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When dealing with small populations, which may be the case of local breeds or experimental lines, combiningimmediate genetic gain and preservation of genetic variability is a well-known issue, which requires relevantmethods. Using stochastic simulation, we compared various methods of selection and mating allocation in apopulation obtained from 15 sires, each mated with 3 dams. Each full-sib family consisted of 3 male and 3female offspring. Up to 30 successive selection cycles were simulated. Reference selection method consisted insorting the male and female candidates on the main objective, within sire and dam families respectively, aftertruncation on the ancillary objective. It actually led to an acceptable trade-off between genetic gain andinbreeding rate. Optimized methods, based on Simulated Annealing Algorithm, can be used both for theselection of breeding animals, in order to reduce their average co-ancestry, and on mating allocation, in order tominimize the expected inbreeding. They thus improved both genetic gain and genetic variability indicators,especially when the breeding objective included antagonist traits. The optimization of mating allocation did notsignificantly affect the inbreeding rate, but delayed the onset of inbreeding by four generations. Preventing themating of related females to the same sire did not significantly reduce the inbreeding rate. This avoidancepractice should nevertheless be perpetuated, lest a deficient sire would reduce the progeny of a complete damfamily to zero. Finally, results suggested that pedigree depth should exceed 10 generations to ascertain reliabilityof pedigree-based genetic variability indicators., Qu’il s’agisse de lignées commerciales, expérimentales ou de races locales, les populations à faibles effectifsdoivent concilier la recherche d’un progrès génétique (ou au moins du maintien des caractéristiques à un niveauacceptable) et la préservation de la variabilité. L’obtention d’un progrès immédiat sans hypothéquer les gainsfuturs est le propre de chaque démarche de sélection, mais est ici plus délicate et requiert des méthodes adaptées. Par simulation nous comparons différentes méthodes de choix des reproducteurs et de construction des plans d’accouplement, pour une population composée de 15 pères, chacun accouplé à 3 femelles, chaque couple produisant en moyenne 3 descendants de chaque sexe. Les générations sont successives et répétées jusqu’à 30 cycles de sélection. La méthode de référence pour les choix de reproducteurs consiste à trier les candidats intra famille, après une troncature arbitraire sur l’index secondaire visant à limiter sa dégradation. Elle permet d’assurer un compromis honorable entre le gain sur l’objectif de sélection et la pente d’augmentation de la consanguinité. Les méthodes optimisées, s’appuyant sur l’algorithme du recuit simulé et agissant sur le mode de sélection pour minimiser l’apparentement moyen et/ou sur la constitution des plans d’accouplements pourminimiser la consanguinité attendue, permettent d’améliorer les indicateurs du gain génétique et ceux de lavariabilité sur le moyen et le long terme, en particulier quand l’objectif de sélection fait intervenir des caractèresnégativement corrélés entre eux (l’évolution nulle du second caractère est alors explicite). L’optimisation desplans d’accouplement, sans modifier significativement le taux d’accroissement de la consanguinité, se traduitprincipalement par un retard, visible sur les graphes, dans le point d’apparition de la consanguinité. Par ailleurs,interdire l’accouplement d’un mâle à des femelles apparentées entre elles ne réduit pas significativement ce taux,même s’il contribue probablement à atténuer les conséquences des accidents d’élevage (par exemple mort ouinfertilité d’un mâle). La modélisation suggère que les informations données par le pedigree ne permettent destabiliser les indicateurs qu’en cumulant au moins 10 générations.

