction.
La mesure de la rŽsistivitŽ du mucus vagi- nal au cours de lÕÏstrus, ˆ lÕaide dÕune sonde con•ue en collaboration avec un organisme professionnel (Cobiporc) conduit ˆ une apprŽ- ciation plus fiable du moment de dŽbut de chaleurs chez la truie. Cette mŽthode permet- tra peut-•tre le passage de deux ˆ une seule IA dans cette esp•ce.
Dans le but dÕamŽliorer encore les rŽsultats de fertilitŽ ˆ lÕI.A., des expŽrimentations sont rŽalisŽes afin de dŽterminer lÕintervalle de temps optimum entre la dŽcharge ovulante de LH et lÕIA. Un dosage par mŽthode ELISA de la LH (Brevet INRA-CNRS) a ŽtŽ mis au point et commercialisŽ sous le nom de Repro- kit. Cette mŽthode permet la dŽtection Ç sur le terrain È du signal prŽovulatoire et peut
•tre utilisŽe chez de nombreuses esp•ces ani- males.
La forte variabilitŽ observŽe apr•s synchro- nisation des chaleurs et IA chez les bovins allaitants, fait lÕobjet dÕinvestigations sur les interactions entre niveau des rŽserves corpo- relles, intensitŽ de leur mobilisation et reprise de lÕactivitŽ sexuelle, afin de com- Tableau 2. Efficacité comparée de la synchronisation avec PMSG
ou avec « effet mâle » (EM) chez les ovins.
FertilitŽ ProlificitŽ FŽconditŽ n (% de mise bas) (agneaux/brebis (agneaux/brebis
agnelant) mise en lutte) MŽrinos dÕArles
EM 50 76 1,16 0,88
FGA + EM 48 90 1,30 1,17
FGA + 500 UI
PMSG 80 94 1,63 1,53
Rasa Aragonesa
EM 848 61 1,28 0,78
FGA + EM 740 69 1,33 0,92
FGA + 500 UI
PMSG 378 75 1,56 1,17
prendre par quels mŽcanismes les animaux sont capables de percevoir les changements de leur Žtat nutritionnel.
La diminution de la survie des spermato- zo•des due ˆ des niveaux sanguins anormaux des stŽro•des induits par PMSG et, ˆ plus long terme, lÕapparition dÕanticorps dirigŽs contre lÕhormone injectŽe, conduisent ˆ rechercher une alternative fiable ˆ lÕutilisa- tion de cette hormone.
Chez les petits ruminants, la taille de por- tŽe est encore trop variable apr•s le traite- ment hormonal, avec un pourcentage non nŽgligeable de portŽes triples. Comment opti- miser cette taille de portŽe ˆ 2 jeunes nŽs par m•re traitŽe et augmenter le taux dÕovulation en Žvitant dÕaggraver les pertes embryon- naires ? Les recherches en cours permettront sans doute de faire ce nouveau pas en avant.
2 / Contr™le photopŽriodique de lÕactivitŽ sexuelle des m‰les dans les centres dÕIA ovins et caprins
LÕexistence de variations saisonni•res de lÕactivitŽ sexuelle des brebis et des ch•vres est connue depuis plusieurs dizaines dÕan- nŽes. Elle existe probablement depuis des millŽnaires (Ortavant et al 1988). Celle des bŽliers et des boucs nÕa ŽtŽ dŽcouverte que plus rŽcemment lorsquÕil sÕest agi de leur faire produire en pleine contre-saison de la semence en grande quantitŽ et dÕune fŽcon- dance maximale. Les professionnels des centres dÕinsŽmination artificielle, utilisant la semence fra”che, ont donc ŽtŽ demandeurs de traitements qui pouvaient permettre le dŽpla- cement de la saison dÕactivitŽ sexuelle maxi- male, voire lÕabolition des variations saison- ni•res. La prŽsence, au sein de la Station INRA de Physiologie de la Reproduction, dÕune Žquipe travaillant depuis de nom- breuses annŽes sur le contr™le de lÕactivitŽ sexuelle des petits ruminants par la photopŽ- riode, a permis dÕexpŽrimenter, puis de propo- ser aux professionnels de la fili•re, une palette de traitements Ç photopŽriodiques È.
