Modélisation et Optimisation de programmes de sélection sur la croissance en races bovines allaitantes

Abstract

French beef cattle breeding schemes have been established throughsuccessive phases (1960-1990) and have become extremely complex due to thediversity of aims they are to fulfil : (1) the choice of artificial insemination bulls andnatural service bulls ; (2) the purebred use and/or crossing use of breeding animals(males and females) ; (3) the wide variety of consumer needs (beef calves, youngbulls, culling cows).To optimize and to, eventually, simplify these breeding schemes, theirefficiency needs to be evaluated by the prediction of expected genetic gains andeconomic gains. It is actually difficult to take into account all the possible traits ofeconomic interest, due to a lack of knowledge concerning their economic values inFrench production conditions and the many possible genetic correlations betweenthem. Limiting itself to the consideration of growth traits only, this thesis aimed tostudy deterministic modelling and the optimization of breeding schemes includingthe two main objectives of beef cattle breeding schemes : the improvement of beeftraits for beef production (for purebred or for terminal crossing) and theimprovement of maternal abilities in purebred breeding. Thus, the selectionefficiency was predicted for an existing purebred breeding scheme and for aproposed breeding scheme with terminal crossing. In terms of methodology, thesestudies led to proposals, on one hand, of a simple analytical method to calculateasymptotic genetic gains for any large-sized population structure and, on the otherhand, of an empirical approximation of selection differentials in homogeneouspopulations of small size.The purebred breeding scheme that was modelled, because of its potentialefficiency, was the scheme currently implemented in the Limousine breed. Abreeding objective was defined for growth traits integrating the post-weaninggrowth (final fattening weight) and both components of pre-weaning growth : beeftrait (direct effects on weaning weight) and maternal ability (maternal effects onweaning weight, mainly due to the dam’s milk production). The results have shownthat the breeding scheme conception was correct (positive expected responsesrecorded for all traits), but its implementation could be improved.Currently, the bulls selected for beef traits in the selection nucleus are used forpurebred beef production and for terminal cross-breeding. A initial study wascarried out to evaluate the opportunity to create a small selection nucleus inspecialized beef breeds, where the selection effort was concentrated towards aterminal crossing. The breeding objective considered was the maximization of preweaninggrowth, without a genetic evolution on birth weight. Such a constraint wasset to avoid a long term increase in calving difficulties, a result that would beunpopular with dairy breeders. The initial results seemed to support theimplementation of such a selection nucleus, at least from a technical point of view.However, they will need to be confirmed by further studies, addressing feasabilityand cost.Les programmes de sélection français mis en place par étapes successives(1960- 1990) en races bovines allaitantes sont devenus extrêmement complexes enraison de la diversité des finalités qu’ils doivent assurer : (1) le choix des taureauxd’insémination artificielle et de monte naturelle ; (2) l’utilisation en race pure et/ou encroisement des reproducteurs mâles ou femelles ; (3) la multiplicité des besoins dela consommation (veaux de boucherie, jeunes bovins, vaches de réforme).Afin d’optimiser voire de simplifier ces programmes de sélection, il estnécessaire d’évaluer leur efficacité par la prédiction des progrès génétiques et desgains économiques espérés. La prise en compte dans de telles études del’ensemble des caractères d’inté rêt est actuellement difficile en raison d’unemauvaise connaissance, d’une part, de leur poids économique dans les conditionsfrançaises de production, d’autre part, des corrélations génétiques entre nombrede ces caractères. En se limitant aux caractères de croissance, cette thèse a pourobjet la modélisation déterministe et l’optimisation de plans de sélection incluantles deux principaux objectifs des programmes de sélection des races bovinesallaitantes spécialisées : l’amélioration des aptitudes bouchères pour la productionde viande (en race pure et en croisement) et l’amélioration des qualitésmaternelles pour l’élevage en race pure. Ainsi, l’efficacité d’un programme desélection en race pure existant, et celle d’un programme de sélection envisageablepour le croisement sont prédites. Sur le plan méthodologique, ces études amènentà proposer, d’une part, une méthode analytique simple de prédiction du progrèsgénétique asymptotique dans des populations de grande taille et de structurecomplexe et , d’autre part, une approximation empirique des différentielles desélection dans des populations homogènes de petite taille.Le plan de sélection en race pure modélisé a pour base le programmeactuellement mis en oeuvre en race Limousine , en raison de son efficacitépotentielle. Un objectif de sélection racial est dé fini et intègre la croissance aprèssevrage (poids final d’engraissement) et les deux composantes de la croissancejusqu’au sevrage : aptitude bouchère (effet direct sur le poids au sevrage) et qualitématernelle (effet maternel sur le poids au sevrage, principalement dû à laproduction laitière de la mère). Les résultats montrent que la conception duprogramme de sélection est correcte (réponses potentielles favorables sur tous lescaractères), mais que sa mise en oeuvre pratique est à améliorer.Actuellement, les taureaux sélectionnés sur les aptitudes bouchères en baseraciale sont utilisés à la fois pour la production de viande en race pure et pour lecroisement terminal. Une première étude est menée pour évaluer l'opportunité dela création, dans les races allaitantes spécialisées, de noyaux de sélection oùl’effort de sélection est concentré à des fins de croisement terminal. L’objectif desélection envisagé est la maximisation de la croissance avant sevrage des veaux,sans évolution génétique de leur poids à la naissance. Cette contrainte est posé eparce qu’à long terme, les éleveurs laitiers n’accepteront sans doute pas unaccroissement de la fréquence des naissances difficiles dans leurs troupeaux. Lespremiers résultats semblent favorables à la création de tels noyaux de sélection, dumoins d’un point de vue technique. Mais ils restent à confirmer par des études pluscomplètes, intégrant notamment les aspects de faisabilité et de coût