In France, genetic lines intended for the production of terminal products marketed as Label Rouge must complywith the guidelines of the SYSAAF. These guidelines require minimum thresholds for the number of breedersand descendants produced per generation. Since 1994, these thresholds have been limited to à minimum of 20sires, 100 dams and 500 descendants for Label lines diffusing less than one million terminal products/year.Today, the SYSAAF implements selection of breeders based on the simulated annealing algorithm (SA).Theoretically, tools based on SA allow to reconcile the realization of genetic gain and the conservation of thegenetic variability. Thus, the relevance of maintaining these thresholds, which often entails significant costs withregard to the concerned market, should be reexamined. The objective of this work was to study by simulation theeffect of: 1) the number of selected breeders and produced descendants, and 2) the method of selection. For thefirst factor, 6 scenarios were simulated, analyzed and compared. For the second, several methods of selectionbased on SA were compared to those based solely on the conservation of familial origins. In order to analyze theeffect of the thresholds, comparisons were performed intra-method inter-scenarios, whereas to analyze the effectof the selection method, comparisons were performed intra-scenario inter-methods. In conclusion, reducingbreeders’ number leads to a decrease in the initial level of variability. However, in the long-term, methods ofmanagement based on SA allow a better conservation of the genetic variability regardless of the number ofbreeders retained per generation., En France, les lignées génétiques destinées à la production de produits terminaux vendus sous le signe LabelRouge doivent être conformes au référentiel SYSAAF. Ce référentiel exige des seuils minimaux sur le nombrede reproducteurs utilisés et de descendants produits à chaque génération. Depuis 1994, ces seuils sont, pour les lignées Label à diffusion limitée (< 1,000,000 de terminaux/an), de 20 pères, de 100 mères et de 500descendants. Aujourd’hui, le SYSAAF dispose d’outils de choix de reproducteurs et de réalisation de plansd’accouplement basées sur l’algorithme de recuit simulé. Théoriquement, ces outils permettent, au moyen et long terme, de concilier la réalisation de gain génétique et la conservation de la variabilité génétique. Donc, laquestion de la pertinence du maintien de ces seuils, dont le respect entraîne souvent des coûts importants auregard du marché concerné, se pose concrètement aujourd’hui. L’objectif de ce travail était d’étudier parsimulation l’effet de : 1) l’effectif de reproducteurs retenus et de descendants produits, 2) la méthode de gestionde la variabilité génétique. Pour le premier facteur, 6 scénarios ont été simulés, analysés et comparés. Pour ledeuxième, les méthodes de sélection basée sur le recuit simulé ont été comparées à celles basées uniquement sur la conservation des origines familiales. Afin d’analyser l’effet des seuils de reproducteurs, les comparaisons ont été effectuées intra-méthode inter-scénarios alors que pour analyser l’effet de la méthode de gestion, lescomparaisons ont été effectuées intra-scénario inter-méthodes. En conclusion, quelle que soit la méthode degestion de variabilité, une baisse d’effectif de reproducteurs entraine une baisse du niveau initial de la variabilitégénétique. Au moyen et long terme, les méthodes de gestion par recuit simulé permettent une meilleureconservation de la variabilité génétique quel que soit l’effectif des reproducteurs retenus.

Les objectifs de cette autosaisine sont de : - décrire les pratiques actuelles de l’Agence et les comparer avec les pratiques d’autres organismes/agences sanitaires ; - proposer une typologie/classification des incertitudes ; - présenter différentes méthodes ou outils pour l’identification, la caractérisation, la prise en compte et l’expression des incertitudes applicables dans le contexte d’évaluation des risques; - identifier des outils opérationnels applicables à l’ensemble des domaines de l’Agence ; - proposer un modèle de présentation didactique des incertitudes et de leur impact sur les estimations des risques ; - démontrer l'applicabilité des recommandations grâce à des études de cas.

