On the use of animal models in the analysis of selection experiments

Abstract

The use of an animal model in the analysis of selection experiments offers the theoretical advantage of accounting for changes occurring in the genetic parameters in the course of the experiments. Explicit estimators of realized heritability (h2r)(see attached document)are derived in this paper for balanced one-generation selection designs. Expressions are given for the expectations and variances of the estimators in relation to the true heritability and for the sensitivity of the estimators to the prior value of heritability. Sensitivity is generally high, except for high values of the true heritability and/or extremely large family sizes. The uncertainty on heritability may, however, be taken into account in a context of Bayesian inference, which allows a simultaneous estimation of the initial heritability and of the response. On the other hand, animal model estimators, being dependent on the genetic model assumed, may not provide adequate measures of the actual responses. They also tend to overestimate the accuracy of genetic trend evaluations, since genetic drift is not properly accounted for. Animal models, however, provide a way of evaluating the effects of selection and limited population size in long-term selection experiments, and thus permit a check on the validity of the underlying infinitesimal additive genetic model. Some examples based on published results of long-term selection experiments on mice are discussed.L’application du modèle animal à l’analyse des expériences de sélection permet en théorie une prise en compte de l’évolution des paramètres génétiques au cours de l’expérience. Des estimateurs explicites de l’héritabilité réalisée h2r (document ci-joint) sont présentés dans cet article pour le cas d’expériences de sélection sur une génération en dispositif équilibré. Des expressions sont données des espérances et des variances des estimateurs en fonction de l’héritabilité vraie, ainsi qu’une expression de la sensibilité des estimateurs à la valeur initiale de l’héritabilité. Cette sensibilité est généralement élevée, sauf pour des valeurs élevées de l’héritabilité vraie et/ou des tailles de famille très grandes. Cependant une méthode bayésienne d’inférence permet de s’affranchir de cette difficulté, en estimant simultanément la valeur initiale de l’héritabilité et la réponse. Par ailleurs, les estimateurs du modèle animal, parce que dépendants du modèle génétique supposé, ne fournissent pas toujours des mesures adéquates des réponses à la sélection. Ils tendent aussi à surestimer la précision des évolutions génétiques tracées, puisque la dérive génétique n’est pas bien prise en compte. Le modèle animal, en contrepartie, constitue une méthode d’évaluation des effets de la sélection et de la taille limitée des lignées dans les expériences de longue durée, et permet ainsi de tester la validité du modèle génétique additif infinitésimal sous-jacent. Quelques exemples basés sur des résultats de la littérature relatifs à des expériences de longue durée chez la souris sont discutés