Projet H2020 GenTORE : Outils de gestion génomique pour optimiser la résilience et l'efficacité
- Taper Projet
- État Rempli
- Exécution 2017 -2022
- Budget alloué 6.999.999,75 €
- Portée Europeo
- Principale source de financement H2020
- Site Web du projet Proyecto GenTORE
L'objectif de GenTORE est de développer des outils innovants de sélection et de gestion basés sur le génome pour optimiser la résilience et l'efficacité (R&E) du bétail dans des environnements très diversifiés. Ces outils, qui intègrent des variables génétiques et non génétiques, seront applicables à tous les systèmes (bovins, laitiers et mixtes), augmentant ainsi la durabilité économique, environnementale et sociale des systèmes européens de production de viande et de produits laitiers. Pour y parvenir, GenTORE rassemble :
- Expertise scientifique multidisciplinaire en génomique, évaluation environnementale, physiologie nutritionnelle, gestion de la santé, élevage de précision, modélisation mathématique et socioéconomie.
- Partenaires et parties prenantes représentant les organisations d'élevage, les entreprises de technologie agricole, les services de conseil agricole et vétérinaire et les secteurs agricoles (biologique, pastoral, etc.).
- Une base de données unique qui comprend plus d’un million de génotypes.
Cette équipe multipartite développera des outils pour : la sélection multi-races pour la R&E, la caractérisation d'environnements agricoles divers, le phénotypage à grande échelle de la R&E à l'aide de la technologie in situ, la gestion in situ des décisions de sélection et d'abattage, et la prédiction des conséquences sur la résilience des exploitations agricoles des changements dans la sélection et la gestion. Ces outils sont conçus pour être applicables dans des conditions commerciales à la fin du projet. Ils permettront une plus grande utilisation de la diversité génomique dans les races animales, par exemple, grâce au recours au croisement sélectif pour optimiser l’environnement de production local.
Ils permettront également aux gestionnaires d’exploitations agricoles, à leurs conseillers et aux décideurs politiques d’évaluer l’importance relative de la sélection pour la résilience animale par rapport à la sélection pour l’efficacité, par rapport à la résilience du système. Ainsi, GenTORE permettra non seulement l’utilisation des informations génomiques pour faciliter la biologie prédictive des traits liés à l’efficacité et à la résilience, mais augmentera également la résilience de la production animale aux défis actuels et futurs du changement climatique et de la sécurité alimentaire.
Outils d’adaptation du bétail à son environnement : Identifier quel génotype de bétail est le mieux adapté aux environnements actuels et futurs et est suffisamment résilient nécessite de trouver la combinaison optimale de résilience et d’efficacité animale. Toutefois, compte tenu de la diversité des environnements agricoles européens, il n’existe pas de solution universelle. De plus, ces traits sont souvent mal définis et difficiles à mesurer. Les scientifiques de GenTORE ont développé deux bases de données publiques qui combinent la topographie régionale avec des informations climatiques et des types d'exploitations agricoles pour aider à prévoir les effets du changement climatique sur les systèmes de production de bovins laitiers et de boucherie par région.
Ils ont également développé des modèles de prédiction des performances à vie pour les bovins laitiers et de boucherie, en utilisant des mesures d’efficacité et d’impact environnemental. Cela permettra aux éleveurs et aux éleveurs de déterminer si l’environnement de production local peut constituer un défi pour leurs animaux. En classant leurs animaux en fonction de leur résilience et de leur efficacité productive, les agriculteurs peuvent ensuite décider lesquels sont les mieux adaptés aux conditions locales, comme les races pures ou croisées, ou s’ils doivent être vendus. Cela signifie que les meilleurs animaux pour l’environnement local sont sélectionnés. Phénotypage amélioré pour la résilience et l’efficacité : la résilience et l’efficacité sont des traits complexes et variables dans le temps. De plus, nous manquons de repères pratiques à grande échelle pour prédire quels jeunes animaux feront de bonnes vaches. Les technologies utilisées dans le PLF peuvent fournir les données longitudinales précises nécessaires au phénotype de la résilience et de l'efficacité. GenTORE a développé de nouvelles méthodes pour quantifier la résilience et l’efficacité, comme un modèle de régression aléatoire multi-traits qui utilise ces données à haute fréquence pour mesurer l’efficacité. Cela permet d’évaluer l’efficacité non seulement sur des périodes fixes, mais tout au long de toutes les étapes de la lactation chez les vaches laitières et de la période de croissance chez les bovins de boucherie. Elle a également développé un système de notation pour évaluer le Lifelong Resilience Score (LRS) et des méthodes pour quantifier la résilience aux altérations de la courbe de production laitière pendant la lactation. Le modèle permettra à l’agriculteur d’évaluer la capacité de la vache à vêler à nouveau et fournira une estimation de sa durée de vie productive. Les agriculteurs pourront utiliser la collecte de données à la ferme pour calculer le LRS de chaque animal et classer toutes les vaches du troupeau.