More and more studies show that epigenetic information affects the phenotypes of individuals. Little is knownabout the epigenetic mechanisms in birds, although, as in many animal and plant species, these mechanisms maybe involved in trait variability. Little is known about epigenetic mechanisms in birds with the exception of thephenomenon of dosage compensation of sex chromosomes, although such mechanisms could be involved in thephenotypic variability of birds, as in several livestock species. This paper reviews the literature on epigeneticmechanisms that could contribute significantly to trait variability in birds, and compares the results to theexisting knowledge of epigenetic mechanisms in mammals. The main issues addressed in this paper are: (1)Does genomic imprinting exist in birds? (2) How does the embryonic environment influence the adult phenotypein avian species? (3) Does the embryonic environment have an impact on phenotypic variability across severalsuccessive generations? The potential for epigenetic studies to improve the performance of individual animalsthrough the implementation of limited changes in breeding conditions or the addition of new parameters inselection models is still an open question., De plus en plus d'études révèlent que l'information épigénétique a une influence sur les phénotypes desindividus. On sait peu de choses sur les mécanismes épigénétiques chez les oiseaux, bien que, comme dansplusieurs espèces animales et végétales, ces mécanismes pourraient être impliqués dans la variabilité desperformances. Cet article passe en revue la littérature sur les mécanismes épigénétiques qui pourraient contribuerde manière significative à la variabilité des caractères chez les oiseaux, et compare les résultats à la connaissanceactuelle des mécanismes épigénétiques chez les mammifères. Les principales questions abordées sont lessuivantes: (1) L'empreinte génomique parentale existe-t-elle chez les oiseaux? (2) En quoi l'environnementembryonnaire influence le phénotype adulte chez les espèces aviaires? (3) Dans quelle mesure l'environnementembryonnaire a-t-il un impact sur la variabilité phénotypique sur plusieurs générations successives ? Le rôlepotentiel des études épigénétiques dans l’amélioration des performances individuelles des animaux à travers lamise en oeuvre de changements, même restreints, dans les conditions d'élevage, ou par l'ajout de nouveauxparamètres dans les modèles de sélection, est encore une question ouverte.

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The length and width of 1297 Fasciola hepatica eggs shed in cattle hosts, 337 in sheep and 199 in nutria, were measured from several parts of France. The data were compared with those obtained from other studies in Spain, France (where rats were also investigated), Germany and the Netherlands. One way analysis of variance and discriminant analysis were used to assess differences between host origins. The distribution of length and width of eggs were analysed using skewness and kurtosis Fisher coefficients. The eggs recovered from sheep, cattle, rodents and lagomorphs were different in size: the eggs found in rodents (length L × width W in μm: 8592) and lagomorphs (L × W in μm: 9100) were smaller than those found in sheep and cattle (L×W in μm: 10,000). These morphological differences in F. hepatica eggs were host-induced in rats (L×W in μm: 9709 in cattle to 8949 in rats) and rabbits (L×W in μm: 9709 in cattle to 8432 in rabbits). These differences in size of eggs might correspond to their being less able to develop into miracidia in less frequent hosts such as rodents and rabbits.

Persistence of individual differences in animal behavior in reactions to various environmental challenges could reflect basic divergences in temperament, which might be used to predict details of adaptive response. Although studies have been carried out on fear and anxiety in various species, including laboratory, domestic and wild animals, no consistent definition of fearfulness as a basic trait of temperament has emerged. After a classification of the events that may produce a state of fear, this article describes the great variability in behavior and in physiological patterns generally associated with emotional reactivity. The difficulties of proposing fearfulness--the general capacity to react to a variety of potentially threatening situations--as a valid basic internal variable are then discussed. Although there are many studies showing covariation among the psychobiological responses to different environmental challenges, other studies find no such correlations and raise doubts about the interpretation of fearfulness as a basic personality trait. After a critical assessment of methodologies used in fear and anxiety studies, it is suggested that discrepancies among results are mainly due to the modulation of emotional responses in animals, which depend on numerous genetic and epigenetic factors. It is difficult to compare results obtained by different methods from animals reared under various conditions and with different genetic origins. The concept of fearfulness as an inner trait is best supported by two kinds of investigations. First, an experimental approach combining ethology and experimental psychology produces undeniable indicators of emotional reactivity. Second, genetic lines selected for psychobiological traits prove useful in establishing relationships between behavioral and neuroendocrine aspects of emotional reactivity. It is suggested that fearfulness could be considered a basic feature of the temperament of each individual, one that predisposes it to respond similarly to a variety of potentially alarming challenges, but is nevertheless continually modulated during development by the interaction of genetic traits of reactivity with environmental factors, particularly in the juvenile period. Such interaction may explain much of the interindividual variability observed in adaptive responses.

