Evaluation of haplotype-based genomic selection methods with focus on their performances in a multi-breed context in dairy cattle

par David Jonas

Thèse de doctorat en Génétique animale

Sous la direction de Vincent Ducrocq.

Soutenue le 12-12-2016

à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Agriculture, Alimentation, Biologie, Environnement, Santé (Paris ; 2015-....) , en partenariat avec AgroParisTech (France) (établissement opérateur d'inscription) et de Génétique Animale et Biologie Intégrative (laboratoire) .

Le président du jury était Etienne Verrier.

Le jury était composé de Etienne Verrier, Esa Mäntysaari, Antonio Reverter-Gomez, Laurent Schibler, Hervé Chapuis.

Les rapporteurs étaient Esa Mäntysaari, Antonio Reverter-Gomez.

  • Titre traduit

    Evaluation des performances des méthodes de sélection génomique basées sur des haplotypes et intérêt de ces approches dans un contexte multiracial


  • Résumé

    En sélection génomique, des marqueurs de l’ADN sont utilisés pour l’évaluation des grandes races laitières. La plupart des méthodes d’évaluation génomique actuelles utilisent des SNP, bien que l’utilisation d’haplotypes de SNP apporte un plus grand polymorphisme. Il n’y avait pas d’évaluation génomique en place en 2014 pour les races régionales (Abondance, Tarentaise, Vosgienne), plaçant ces races en position de faiblesse.Notre objectif principal a été de mesurer l’intérêt de l’utilisation d’haplotypes en évaluation génomique, y compris à partir d’une population d’apprentissage multiraciale. Nous avons montré que les haplotypes conduisent à de meilleurs résultats que les SNP et que la fréquence des allèles et l’étendu du déséquilibre de liaison sont importants pour une construction optimale des haplotypes. Nous avons développé deux critères incorporant ces informations qui améliorent la précision des évaluations tout en réduisant le nombre de marqueurs utilisés.Depuis 2015, un de ces critères a été inclus dans les évaluations génomiques officielles en France. Notre approche a donné dans les races régionales une précision similaire à celle obtenue après testage sur descendance. Une évaluation génomique de routine est en place pour 3 races régionales en France depuis Juin 2016. L’utilisation d’une puce Haute Densité n’a pas amélioré sa précision, alors qu’une population d’apprentissage multiraciale a été bénéfique uniquement pour certaines races. Le génotypage des nouvelle femelles a augmenté la précision de la sélection mais l’inclusion de mutations candidates détectées dans les grandes races laitières n’a conduit qu’à une légère amélioration chez les races régionales.


  • Résumé

    In genomic selection, DNA marker information is exploited for evaluation purposes in large dairy cattle breeds. Most of the current genomic evaluation methods rely today on SNP information, although haplotypes are expected to perform better due to their higher polymorphism. In 2014, genomic evaluation had not yet been implemented in regional breeds (Abondance, Tarentaise, Vosgienne), resulting in economic weaknesses for these breeds.Our aim was to assess the use of haplotypes in genomic evaluation with focus on their performance in combination with multi-breed reference populations. We found that haplotypes outperformed individual SNP markers for genomic evaluation. We also showed that information on haplotype allele frequency and on linkage pattern are relevant to select haplotypes for evaluation purposes. Our haplotype selection criteria also allowed a significant reduction of the number of markers used for genomic prediction.One of these criteria was incorporated into the French routine genomic evaluation in 2015. The performance of such an evaluation was then assessed in four regional breeds, leading to similar or higher accuracies than current progeny testing. Consequently, routine genomic evaluation was implemented in these breeds in 2016. The use of high density genotypes did not improve the performance of genomic evaluation in these breeds, while multi-breed training populations were beneficial only in some of them. Additional genotyped females led to notable increases in selection accuracies. Inclusion of candidate mutations identified in large breeds led to only minor improvements in regional breeds.


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