Adaptation des animaux aux pathogènes

HAL Id: hal-02792127

https://hal.inrae.fr/hal-02792127

Submitted on 5 Jun 2020

HAL is a multi-disciplinary open access

archive for the deposit and dissemination of sci-entific research documents, whether they are pub-lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

Adaptation des animaux aux pathogènes

Nathalie Mandonnet

To cite this version:

Nathalie Mandonnet. Adaptation des animaux aux pathogènes. Licence. licence pro ADRET, 2016. �hal-02792127�

ADAPTATION DES ANIMAUX AUX

PATHOGENES

Licence Pro ADRET UE4 EC 4.2

Adaptation aux pathogènes

UE4b G

ESTION DURABLE DE LA PRODUCTION AGRICOLE

EC 4.2: Valorisation des ressources et optimisation de la production

– Agro-écologie et intensification écologique, 4h

Cadre conceptuel

intérêts et principes

– Les systèmes de culture, 21h

Rotations, association et assolement Protection raisonnée et sélection variétale Gestion durable des ressources

Fertilisation organique

– Les systèmes d'élevage, 20h

Ressources locales et alimentation

Adaptation et modes de conduite en milieu tropical Protection intégrée

1. Introduction: enjeux de la gestion des

contraintes des SE

2.

Choix de l’animal adapté au système

d’élevage

3.

Mise en place d’un schéma de

sélection d’animaux adaptés

4. Place de la sélection dans la gestion

intégrée du parasitisme

5. Conclusion: En quoi est-ce une

approche AE?

6. Messages à retenir

.03

PLAN DU COURS

Enjeux de la gestion des

contraintes des SE

_01

Défis des productions animales

en milieu tropical

Assurer la sécurité alimentaire

des populations… _{…en respectant durablement} l’environnement, la biodiversité….

…de façon acceptable socialement (qualités, fonctions de l’élevage…).

Changement

climatique

_{coût de l’énergie}

Fluctuation du

5

Contraintes environnementales

6

Ressources animales

Production

Troupeau

Contraintes biotiques

Contraintes physiques

Ressources alimentaires

"Éleveur"

L'Éleveur pilote le système d'élevage

Système

"biotechnique"

d'élevage

7

Ressources animales

Troupeau

Contraintes biotiques

Contraintes physiques

Ressources alimentaires

Le pilotage ne peut se faire qu'en fonction des

connaissances du pilote sur les contraintes pesant

Contraintes biotiques

toutes les interactions entre animaux d'élevage et autres organismes pathogènes affectant l'objectif de production

Contraintes physiques

… ou abiotiques

Essentiellement liées au climat température vent hygrométrie pluviométrie énergie solaire (Rg) photopériode (latitude) altitude relief

pH / dureté de l'eau, teneur en O₂… Agissent directement sur l'animal (son bien-être)

Chaque type d'animal (espèce, race, stade physiologique)

est adapté à une plage de contraintes physiques (zone de "neutralité")

Plus on s'éloigne de la zone de "neutralité", plus le maintien de l'homéostase* est coûteux en énergie, au détriment des productions

*Capacité de maintenir le milieu interne constant, face au changement des circonstances extérieures, pour préserver son existence (JOLLEY, Trait. inform., 1968, p. 159).

Exemples : réponses à la chaleur chez le porc adulte

Contraintes physiques

La température de confort ou de neutralité thermique varie avec l'âge Porcelet à la naissance : 32°C

Gourdine J L 2006 Analyse des facteurs limitant les performances de reproduction des truies élevées en milieu tropical humide. Thèse en Sciences de la Vie INA-PG, p. 180

Exemples : réponses à la chaleur chez le porc - En croissance

Effect of temperature on rectal temperature (RT), ADFI, thermal circulation index (TCI), and respiratory rate (RR) profiles over the acclimation period at the experimental temperature. Each point is the least squares means of 23, 21, 20, and 22 pigs at 24, 28, 32, and 36°C, respectively. From d−1 to 20, the RT, TCI, and RR responses were predicted using a nonlinear model (see Table 1 for parameter values).