Ceux-ci leur permettent prŽcisŽment dÕattŽ- nuer ou dÕabolir les effets nŽfastes des varia- tions saisonni•res dÕactivitŽ sexuelle des bŽliers et des boucs (Chemineau et al1988).
Le premier de ces traitements consiste, en b‰timent fermŽ o• lÕŽclairement est compl•te- ment contr™lŽ, en un dŽcalage de phase de 6 mois des variations photopŽriodiques par rap- port ˆ lÕŽclairement naturel.
Ce rŽgime lumineux appliquŽ aux bŽliers permet la production dÕune quantitŽ et dÕune qualitŽ ŽlevŽes de semence au printemps/
ŽtŽ, cÕest-ˆ-dire ˆ la pŽriode de plus forte demande de semence pour lÕIA. Il est utilisŽ depuis plus de 15 ans maintenant par un des plus grands centres dÕIA fran•ais (Insem Ovins). Le second type de traitement utili-
sable pour contr™ler la production de semence ˆ contre-saison a ŽtŽ dŽveloppŽ spŽcifique- ment pour les besoins de la fili•re Ç ovins lait È du rayon de Roquefort. Les deux centres dÕIA de cette rŽgion (Ovitest et ConfŽdŽration des Producteurs de lait de brebis et de fro- mage de Roquefort) souhaitaient, en effet, disposer dÕun plus grand nombre de jeunes bŽliers ˆ mettre en testage sur descendance lors de leur 1reannŽe de vie. Pour co•ncider avec le syst•me de production existant, il fal- lait que les jeunes m‰les nŽs en novembre- dŽcembre, soient capables de produire suffi- samment de doses dÕIA d•s juillet-aožt pour engendrer une vingtaine de filles chacun, nombre nŽcessaire pour une indexation gŽnŽ- tique prŽcoce. Il fallait donc non seulement dŽcaler la saison de pleine activitŽ sexuelle, mais encore avancer la pubertŽ. LÕutilisation de la succession dÕune pŽriode dÕŽclairement simulant des jours longs puis dÕune pŽriode de jours dŽcroissants (figure 2), directement issue des recherches du laboratoire, a permis assez vite de proposer un schŽma efficace puis dÕamŽliorer ses conditions de mise en place. Ce schŽma est actuellement utilisŽ pour traiter la totalitŽ des jeunes bŽliers des schŽmas de sŽlection des deux centres dÕIA, soit plus de 550 bŽliers par an. Il permet dÕamŽliorer tr•s sensiblement le nombre de doses produites par m‰le. Depuis la mise en Ïuvre de ces traitements, 80 ˆ 90 % des bŽliers sont mis en testage sur descendance d•s leur premi•re annŽe, contre environ 30 % auparavant.
La poursuite des recherches de base au laboratoire sur lÕimportance de la mŽlatonine, hormone de la glande pinŽale qui intervient dans la perception des changements photopŽ- riodiques, de fa•on concomitante ˆ lÕassocia- tion, au niveau mondial, entre les chercheurs et les industriels capables de dŽvelopper de nouveaux modes de distribution de cette molŽcule, ont permis de franchir une Žtape supplŽmentaire.
D•s 1988, la dŽmonstration Žtait faite quÕil Žtait possible de remplacer la seconde partie du traitement photopŽriodique (les jours dŽcroissants) par un traitement pharmacolo- gique (la mŽlatonine) ; celui-ci induit une per- ception de jours courts quand les animaux sont en rŽalitŽ soumis aux jours longs du printemps et de lÕŽtŽ. Cette Žtape, fort importante, a permis de sÕaffranchir de la contrainte du b‰timent fermŽ, cožteux en investissement et en fonctionnement (frais de ventilation et Žventuellement de climatisa- tion). Il suffit donc dŽsormais de maintenir les animaux en b‰timents ouverts toute lÕan- nŽe, en leur laissant percevoir les variations photopŽriodiques naturelles, puis de leur fournir un Žclairement supplŽmentaire pen- dant au moins 2 mois en hiver, suivis de lÕin- sertion dÕun implant de mŽlatonine (figure 2).
Ce traitement permet dÕaugmenter fortement le nombre de doses de semence produites par bŽlier et dÕaccro”tre la fertilitŽ de ces doses. Il est actuellement en phase de dŽveloppement dans plusieurs centres dÕIA fran•ais o• son
adaptation aux gŽnotypes exploitŽs est en cours (SICA-CREOM PyrŽnŽes-Atlantiques, Ovitest et ConfŽdŽration Rayon de Roquefort, ADEO Hautes-Alpes).