Cela les aidera à prédire le LRS tôt dans la vie pour identifier les vaches à reproduire et à entretenir. GenTORE a également exploré le potentiel des nouvelles technologies, telles que les drones, pour collecter des données lorsque les animaux paissent. À mesure que cette technologie et d’autres deviennent moins chères et plus largement déployées, la classification et la prédiction deviendront plus précises. Outils génomiques : Les outils génomiques peuvent apporter des solutions aux défis auxquels sont confrontés les agriculteurs de quatre manières distinctes : en fournissant les outils génomiques nécessaires au croisement systématique afin d'exploiter la complémentarité des différentes races pour générer des croisements particulièrement adaptés à des environnements spécifiques ; Améliorer la modélisation des interactions génotype-environnement afin de tirer parti des données génétiques dans différents environnements ; intégrer des traits d’efficacité et de résilience plus précis ; et fournir les outils pour améliorer les décisions de gestion de l’élevage à la ferme. GenTORE a développé des méthodes génomiques multi-races prometteuses pour évaluer conjointement les individus de race pure, croisés et mixtes présentant des modèles complexes de contributions génomiques provenant de différentes races.
Une méthode BLUP d'origine de race en une seule étape a été testée sur un vaste ensemble de données avec plus de 300 000 individus génotypés et des millions d'individus phénotypés provenant de cinq races principales et est mise en œuvre dans une boîte à outils disponible pour l'industrie de l'élevage. De même, GenTORE a développé des protocoles et des pipelines d’analyse pour les modèles GxE où les effets des variantes génomiques individuelles peuvent différer selon les environnements. Elles sont basées sur des méthodologies de modèles mixtes linéaires déjà couramment utilisées par les centres d’expérimentation animale dans l’élevage. GenTORE a également intégré un phénotypage amélioré de la résilience et de l’efficacité dans l’évaluation génomique de la résilience et de l’efficacité, et a fourni des outils de gestion de la sélection à la ferme qui intègrent des informations génomiques. Ces outils conduiront à des systèmes d’élevage plus efficaces et plus résilients grâce à une meilleure utilisation et sélection dans les systèmes de croisement, une meilleure sélection au sein et entre les environnements et de meilleures décisions de gestion.
Stratégies de sélection pour l’atténuation : Les outils génétiques peuvent être utilisés pour réduire les émissions par kg de produit en améliorant la productivité et l’efficacité, en réduisant le gaspillage au niveau du troupeau et en réduisant les émissions par sélection directe lorsque les émissions des animaux individuels sont mesurables. GenTORE a exploré et évalué plusieurs stratégies qui réduisent les coûts de gestion ainsi que les émissions, notamment :
- Amélioration de la fertilité : Réduire les intervalles entre les vêlages et les inséminations permettrait de réduire les périodes improductives.
- Une plus grande résilience et longévité : réduire le nombre de femelles de remplacement en croissance générerait moins d’émissions et de coûts supplémentaires pour l’agriculteur.
- Une meilleure santé : Réduire les périodes improductives ou minimiser les pertes de production, ainsi que l’abattage involontaire, générerait des bénéfices économiques et environnementaux.
- Amélioration de l’efficacité alimentaire : par exemple, la sélection en faveur d’une meilleure consommation alimentaire aurait un impact direct sur les émissions ; Les animaux qui mangent moins pour le même niveau de production ont tendance à produire moins de gaz à effet de serre (GES). Et aussi, indirectement, en réduisant les émissions liées à la production alimentaire.
L’arrivée de la génomique et son application en élevage a entraîné un changement radical dans les programmes de sélection. Il a considérablement amélioré la précision de la sélection et offre désormais de nombreuses options de sélection de traits plus complexes mais très pertinents, tels que l’efficacité et la résilience animale.