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Variability of diapause in populations of Heliothis armigera Hb. (Lep., Noctuidae) The incidence of diapause in some populations of Heliothis armigera collected between latitudes 25°S to 44°N was examined. Diapause occurred in all populations reared in short photoperiod situation (LD < 12 : 12). The percentage of pupae in diapause was variable. The effect of family and the dates of collecting samples from adjacent marroccan populations in diapause and its intensity was measured. Significant heterogeneity in diapause induction and development was found between and in populations and families. However, there is little evidence of any geographical pattern to this variation. Resume Les potentialites diapausantes de H. armigera, etudiees sur differentes populations geographiquement proches et eloignees se caracterisent par une variabilite inter et intrapopulation importante. Cette variabilite difficile a associer a un facteur ecologique precis releve peut ě tre des particularites ecoethologiques de l'insecte. Elle serait davantage en rapport avec l' heterogeneite naturelle de l'espece qu'en liaison avec une structuration genetique resultant d'un isolement reproductif. Zusammenfassung Zur Variabilitat der Diapause bei Populationen von Heliothis armigera Hb. (Lep., Noctuidae) Das Auftreten der Diapause wurde bei einigen Populationen von H. armigera zwischen den Breitengraden 25′S und 44′N untersucht. Die Diapause trat bei allen Populationen auf, die in kurzen Photoperioden (LD < 12 h) aufwuchsen. Der Prozentsatz der diapausierenden Puppen war variabel. Der Familieneffekt und der Einflus der Sammeldaten von benachbarten marokkanischen Populationen auf die Diapause und ihre Intensitat wurden festgestellt. Es wurde eine signifikante Heterogenitat in der Diapause-Induktion und -Entwicklung zwischen und in den Populationen und Familien gefunden. Jedoch gibt es wenig Hinweise auf das Bestehen geographischer Muster bei dieser Variation.

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National audience; Une expérience de sélection divergente sur la variabilité intra-portée du poids des lapereaux à la naissance a été conduite par l'INRA. Deux lignées divergentes ont été sélectionnées à partir de la souche AGP22(Grimaud Frères sélection). Cette sélection "canalisante" implique un nouveau modèle incluant une valeur génétique pour la moyenne et une valeur génétique pour la variabilité environnementale. Il y a eu une divergence significative pour l'écart-type du poids des lapereaux intra-portée entre les lignées sélectionnées pour augmenter(HOM) et diminuer (HET)l'homogénéité de la portée. Une réponse corrélée favorable a été observée pour la viabilité des lapereaux à la naissance et entre la naissance et le sevrage il n'y a pas eu d'effet sur le poids moyen des lapereaux à la naissance. Des femelles ont été abattues à la fin de la 3ème et de la 6ème génération pour mesurer la longueur des cornes utérines et leur élasticité en ajoutant un poids de 50 g puis 70 g. la longueur et l'élasticité des cornes utérines de la lignée HOM étaient significativement supérieures à celles de la lignée HET,quel que soit le poids ajouté.