Cependant, les trois types de traitements dŽcrits ci-dessus, quoique pleinement effi- caces pour une production de semence en pleine contre-saison, ne permettent cepen- dant pas de sÕaffranchir totalement des varia- tions saisonni•res puisquÕils ne font que dŽplacer les pŽriodes dÕactivitŽ et donc aussi dÕinactivitŽ sexuelles. En effet, apr•s leur pŽriode de pleine activitŽ sexuelle en contre- saison, les m‰les traitŽs subissent une dimi-
nution de cette activitŽ situŽe ˆ la pŽriode o•
les animaux non traitŽs sont pleinement actifs. Ce contrecoup du traitement nÕest pas g•nant pour les Centres qui ont une forte demande de semence seulement au prin- temps puisque les m‰les ne sont alors pas utilisŽs ˆ lÕautomne. Dans les Centres ayant une demande ˆ peu pr•s constante sur lÕan- nŽe, il fallait jusquÕˆ prŽsent entretenir deux groupes de m‰les, lÕun utilisable au prin- temps, lÕautre ˆ lÕautomne. Les travaux du laboratoire continuant ˆ progresser, un nou- veau schŽma photopŽriodique a ŽtŽ proposŽ.
LÕobservation dŽtaillŽe des relations endocri-
Aube Crépuscule 16h 17h
(a)
0 60 150 j
Janvier Mars Juin
16 L Diminution
progressive
(b)
(c) Rythme accéléré Bâtiments fermés
8 L
Crépuscule
"Jours longs" "Jours courts"
Mélatonine
Aube 16h 17h
0 60 150 j
Janvier Mars Juin
Bâtiments ouverts (d)
janvier février mars avril mai juin
0 4 8 12 16 20 24
1ère période d'éclairement 2ème période d'éclairement
"Jours longs" "Jours courts"
heures
crépuscule naturel
aube naturelle Mélatonine
0h 6h 14h
22h Jours longs
Jours courts
1 2 3 4 5 6 7 8
1 an Mois
Figure 2. Traitements photopériodiques des mâles des centres d’IA ovins et caprins. Les traitements a, b et c sont applicables en bâtiment complètement fermé (= où il est possible de faire l’obscurité complète), le traitement d est applicable en bâtiment ouvert. Les parties noires correspondent à la période obscure du nycthémère ; les parties grisées correspondent à l’application d’un traitement avec de la mélatonine alors que les animaux sont éclairés.
niennes existant entre les diffŽrents compar- timents de lÕaxe hypothalamus-hypophyse- testicules conduisait en effet ˆ postuler quÕune accŽlŽration du rythme des change- ments photopŽriodiques pourrait permettre une attŽnuation de la rŽtroaction nŽgative des gonades et, par lˆ, une abolition des variations saisonni•res dÕactivitŽ sexuelle.
Apr•s plusieurs essais en Station ExpŽrimen- tale permettant de vŽrifier cette hypoth•se, lÕalternance dÕun mois de jours longs et dÕun mois de jours courts Žtait appliquŽe ˆ des bŽliers de centres dÕIA, en comparaison avec des m‰les laissŽs en photopŽriode naturelle.
Cette comparaison a permis de mettre en Žvi- dence que les bŽliers traitŽs produisaient 45
% de spermatozo•des utiles en plus que les tŽmoins (figure 3). LÕapplication de ce type de rythme chez le bouc a abouti au m•me rŽsul- tat, conduisant ˆ produire de 50 ˆ 70 % de doses dÕIA en plus par rapport au tŽmoin selon le schŽma imposŽ (1 mois jours longs/1 mois jours courts ou 2 mois jours longs/2 mois jours courts) (Chemineau et al 1992). Ces schŽmas photopŽriodiques sont dŽsormais Žgalement utilisŽs dans les centres dÕIA ovins (Rayon de Roquefort) et caprins (Capri I.A.).
Ce travail de recherche-dŽveloppement a ŽtŽ rŽcompensŽ fin 1995 par lÕattribution du prix R. Cassou de lÕAcadŽmie dÕAgriculture de France, ˆ Jean Pelletier, pour sa contribution ˆ la mise au point de ces traitements photo- pŽriodiques.