L’utilisation de la génomique dans l’élevage s’est accompagnée de l’expansion rapide de la technologie de l’élevage de précision (PHF) dans les fermes d’élevage, qui permet une collecte et une surveillance de données à grande échelle et rentables. Ces technologies amélioreront considérablement la capacité de l’industrie de l’élevage à phénotyper une gamme beaucoup plus large de traits de manière plus détaillée et dans des populations plus importantes, et à sélectionner ensuite ces traits complexes.
Au cours des cinq dernières années, le projet européen GenTORE a combiné avec succès la génomique et les BPP pour fournir des outils de gestion agricole qui peuvent améliorer durablement l'efficacité en utilisant des animaux résilients. Ces outils aideront les éleveurs à se concentrer sur l’adaptation de leur bétail aux options disponibles et à adapter leur bétail aux défis du changement climatique. Cela comprendra l’identification des animaux destinés à la reproduction, au croisement ou à l’abattage, rendant les entreprises d’élevage plus efficaces économiquement, mieux adaptées à l’environnement actuel et futur et mieux adaptées aux demandes des consommateurs.
Pour y parvenir, GenTORE a généré des résultats et un impact dans les quatre domaines décrits ci-dessous, qui seront importants pour assurer l’avenir de la production animale européenne.
L'objectif de GenTORE est de développer des outils innovants de sélection et de gestion basés sur le génome pour optimiser la résilience et l'efficacité (R&E) du bétail dans des environnements très diversifiés. Ces outils, qui intègrent des variables génétiques et non génétiques, seront applicables à l’ensemble des systèmes (bovins, laitiers et mixtes) et augmenteront donc la durabilité économique, environnementale et sociale des systèmes européens de production bovine et laitière. Pour y parvenir, GenTORE rassemble :
- Expertise scientifique multidisciplinaire en génomique, évaluation environnementale, physiologie nutritionnelle, gestion de la santé, élevage de précision, modélisation mathématique et socioéconomie.
- Partenaires et parties prenantes représentant les organisations d'élevage, les entreprises de technologie agricole, les services de conseil agricole et vétérinaire et les secteurs agricoles (biologique, pastoral, etc.).
Une base de données unique comprenant >1 million de génotypes. Cette équipe multipartite développera des outils pour : sélectionner plusieurs races pour la R&D, caractériser divers environnements agricoles, réaliser un phénotypage R&D à grande échelle en utilisant la technologie à la ferme, gérer à la ferme les décisions de sélection et d'élevage, et prédire les conséquences des changements dans la sélection et la gestion des exploitations sur la résilience des exploitations. Ces outils sont conçus pour être applicables dans des conditions commerciales à la fin du projet. Ils permettront une plus grande utilisation de la diversité génomique dans les races bovines, par exemple recours au croisement sélectif pour mieux exploiter l'environnement de production local.
Ils permettront également aux gestionnaires d’exploitations agricoles, à leurs conseillers et aux décideurs politiques d’évaluer l’importance relative de la sélection pour la résilience animale par rapport à la sélection pour l’efficacité, par rapport à la résilience du système. Ainsi, GenTORE permettra non seulement l’utilisation des informations génomiques pour faciliter la biologie prédictive des traits liés à l’efficacité et à la résilience, mais augmentera également la résilience de la production animale aux défis actuels et futurs du changement climatique et de la sécurité alimentaire.
Toutes les vaches ne sont pas identiques. En analysant le génome et le phénotype de chaque vache, le projet GenTORE promet d’accroître la durabilité économique, environnementale et sociale des systèmes de production animale européens. L’élevage, y compris la séparation des animaux reproducteurs des animaux d’abattage, repose largement sur l’intuition et la spéculation. Mais que se passerait-il si les éleveurs pouvaient fonder leurs décisions sur des informations génétiques et non génétiques précises ? Dans cette nouvelle réalité, la valeur de chaque animal et son aptitude à la reproduction seraient déterminées par des outils de gestion spécialisés. C’est précisément ce que vise à réaliser le projet GenTORE (Genomic Management Tools for Optimizing Resilience and Efficiency), financé par l’UE. « Les éleveurs se posent souvent de nombreuses questions sur leurs animaux, et les réponses dépendent principalement de leurs capacités innées – leur génotype – et de leur état actuel, ou phénotype », explique Nicolas Friggens, chercheur INRAE et coordinateur du projet GenTORE. Jusqu’à récemment, ces deux chiffres ne pouvaient être estimés qu’approximativement. Mais l’avènement de la génomique et des technologies automatisées de surveillance des exploitations agricoles a le potentiel de changer complètement cela. « Cela pourrait fournir des informations très précises pour guider les décisions les plus cruciales des éleveurs », explique Friggens. S’appuyant directement sur ces avancées, GenTORE fournit une suite d’outils qui optimisent la gestion du bétail à chaque étape du processus.