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National audience; Les rétrotransposons sont des éléments génétiques autonomes capables de se multiplier dans les génomes hôtes par un mécanisme de type « copier-coller ». Ces éléments transposables sont généralement constitués d’un domaine interne comprenant les gènes « gag » et « pol », codant respectivement pour la nucléocapside et pour le complexe enzymatique. Cette séquence est bordée de deux répétitions directes appelées Long Terminal Repeats (LTR) qui contiennent les signaux d’initiation et de terminaison de la trancription d’une molécule d’ARN polyadénylé. L’ARN est traduit en protéines nécessaires au cycle de rétrotransposition et sert de matrice de la transcriptase inverse pour la synthèse de nouvelles copies ADN qui pourront ensuite s’intégrer dans le génome hôte. La rétrotransposition est un processus peu fidèle qui introduit régulièrement des mutations dans la séquence des copies néoformées. Le génome contient ainsi des familles d’éléments transposables, c’est-à-dire des populations de copies présentant des différences de séquence. L’étude de la variabilité de Tvv1, un rétrotransposon du génome de la vigne, permet de comprendre comment se différencie la séquence des éléments composant cette famille. Cette variabilité est mise en relation avec la diversification des Vitacées. Nous avons montré que la conservation de la séquence des différentes copies de Tvv1 est très variable selon les domaines du rétrotransposon: - La région codante gag-pol est très conservée (similarité > 90%). La faible variabilité de cette région résulte le plus souvent de substitutions ; - Les séquences des LTR présentent une similarité de 65 % ; - La région UTL est hyper variable, essentiellement par des insertions/délétions. Le polymorphisme de la région UTL est un bon marqueur moléculaire du genre Vitis. Il permet l'identification des espèces et variétés et les structure en groupes phylogénétiques distincts. - Certains éléments présentent de très larges délétions. Dans les éléments complets, les régions correspondant aux délétions sont bordées par de petites séquences de 11 à 13 pb fortement homologues et en orientation directe qui, vraisemblablement, ont permis les événements de recombinaison conduisant à la délétion. Cette étude montre que les éléments Tvv1 forment une famille dont la variabilité de séquence n’est pas aléatoire. Il est possible que des mécanismes sous-jacents autorisent la plasticité des régions contenant les signaux de régulation (LTR et quelquefois UTL) tout en contrôlant le potentiel de rétrotransposition de ces éléments.

Thlaspi caerulescens is known to hyperaccumulate high quantities of Cd with Car concentrations up to 3000 mg kg(-1) in some populations from south of France. However, within these populations, the Car concentrations can vary widely from plant to plant in a way that appears to be not entirely due to variations in soil Cd. The aim of this work was to investigate the variability in the Cd uptake ability of individual plants within a population and among seedlings grown from seeds from a single plant. Ten populations of T. caerulescens plants were selected from four locations (V. Viviez; SF: Saint Felix-de-Pallieres; LB: Le Bleymard; CMA: Col do Mas de I'Air) depending of the extent and soil homogeneity of the site. One population from CMA consisted of the progeny of a single maternal plant. Hundred plants of each population were grown for three months in the same homogeneous and lightly Cd-polluted soil (about 20 mg total Cd kg(-1) dry soil). Cadmium uptake behavior of the plants was monitored by labeling the soil with Cd-109. To allow partial plant destruction, radioanalysis was performed on the largest leaf of each plant as an indicator of the total Car concentration in plant shoots. Results showed significant differences in biomass production and Cd uptake by T. caerulescens between sites and between populations within sites. We observed a wide intra-population variation in biomass, Cd concentration and total Cd uptake. For these properties, 1 to 5 percents of the plants in each population varied by more than a factor of two from the mean values. The mean Cd uptake by the single-plant population from CMA was more than 40% higher than for the population at large. T. caerulescens would respond to traditional selection methods, which would significantly improve the phytoextraction of Cd.