Le suivi de lÕefficacitŽ des diffŽrents traite- ments photopŽriodiques mentionnŽs ci-dessus est assurŽ et les essais dÕadaptation sont effectuŽs par le laboratoire dÕorigine. Les pro- tocoles dÕapplication sont discutŽs avec les centres dÕIA concernŽs, des mesures sont effectuŽes par les centres dÕIA ou par lÕINRA afin dÕapprŽcier les effets du traitement appliquŽ (ex : mesures des concentrations plasmatiques de mŽlatonine et de testostŽ-
rone). Certaines hypoth•ses de simplification des schŽmas sont mises ˆ lÕŽpreuve au sein du laboratoire. Il sÕagit par exemple du rem- placement de lÕalternance 1 mois jours longs/1 mois jours courts, qui ne peut se faire quÕen b‰timent fermŽ, par 1 mois jours longs/1 mois de mŽlatonine, qui peut se faire en b‰timent ouvert. Ce dernier schŽma est efficace. Il reste cependant ˆ mettre au point un mode dÕadministration de la mŽlatonine dont on ma”triserait le moment de fin de libŽ- ration de lÕhormone.
Actuellement, la recherche de solutions alternatives pour contr™ler la reproduction sÕoriente vers de nouvelles pistes : immunisa- tion contre certaines substances endog•nes, comme la mŽlatonine et la thyroxine, ou emploi dÕantagonistes de la mŽlatonine, ou bien encore exploration de la variabilitŽ gŽnŽ- tique du saisonnement. Cette nouvelle gŽnŽ- ration de traitements ou ces nouvelles approches pourraient offrir une technique dÕabolition des variations saisonni•res de lÕac- tivitŽ sexuelle des m‰les sans recours ˆ des traitements photopŽriodiques, ce qui serait intŽressant pour les animaux ŽlevŽs en plein air (Malpaux et al1995).
3 / LÕirrŽsistible ascension de la place de lÕembryon dans les techniques de reproduction et de sŽlection bovine
La transplantation dÕembryons est une mŽthode de reproduction qui consiste ˆ faire na”tre par des vaches porteuses (appelŽes receveuses) des veaux issus dÕune m•me m•re gŽnŽtique sŽlectionnŽe comme donneuse Figure 3. Production spermatique de béliers Ile-de-France soumis à un rythme photopériodique accéléré (régime c de la figure 2).
Nombre de spermatozoïdes par éjaculat (milliards)
Proportion de spermatozoïdes anormaux
Saison sexuelle Contre-saison
sexuelle
Contre-saison sexuelle 0
2 4 6 8
0 10 20 30
AAA AAA AAA AAA AAA AAA
AAA AAA
%
Saison sexuelle Contre-saison
sexuelle
Contre-saison sexuelle
AA
Béliers témoins
Béliers soumis à un rythme photopériodique accéléré
dÕembryons, dans le but dÕaugmenter sa des- cendance. Chez les bovins, cette technologie est devenue famili•re ˆ bon nombre dÕŽle- veurs, qui lÕutilisent dŽsormais. Environ 30 000 transplantations dÕembryons sont main- tenant rŽalisŽes chaque annŽe en France. Si lÕon consid•re quÕil y a seulement une ving- taine dÕannŽes les veaux nŽs de transplanta- tion embryonnaire se comptaient encore sur les doigts de la main, on peut mesurer le che- min parcouru au cours des deux derni•res dŽcennies gr‰ce au travaux de lÕINRA (Renard et al 1982, Chupin 1985 et 1988, Heyman 1988).
Rappelons tout dÕabord que les recherches sur la transplantation dÕembryons ont ŽtŽ ini- tiŽes ˆ lÕINRA dans les annŽes soixante et que les premiers veaux issus de m•re por- teuse ont ŽtŽ obtenus en 1971. Mais nous Žtions ˆ ce moment-lˆ encore bien loin dÕune application pratique en Žlevage et les pro- bl•mes ˆ rŽsoudre Žtaient fort nombreux.