Renaudeau D, Anais C, Tel L and Gourdine J L 2010 Effect of temperature on thermal acclimation in growing pigs estimated using a nonlinear function. Journal of Animal Science 88, 3715-3724 http://dx.doi.org/10.2527/jas.2009-2169

Contraintes physiques

Consommation d'aliments

Rythme respiratoire Température rectale

Contraintes physiques

Photopériode

De nombreuses espèces ont une reproduction saisonnière, synchronisée par les variations de photopériode – par ex., petits ruminants

Les espèces sauvages d'origine tempérée sont très sensibles à la photopériode Les races domestiques d'origine tempérée sont sensibles à la photopériode Les races domestiques d'origine tropicale sont peu sensibles à la photopériode

Contraintes physiques

De nombreuses espèces ont une reproduction saisonnière, synchronisée par les variations de photopériode – par ex., petits ruminants

Les régulations impliquent le système nerveux et hormonal, avec une forte composante génétique

Contraintes physiques

On peut manipuler la reproduction par induction hormonale

par induction comportementale (effet "mâle")

… ou en modifiant la photopériode Pour les volailles

Pour les petits ruminants…

Contraintes physiques

Les variables environnementales (température,

photopériode…) constituent potentiellement des

facteurs limitants

de la production, de même que

la plupart des contraintes biotiques (pathogènes…)

Effets de seuil, réponses en tout ou rien

Relation non linéaire entre facteur limitant et effet sur la production

Contraintes biotiques

17

Ressources animales

Production

Troupeau

Contraintes biotiques

Contraintes physiques

Ressources alimentaires

"Éleveur"

Contraintes

"économiques"

Contraintes

sociétales

Motivations

"économiques"

& culturelles

Contraintes

"économiques"

Contraintes

sociétales

Motivations

"économiques"

& culturelles

Prix des MP Politiques publiques incitatives

Place de l’animal dans le système

Conception de la santé de l’animal

Organisation de la filière Pluriactivité

Par son pilotage, l’éleveur doit gérer ces contraintes soit en:  Éliminant la contrainte

 Atténuant la contrainte  Adaptant le SE

Adaptation des animaux

une voie incontournable

• Faculté d’ajuster son fonctionnement

– Comportement, nutrition, physio., métabolisme

• Pour garantir bien-être et survie

– De l’individu (homéostase)

– De sa descendance (homéorhèse)

Contrainte pathologique:

les strongles gastro-intestinaux

Cycle biologique

Adult GIN 1rd & 2nd stage larvae GIN eggs Faeces Infective larvae (L3) population Pasture Host

Impact du parasitisme remettant en cause L’élevage caprin en Guadeloupe

Intérêt finalisé Intérêt générique

• Lactation (0-3 mois)

+600

opg →

-12g/j

de gmq30-70

→

-1kg

au sevrage

•

_{Engraissement (3-11 mois)}

-1kg

au sevrage→

+25%

risque de mourir

après sevrage

-30%

de pertes en fin d’engraissement

0,23 M€ de manque à gagner par an

Choix de l’animal adapté au SE

_02

Place de la génétique dans les filières

Quel rôle dans l’adaptation des SE?

Type d’animaux exploités

Hygiène et santé

Conduite de reproduction

Alimentation

Bâtiments

Equipements

Procédés de transformation

Conditions de conservation

Préparation culinaire

25

Objet et moyens de l’amélioration

génétique

Mettre à la disposition des filières un type d’animal

adapté

à leurs besoins

En tirant parti des différences d’origine génétique

intra-population

et/ou

entre populations

(voire espèces),

Dans le sens d’

objectifs

définis à l’avance,

En développant des

outils

et en appliquant des

méthodes

susceptibles d’entraîner un

progrès

génétique

dans le sens souhaité

Questions essentielles pour le

généticien ou le sélectionneur

• Quels

objectifs

de sélection choisir?

• Quelles

méthodes

sont les plus rapides et les

moins couteuses?

• Quelle

organisation

mettre en place?

Quels objectifs de sélection choisir?

• Liste des caractères que l’on veut améliorer ou

maintenir dans une population

• Pertinence économique et sociale (ex: adiposité

chez le porc au XX siècle)

• Simple? … non

étape délicate

car on travaille pour

le futur, inconnu par définition

• Développer

différentes stratégies

dans une espèce

et aider les populations qui ne correspondent pas

momentanément à la demande du marché

Quelles méthodes sont les plus

rapides et les moins couteuses?

• Application des connaissances en génétique

des populations et en génétique quantitative

• Pour définir des

méthodes optimales

pour

l’amélioration des populations animales

vis-à-vis des objectifs de chacune d’elle.

Quelle organisation mettre en place?

• Concerne des

populations

pas un troupeau

isolé

• Travail d’un

collectif

, nécessite une organisation

• Concertation entre point de vue des différents

partenaires

• Collecte et traitement de l’info zootechnique, des

données généalogiques, des résultats des contrôle de

perf. pour choisir les meilleurs géniteurs

• Diffusion de ces géniteurs dans la population à améliorer

Quelle organisation mettre en place?