Ces outils permettent une sélection multi-races pour une résilience et une efficacité accrues (R&E) chez les bovins, la caractérisation d'environnements d'élevage diversifiés, le phénotypage R&E à grande échelle à l'aide de la technologie in situ et la gestion in situ des décisions d'élevage et d'abattage. Les agriculteurs peuvent même utiliser GenTORE pour prédire l’impact des changements dans l’élevage et la gestion sur la résilience globale de l’exploitation. La gestion du bétail sous la loupe Grâce à GenTORE, les agriculteurs peuvent classer leurs vaches en fonction de la valeur de leur lait. Grâce à ces informations, ils peuvent décider lesquelles de leurs vaches doivent être accouplées avec du sperme laitier et lesquelles avec des races bovines qui augmentent la valeur des veaux pour la production de viande. Cependant, le champ des possibilités est plus large : « Grâce aux informations génomiques de leurs vaches, les agriculteurs pourront sélectionner les taureaux présentant la combinaison génétique la plus favorable. GenTORE a déjà développé ces outils, et les entreprises de sélection et les éleveurs les mettent en œuvre », note Friggens.
Pour atteindre ce niveau de précision, le consortium GenTORE a dû compiler une base de données unique de plus d’un million de génotypes et les combiner avec les phénotypes R&E. C’était peut-être la partie la plus difficile du projet. « Dans certaines situations, généralement dans les systèmes de production bovine extensifs, la disponibilité des données était très limitée. « Nous avons dû mener des essais spécifiques au sein de GenTORE », explique Friggens. Il a ajouté : « Nous souhaitions également tester la faisabilité de la surveillance animale à distance. Face au manque d'informations disponibles, nous avons mené nos propres études à l'aide de drones. Celles-ci démontrent le potentiel de cette technologie, mais son déploiement n'est pas encore possible. De nombreux autres outils le sont. Outre l'outil de classification, l'équipe GenTORE a développé avec succès un système de cartographie européen combinant des informations géophysiques, météorologiques et relatives aux exploitations agricoles, fournissant ainsi des informations clés sur le contexte de production local. Elle a également développé des méthodes améliorées de phénotypage R&E à l'aide de technologies agricoles mesurant à la fois les performances animales (production laitière, poids corporel, etc.) et d'autres aspects tels que l'activité et la température. »
Enfin, ils ont développé de nouvelles méthodes pour améliorer l’évaluation génomique des animaux croisés. Nous espérons que nos travaux permettront de produire de nouvelles générations de vaches mieux adaptées à leur environnement de production local. Des animaux mieux adaptés se traduisent par un meilleur bien-être, une plus grande longévité et une efficacité durable des systèmes d'élevage. Les outils de gestion à la ferme permettront également aux agriculteurs d'adapter leurs stratégies d'élevage afin de produire le nombre d'animaux adapté à leurs besoins. Cela se traduit par une réduction du nombre d'animaux de remplacement, ce qui est une bonne nouvelle pour l'empreinte environnementale de l'élevage. « À terme, les modèles de prédiction à long terme développés dans GenTORE permettront aux conseillers agricoles et aux agriculteurs de mieux anticiper et s'adapter aux impacts du changement climatique dans leurs régions », conclut Friggens.
Conclusion : GenTORE a fait de grands progrès au cours de sa courte existence. Les résultats de leurs recherches et les outils de gestion génomique seront d’une grande valeur pour les éleveurs, les sélectionneurs et les chercheurs qui cherchent à améliorer l’efficacité durable du secteur de l’élevage.
Pour plus d'informations, veuillez visiter www.gentore.eu, qui détaille chacun des quatre sujets présentés, ainsi qu'une liste complète des publications sur les résultats de GenTORE et une variété de vidéos décrivant les sujets.
- INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE POUR L'AGRICULTURE, L'ALIMENTATION ET L'ENVIRONNEMENT (INRAE)