De la chirurgie ˆ la non-chirurgie
Dans les expŽriences dŽcrites par les pion- niers du transfert dÕembryons chez les bovins, apr•s lÕinduction hormonale dÕune polyovula- tion chez la vache sŽlectionnŽe comme don- neuse, les tr•s jeunes embryons Žtaient prŽle- vŽs 3 ou 4 jours apr•s la fŽcondation. Ils ne sont alors constituŽs que de quelques cellules et continuent leur migration ˆ travers les trompes (oviductes) avant dÕatteindre lÕutŽ- rus. Le prŽl•vement Žtait effectuŽ sous anes- thŽsie gŽnŽrale, par laparotomie ventrale, pour accŽder aux oviductes et perfuser ceux- ci avec une solution physiologique stŽrile. Il sÕagissait alors de rechercher, dans le liquide de perfusion, gr‰ce ˆ un microscope binocu- laire, ces embryons dont le diam•tre est de lÕordre du dixi•me de millim•tre, puis de les rŽimplanter un ˆ un, Žgalement par voie chirurgicale, dans lÕoviducte de vaches receveuses dont le stade du cycle Ïstrien cor- respond ˆ lÕ‰ge de lÕembryon. Ce type dÕinter- vention lourde nŽcessitait un bloc opŽratoire pour gros animaux et une Žquipe vŽtŽrinaire chevronnŽe.
LÕun des premiers objectifs de lÕINRA fut de mettre au point, pour les bovins, des tech- niques de prŽl•vement dÕembryons et de rŽ- implantation relativement simples, utilisant les voies naturelles via le vagin et le col de lÕutŽrus (cervix) pour atteindre celui-ci, afin de pouvoir intervenir directement dans les Žlevages. Une premi•re approche, via la voie transvaginale, pour Ç court-circuiter È le pas- sage du cervix, a permis de rŽduire considŽra- blement les inconvŽnients de la chirurgie. En effet il Žtait alors communŽment admis que le franchissement du col utŽrin chez la vache Žtait impossible en dehors de la pŽriode des chaleurs, et que sa stimulation pouvait provo- quer des contractions de lÕutŽrus susceptibles de rŽexpulser les embryons.
Pour mettre au point une mŽthode enti•re- ment non-chirurgicale, le laboratoire de Phy-
siologie Animale de lÕINRA sÕest appuyŽ sur deux donnŽes physiologiques essentielles chez les bovins : dÕune part le tout jeune embryon atteint lÕutŽrus le 5e jour apr•s les chaleurs et il y sŽjourne Ç ˆ lÕŽtat libre È pen- dant plusieurs jours puisque lÕimplantation ne commence que vers le 17e jour. DÕautre part, il avait ŽtŽ montrŽ que lÕactivitŽ Žlec- trique et mŽcanique du myom•tre (utŽrus) variait en fonction du cycle ovarien et donc des niveaux hormonaux ; cette activitŽ Žtant minimale en phase lutŽale quand les niveaux de progestŽrone plasmatique sont ŽlevŽs.
Dans les annŽes 74-75, le prŽl•vement et le transfert dÕembryons ˆ un stade assez tardif (10 ˆ 12 jours apr•s lÕinsŽmination, stade blastocyste) furent donc tentŽs au labora- toire. En se pla•ant dŽlibŽrŽment dans ce crŽ- neau de temps, il devait •tre possible a la fois dÕaller prŽlever des blastocystes directement dans les cornes utŽrines en introduisant une sonde ˆ travers le col, puis de les rŽ-implan- ter par la m•me approche sans provoquer de contractions utŽrines susceptibles de les expulser.
Pour le prŽl•vement dÕembryons, une sonde originale fut mise au point au laboratoire de Physiologie Animale et brevetŽe (brevet INRA). Il sÕagit dÕune sonde tŽlescopique ˆ 3 voies dont la particularitŽ est de pouvoir accŽder, par un cathŽter interne souple, ˆ la partie supŽrieure des cornes utŽrines et Ç laver È efficacement lÕutŽrus : plus de 80 % des embryons sont ainsi rŽcupŽrŽs en moins de 30 minutes sur la vache donneuse. Ces sondes sont fabriquŽes par un industriel fran-
•ais (IMV LÕaigle) et exportŽes dans le monde entier.
Pour la rŽimplantation des blastocystes
‰gŽs de 10 jours, nous avons choisi le pistolet dÕinsŽmination type Ç Cassou È. Il permet de mettre en place chaque embryon dans lÕutŽ- rus des receveuses dont le cycle a ŽtŽ syn- chronisŽ par les analogues de prostaglan- dines disponibles depuis 1975. Le laboratoire de Physiologie Animale de lÕINRA a ŽtŽ le premier, avec une petite Žquipe irlandaise, ˆ publier en 1978 la technique de transplanta- tion ˆ travers le col utŽrin avec des taux de gestation supŽrieurs ˆ 50 %.