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La biologie moléculaire repose sur des bases déterministes qui ont longtemps été fécondes mais sont désormais un handicap pour la compréhension des phénomènes biologiques. Le déterminisme en génétique est un concept robuste mais dont les fondations apparaissent de plus en plus fragiles, notamment le concept de spécificité et l'importance centrale accordée au génome. À partir de ces constats, nous faisons une proposition théorique. Nous proposons une nouvelle grille de lecture des relations intercellulaires, que nous appelons endodarwinienne. Il s'agit de postuler que les cellules ont un comportement aléatoire a priori, notamment dans leur expression génétique et que seules celles qui adoptent un profil d'expression adapté à leur environnement sont dans un second temps sélectionnées. Dans ce modèle, les cellules ne répondent pas à des "signaux" de manière prévisible. Dans une large mesure, les cellules sont mues par leur intérêt immédiat. Ce modèle est une réponse à la crise du déterminisme car il rend inutile de postuler une spécificité des interactions moléculaires, et permet de sortir de la notion rigide de "programme génétique", sans pour autant nier le rôle évident des gènes. Il y a un paradoxe à proposer que des phénomènes reproductibles soient fondés sur des dynamiques stochastiques, c'est pourquoi nous cherchons à montrer que ce paradoxe n'est qu'apparent, que l'aléa de réactions individuelles est précisément une force structurante, et que l'approche probabiliste englobe l'approche déterministe. Une synthèse de données expérimentales met en évidence l'importance sous-évaluée de la variabilité intercellulaire de l'expression génétique, dans des situations très diverses. Dans celles-ci, de toute évidence, des cellules clonales se comportent de manière aléatoire et ne répondent pas de manière homogène à des signaux. Cette variabilité peut être la base d'une sélection. Par ailleurs, des données récentes confirment que la dynamique même des échanges moléculaires au sein du noyau rend nécessaire d'intégrer comme un acquis la dimension intrinsèquement stochastique de l'expression génétique, qui provoque ainsi une variété phénotypique. Le développement embryonnaire, classiquement envisagé comme la concrétisation d'un programme génétique à l'œuvre, peut être abordé selon une logique endodarwinienne. Le déterminisme y est très relatif, les devenirs cellulaires sont très plastiques, et les signaux échangés par les cellules semblent souvent pouvoir être étudiés sous l'angle d'une relation trophique. L'apoptose, souvent appelée mort programmée, ne semble pas pourtant répondre de manière satisfaisante à cette caractérisation. Cependant il peut sembler contradictoire, dans l'approche endodarwinienne, que des cellules engagent leur propre destruction. Des observations montrent que malgré les apparences, ce phénomène avéré ne contredit pas l'approche endodarwinienne. Pour tester les hypothèses endodarwiniennes, il faut en passer par une étude sur cellules isolées car travailler sur des populations cellulaires provoque des effets de moyenne qui masquent la variabilité intercellulaire. Des techniques d'études de l'expression génétique sur cellules isolées existent. Parmi celles-ci, une adaptation particulière de la RT-PCR, l'amplification par l'extrémité 3' (TPEA) a été simplifiée et rationalisée pour être compatible avec une approche globale. Les premiers résultats issus de ce travail de mise au point, quoique préliminaires, peuvent déjà être lus selon une grille sélective plutôt qu'instructive et confirment l'existence d'une expression aléatoire des gènes. Une autre approche possible est celle de l'étude des variations de la méthylation des gènes, que l'on sait corrélée à des variations d'expression. Au cours d'une cinétique de différenciation, un gène est étudié sous cet angle et révèle une variabilité importante, dans le temps et de cellule à cellule. Par ailleurs, le profil de différentes sous populations au cours de cette cinétique va dans le sens d'une expression aléatoire et d'une sélection des cellules ayant le profil adapté. Ces approches expérimentales et bibliographiques incitent à penser que la proposition théorique initiale est pertinente, économe et généralisable, même si, bien sûr, la question reste ouverte.

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Caseins are phosphoproteins synthesised by mammary epithelial cells under multi-hormonal control as more or less large and stable particles, referred to as casein micelles and which appear like raspberries in electron micrographs. These spherical particles seem to be the result of aggregation of smaller discrete subunits or submicelles (Schmidt, 1982; Walstra, 1990), cemented by a calcium phosphate salt (colloidal calcium phosphate). Although this casein micelle model is widely accepted, it remains, in some circumstances, a topic of discussion and controversial debate. This issue will be dealt with in detail elsewhere in this book (Chapters 1 and 5). Casein micelles are present in the milk of all mammals and have a statistically broad distribution in size (Holt, 1985, 1992). In bovine milk, the most thoroughly studied milk to date, the casein micelle is considered to be comprised of submicelles, made of several casein molecules (15 to 20; Schmidt, 1982), arising from the expression of four single-copy autosomal genes which encode four distinct polypeptide chains (αs1-, β-, αs2- and κ-caseins).

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13 ref.

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13 ref. Chapitre 3

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*INRA - Unité de Zoologie - 86600 Lusignan Diffusion du document : INRA - Unité de Zoologie - 86600 Lusignan Diplôme : Dr. d'Université

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