• Gros animaux (mammifères herbivores)

• Peu féconds, se reproduisant lentement

• Pas de séparation nette entre sélectionneurs et producteurs

• Petits animaux (lapins, volailles, poissons)

• Féconds et se reproduisant rapidement

• Sélection aux mains d’opérateurs, de firmes peu nombreux / producteurs clients des sélectionneurs

• Les porcs organisation intermédiaire

Règlement zootechnique européen (libéralisation de la

sélection)

Loi d’orientation agricole

2006

Spécificités

du milieu tropical

La génétique a accompagné la spécialisation des

animaux d’élevage mais peut accompagner d’autres

choix de développement

-20000

1850 1900 1950 1960 1970 1980 1990 2000

-15000

-10000

-5000

0

5000

Standardisation des races Contrôle de performances en ferme

Application des méthodes de la génétique quantitative

Programmes intégrés de sélection

Valorisation des outils moléculaires

Loi sur l’élevage 1966

Loi d’orientation Agricole 2006

Accroissement continu de la capacité de calcul

Développement de l’insémination artificielle Transfert d’embryon

Développement spectaculaire

des animaux d’élevage

Spécialisation des élevages et des races

Candidats

Valeur génétique

Principe de la sélection

D’une génération à l’autre

33

Descendants

Valeur génétique

Choix des parents au hasard

D’une génération à l’autre

34 Descendants des animaux sélectionnés Valeur génétique

Sélection des parents

Changement de valeur moyenne d’index

Candidats

Valeur génétique

La prédiction et les paramètres du progrès

génétique annuel

La prédiction du

progrès génétique

dépend de 4

paramètres

• 1 génétique: écart-type génétique du caractère

• 3 techniques: intensité de sélection, la précision et

l’intervalle de générations

35

E(ΔGa) = i R σ

_A

/ T

Intensité de sélection

Précision de la sélection = racine carrée du CD

Intervalle de génération

Cas particulier de la résistance

aux parasites

Parcage

Sélection

Déséquilibre dû

à la domestication

Equilibre naturel

Variabilité entre individus

Variabilité entre races

Exemple de l’indexation des caprins Créole sur

leur résistance aux parasites gastro-intestinaux

38 Adult GIN 1rd & 2nd stage larvae GIN eggs Faeces Infective larvae (L3) population Pasture Host

Enregistrement des généalogies

Enregistrement des excrétions d’œufs

Enregistrement des conditions de milieu

Connaissances du caractère de

résistance

Exemple de l’indexation des caprins Créole sur

leur résistance aux parasites gastro-intestinaux

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 -1,5 -1 -0,5 0 0,5 1

Index d’excrétion d’œufs

dans le troupeau expérimental de l’INRA

Résistants Sensibles

40

Observe-t-on un lien

entre cet index

de résistance et le

niveau d’infestation

Exemple de l’indexation des caprins Créole sur

leur résistance aux parasites gastro-intestinaux

FE

C

PCV

. 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 0 7 14 21 28 35 42 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 0 7 14 21 28 35 42 49

days post-infection

20 22 24 26 28 30 32 0 7 14 21 28 35 42 49 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 0 7 14 21 28 35 42 Sensible Résistant

Les chevreaux d’index résistant

excrètent de 4 à 10 fois moins

d’œufs que les sensibles.

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 -1,5 -1 -0,5 0 0,5 1

Index d’excrétion d’œufs

dans le troupeau expérimental de l’INRA

Résistants Sensibles

Résistance et Résilience

Des caractères différents

o En caprin Créole

, (Tesfamicael et al, 2012)

Table 1

_GRni

_GRi

_FEC

_11m

GRni

0.16

± 0.06

0.81

± 0.25

0.28

± 0.22

GRi

0.20

± 0.07

0.03

± 0.20

FEC

11m

0.19

± 0.04

Table 2

_NBT

_does

_FEC

_11m

_PCV

_11m

NBT

_does

0.16

± 0.09

-0.03

± 0.12

-0.27

± 0.24

FEC

_11m

0.19

± 0.04

-0.20

± 0.15

PCV

_11m

_0.14

± 0.02

Mise en place d’un schéma de

sélection du caprin Créole

Une recherche participative

_03

Une collaboration

2

3

Mise en place d’un schéma de sélection combinant

Adaptation & Production

.045

Gunia et al., 2013. Animal

1

Go ahead and replace it with your own text. This is an example text. Go ahead and replace it with your own text

2

3

4

Identification

des caractères à sélectionner

Evaluation des caractères retenus

dans l’objectif de sélection

Estimation des paramètres génétiques

Simulation de programmes de sélection

Gunia et al., 2010. Animal

Gunia et al., 2011. JAS

46

OPG

Caractères de l’objectif de sélection:

Fertilité

Poids

Vif

Hémato-

crite

Rendement

Carcasse

47

OPG

1,4€ / %

-18,9€ / ln(opg)

7,7€ / kg

Pondérations économiques:

Fertilité

Poids

Vif

Hémato-

crite

3x10

-4

€ / %

Rendement

Carcasse

3,5€ / %

48

90 chèvres sélectionnées

comme parents

300 chèvres

60 53 47 41 37 33 29

+

6 boucs sélectionnés

_{comme parents}

20 boucs

7

7

6

60 jeunes

femelles

7 boucs sélectionnés

à 11 mois

60 jeunes

boucs

Progrès génétique annuel

(en % de la moyenne du caractère)

 Fertilité



Poids Vif



Hématocrite

 Rendement carcasse



OPG

4,5% 4,5%

1,1 %

0,2 %

-0,1 %

Poids

Rendement carcasse

Fertilité

OPG

Hématocrite

-2%

-6%

+2%

.049

Chevreaux Créole sélectionnés (50%) Chèvres Créole (Reproducteur reconnu) Boucs Boer

(Monte naturelle ou I.A.)

NOYAU DE SELECTION MULTIPLICATION NOYAU D ’ UTILISATION Cabris Créole Chèvres Créole (Reproducteur recommandé) Boucs Créole (Reproducteur recommandé) Boucs Créole Sélectionnés Engraissemen t Cabris Croisement industriel Engraissemen t BOUCHERIE Produit « tout venant » Chevreaux Créole Chevreaux Créole NON sélectionnés (50%) BOUCHERIE Renouvellement (xx% Supp.) BOUCHERIE

La sélection du caprin Créole

dans un contrôle intégré du

parasitisme

ou Intérêt d’animaux adaptés à une

contrainte dans un système adapté

_04

Séminaire du Département de Génétique Animale Fréjus, 7-10 avril 2014

Changement de paradigme dans la gestion

du parasitisme

.052

(Mahieu et al., 2009)

Phénotypes synthétiques

Excrétion d’œufs (OPG) Hématocrite (HT)

Séminaire du Département de Génétique Animale Fréjus, 7-10 avril 2014

Changement de paradigme dans la gestion

du parasitisme

.053

(Mahieu et al., 2009)

Phénotypes synthétiques

Excrétion d’œufs (OPG) Hématocrite (HT)

Séminaire du Département de Génétique Animale Fréjus, 7-10 avril 2014 .54

-1

4

9

14

M+

M0

C+

C0

Pr

oductivity

at

70

da

ys

(kg)

a a b _c

Génétique et gestion du pâturage

Comment utiliser la génétique à l’échelle

d’un troupeau?

Augmentation de la productivité des troupeaux: Moindre contamination du pâturage

Moindre mortalité des chevreaux

Meilleure alimentation, meilleure croissance Essai système 5 ans

(Blaes et al., 2010)

+32%

Séminaire du Département de Génétique Animale Fréjus, 7-10 avril 2014

.55

Génétique et gestion du pâturage

Comment utiliser la génétique à l’échelle

d’un troupeau?

Essai système 5 ans

(Blaes et al., 2010)

La sélection à l’âge de 11 mois

de chevreaux résistants augmente

la résistance des mères en période

d’allaitement

En quoi est-ce une démarche

agroécologique?

En quoi est-ce une démarche

agroécologique?

• Animal en équilibre avec son milieu d’élevage

• Animal polyvalent (contraire de spécialisé)

• Augmentation de la biodiversité dans le

système, utilisation de la biodiversité locale

• Meilleure intégration animal végétal (prairie)

• Coconstruction avec l’éleveur ou ses

représentants

Séminaire du Département de Génétique Animale Fréjus, 7-10 avril 2014

.58

Messages à retenir

• Héritabilité correcte, situation favorable à la

sélection

• Objectif de sélection en caprin incluant production/

reproduction/adaptation et permettant un progrès

génétique appréciable

• Atténuation possible d’une contrainte grâce à la

sélection d’animaux adaptés

• Mais s’appuyer sur population animale locale

adaptée

• La génétique vient en soutien à une gestion intégrée

du parasitisme

Séminaire du Département de Génétique Animale Fréjus, 7-10 avril 2014

Les connaissances nouvelles présentées dans ce cours ont été acquises grâce au soutien financier de l'Europe (FEDER, FSE), de la France et de la Région Guadeloupe (dont le projet AGROECOTROP)