CÕest gr‰ce ˆ ces rŽsultats prŽliminaires obtenus ˆ lÕINRA quÕun programme national pour lÕEtude et le DŽveloppement de la Transplantation Embryonnaire en France a ŽtŽ mis en place de 1979 ˆ 1981. Il a permis de faire travailler ensemble lÕINRA, lÕUN- CEIA et 4 unitŽs de sŽlection, de confronter et dÕanalyser les rŽsultats de plus de 2 000 transplantations. CÕest probablement gr‰ce ˆ un tel programme, soutenu au niveau natio- nal, quÕaujourdÕhui la France est toujours en t•te au niveau europŽen, devant les Pays-Bas et lÕAllemagne pour son activitŽ de transfert dÕembryons. DÕapr•s les statistiques de lÕAETE (Association EuropŽenne de Transfert Embryonnaire) 102 000 transplantations dÕembryons bovins ont ŽtŽ rŽalisŽes en Europe en 1994, dont un tiers dans notre pays.
La congŽlation des embryons : un atout pour le dŽveloppement de la transplantation
LÕune des difficultŽs majeures pour dŽve- lopper la transplantation embryonnaire sur le terrain Žtait liŽe ˆ lÕimpossibilitŽ de prŽvoir ˆ lÕavance le nombre dÕembryons produits par chaque donneuse en raison de la tr•s grande variabilitŽ individuelle de rŽponse ˆ la super- ovulation. En consŽquence il Žtait nŽcessaire de prŽparer, par un traitement de synchroni- sation des cycles, un exc•s de femelles rece- veuses de fa•on ˆ pouvoir effectuer la trans- plantation tr•s rapidement apr•s la collecte (pendant les quelques heures qui suivent celle-ci).
La possibilitŽ de congeler les embryons ˆ tr•s basse tempŽrature (azote liquide -196 oC) pendant une longue pŽriode est un facteur important pour le dŽveloppement des trans- plantations dÕembryons. En effet, la congŽla- tion prŽsente de nombreux intŽr•ts. En disso- ciant ˆ la fois dans le temps et dans lÕespace les opŽrations de collecte et de transfert, elle permet le commerce dÕembryons ˆ lÕŽchelon international tout en diminuant considŽrable- ment les cožts dÕexportation de la gŽnŽtique.
La crŽation de banques dÕembryons congelŽs peut •tre un moyen efficace pour sauvegarder certaines races menacŽes de disparition. CÕest en 1976 que les recherches sur la cryoconser- vation de lÕembryon ont ŽtŽ entreprises ˆ lÕINRA. LÕobjectif Žtait dÕappliquer les don- nŽes fondamentales de la cryobiologie (Žlabo- rŽes sur de nombreux mod•les cellulaires simples) ˆ ce mod•le complexe quÕest un jeune embryon au stade blastocyste, cÕest-ˆ- dire en dŽbut de diffŽrenciation. Quelques donnŽes existaient dŽjˆ depuis 1972 pour lÕembryon de souris. Mais il a fallu dŽtermi- ner, pour lÕembryon de mammif•re domes- tique, le composŽ organique cryoprotecteur qui limiterait la formation de cristaux de glace intracellulaire au cours du refroidisse- ment et sa concentration optimale, compa- tible avec une faible toxicitŽ. LÕŽtude des vitesses de refroidissement et de rŽchauffe- ment, apr•s Žquilibration de lÕembryon dans le cryoprotecteur, fut Žgalement dŽtermi- nante car elle conditionnait la cinŽtique des mouvements dÕeau ˆ travers la cellule et donc sa survie. Enfin, le stade optimal de dŽvelop- pement de lÕembryon compatible avec une bonne survie apr•s dŽcongŽlation a dž •tre dŽterminŽ : il sÕest avŽrŽ que le stade 7 jours (jeune blastocyste) Žtait particuli•rement favorable. Ce stade est retenu dorŽnavant pour toutes les interventions de collecte et de transplantation dÕembryons chez les bovins.
Un bon Žquilibre entre les recherches ˆ caract•re fondamental en cryobiologie et les recherches appliquŽes prenant en compte les spŽcificitŽs de lÕembryon des esp•ces domes- tiques, ont permis ˆ lÕINRA de proposer, simultanŽment avec les amŽricains, une mŽthode originale et efficace de congŽlation de lÕembryon bovin (Brevets INRA no8200645 et no8211603, figure 4).
D•s les premiers essais de congŽlation dÕembryons bovins au laboratoire de Jouy-en- Josas, le souci dÕune application sur le terrain a ŽtŽ prŽsent. CÕest en dŽcembre 1978 que naquit en France le premier veau issu dÕun embryon de race Charolaise congelŽ un an auparavant ˆ la station de Physiologie Ani- male. Quinze ans plus tard, la congŽlation des blastocystes bovins se fait en routine et constitue un des maillons indispensables du transfert dÕembryons. En effet, plus de la moitiŽ des embryons rŽcoltŽs dans les Žle- vages sont maintenant systŽmatiquement congelŽs dans des paillettes džment identi- fiŽes et stockŽes dans lÕazote liquide avant dÕ•tre transplantŽs pour donner naissance ˆ des veaux. Le taux de v•lage apr•s mise en place dÕun embryon congelŽ est supŽrieur ˆ 50 % et donc tr•s proche de celui obtenu en lÕabsence de congŽlation (figure 5).
Ces travaux de lÕINRA sur la congŽlation des embryons ne se sont pas limitŽs ˆ lÕesp•ce bovine mais ont ŽtŽ Žtendus avec succ•s ˆ dÕautres esp•ces comme le lapin, les ovins et les caprins. Une cryobanque dÕembryons de lapin est en cours de constitution pour sauve- garder des races en voie de disparition. Rap- pelons Žgalement que les travaux sur la congŽlation de lÕembryon rŽalisŽs ˆ lÕINRA ont ŽtŽ ˆ lÕorigine dÕapplications en mŽdecine humaine, apr•s fŽcondationin vitro.
De la micromanipulation au clonage
Le transfert dÕembryons est avant tout un outil pour multiplier les descendants des ani- maux dÕŽlite, notamment les Ç m•res ˆ tau-
Figure 4. Congélation de l’embryon bovin conditionné en paillette (méthode INRA - d’après Renard et al1982).
Addition de glycérol (12 %) : 1 étape
Dilution du glycérol en paillette : 1 étape
Montage de l'embryon en paillette
Milieu B2 Embryon Sucrose Passage direct à -7°C
Cristallisation
Azote liquide
0,3 - 0,4 °C/min
Sucrose Embryon
Air
Milieu B2
Décongélation directe (bain-marie à + 37°C)
Transfert cervical +25°C
-7°C
-30°C
-196°C
Stockage
❩ ❩
❩ ❩
❩ ❩
Figure 5. Rendement des différentes étapes de la production et du transfert des embryons chez les bovins (d’après Heyman et al1983).
ment sans bissection auraient donnŽ en moyenne 60 veaux. Outre lÕaccroissement du rendement de la transplantation embryon- naire, la microchirurgie de lÕembryon permet de produire expŽrimentalement des jumeaux bovins identiques gŽnŽtiquement. De tels ani- maux, tr•s rares dans les conditions natu- relles, intŽressent lÕINRA depuis fort long- temps. Des paires de jumeaux monozygotes de bovins, ovins ou caprins sont maintenant Ç fabriquŽes È par bissection dÕembryons pour plusieurs laboratoires de lÕINRA.
Cependant, cette mŽthode de duplication conna”t des limites, puisquÕil nÕest pas pos- sible de rŽpŽter lÕopŽration sur chaque demi- embryon de fa•on ˆ obtenir 4 individus identiques. Les recherches sur le clonage embryonnaire dŽveloppŽes au cours de ces derni•res annŽes viennent dÕapporter une rŽponse : par transfert des noyaux issus dÕun m•me embryon, dans une sŽrie dÕovocytes receveurs prŽalablement ŽnuclŽŽs, on peut reconstituer in vitro toute une sŽrie dÕem- bryons identiques gŽnŽtiquement qui aboutis- sent, apr•s 7 jours de culture in vitropuis rŽ- implantation dans des femelles porteuses, ˆ la naissance de veaux clonŽs. Actuellement, 9 clones de 2 ˆ 5 veaux sont dŽjˆ nŽs ˆ lÕINRA (un record en Europe) et sont utilisŽs comme mod•les pour lÕexpŽrimentation en nutrition, comportement ou pathologie. De plus, il est possible aujourdÕhui, au cours dÕune opŽration de clonage embryonnaire, dÕisoler lÕune des cellules de lÕembryon donneur de noyaux et de conna”tre le sexe du futur veau ˆ na”tre, par lÕutilisation de sondes spŽcifiques du chromosome Y. On peut produire au choix, selon les besoins, des clones m‰les ou femelles (photo 1).
Demain, les possibilitŽs offertes par la greffe de noyaux pourront •tre associŽes au diagnostic gŽnŽtique gr‰ce aux progr•s rŽali- sŽs dans la connaissance de la carte gŽnŽ- tique bovine. La localisation des marqueurs permettra de repŽrer, ˆ partir dÕune seule cel- lule embryonnaire, la prŽsence ou lÕabsence de caract•res intŽressants pour la sŽlection.
LÕembryon de bovin, ovin, caprin, produit in vitro, congelŽ, sexŽ, garanti indemne de toute anomalie deviendra un nouveau produit ˆ forte valeur ajoutŽe pour lÕŽlevage.
Conclusion
Les trois exemples ci-dessus montrent par- faitement que le dŽveloppement et la ma”trise dÕune technique de contr™le de la fonction de reproduction requiert lÕutilisation de connais- sances scientifiques en m•me temps que la mise en place dÕexpŽrimentations fines en sta- tion et en ferme. Dans ces trois exemples, par ailleurs, il appara”t clairement que ces tech- niques sont au service de chaque Žleveur pour lÕaider ˆ ma”triser la conduite de son troupeau et de son temps de travail, mais Žgalement et surtout au service dÕune collectivitŽ dÕŽleveurs ˆ qui elles permettent de Ç fabriquer È du pro- gr•s gŽnŽtique ˆ un rythme accŽlŽrŽ. LÕenjeu reaux È dans les schŽmas de sŽlection. Cepen-
dant, il est tr•s vite apparu que le facteur limitant Žtait le faible nombre dÕembryons dis- ponibles par donneuse apr•s un traitement de superovulation. Le nombre moyen dÕembryons transplantables par collecte est de lÕordre de 5, mais avec de grandes variations selon les animaux. Pour les donneuses dÕintŽr•t gŽnŽ- tique qui rŽpondent mal aux traitements de stimulation ovarienne, il peut •tre intŽressant malgrŽ tout dÕaugmenter le nombre de leurs embryons aptes ˆ •tre transplantŽs. Une pre- mi•re approche a ŽtŽ proposŽe il y a une dizaine dÕannŽes avec la bissection de blasto- cystes par micromanipulation. La scission dÕun blastocyste en deux parties Žgales, suivie de la transplantation de chacune des 2 moi- tiŽs a permis dÕaugmenter de fa•on impor- tante le rendement. Ainsi, en partant de 100 embryons entiers il devient possible de faire na”tre plus de 100 veaux par cette voie alors que ces 100 embryons transplantŽs directe-
Nb moyen d'ovulations par vache donneuse traitée (superovulation)
Embryons récupérés après collecte
Embryons utilisables Embryons viables après congélation
Veaux nés après transplantation
12,0
9,6
6,2
4,9
2,7
Photo 1. Clone de 4 veaux mâle Charolais issus d’un embryon sexé.
Veaux nés au Domaine expérimental INRA de Bressonvilliers en mars 1994.
Cliché INRA/Y. Heyman.
Žconomique est important et le maintien dÕune activitŽ agricole dans les zones difficiles en dŽpend partiellement.
Remerciements
Les auteurs ne peuvent remercier nominativement toutes les personnes (chercheurs, techniciens, anima-
liers, administratifs) qui, au long de toutes ces annŽes, ont participŽ au dŽveloppement des recherches et ˆ la mise au point des techniques dŽcrites dans cet article.
Ils souhaitent cependant indiquer que ces recherches ont ŽtŽ initiŽes et dirigŽes au sein du DŽpartement de Physiologie Animale, par le Professeur Charles Thi- bault, et les Docteurs Robert Ortavant, Pierre MaulŽon, Michel Courot et Jean-Pierre Signoret.
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