Mise en évidence et analyse fonctionnelle des mutations affectant la prolificité des ovins allaitants

Highlighting and functional analysis of mutations affecting prolificacy in meat sheep

• Auteur / Autrice : Louise Chantepie
• Direction : Stéphane Fabre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pathologie, Toxicologie, Génétique et Nutrition
• Date : Soutenance le 19/12/2019
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences écologiques, vétérinaires, agronomiques et bioingénieries (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Génétique Physiologie et Systèmes d'Élevage (Castanet-Tolosan, Haute-Garonne ; 2014-....)
• Jury : Président / Présidente : Nadine Binart
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Fabre, Nadine Binart, Sandrine Freret
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christopher Price, Eric Pailhoux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ovulation

Génétique animale

Mouton -- Élevage

Mots clés libres

Prolificité

Gène majeur

Ovin

Ovulation

PMSG

Reproduction

Prolificacy

Major gene

Ovine

Ovulation

PMSG

Reproduction

Résumé

Chez les ovins allaitants, la prolificité (nombre d’agneaux par mise-bas) est un des leviers technico-économique important pour améliorer la rentabilité d’un élevage. D’un point de vue génétique, ce caractère est très peu héritable, mais des mutations ponctuelles ayant un effet important sur l’augmentation du nombre d’ovulations et de la prolificité ont été identifiées dans quatre gènes dits de fécondité (Fec) et nommés FecB/BMPR1B, FecG/GDF9, FecX/BMP15 et FecL/B4GALNT2. L’objectif de cette thèse est l’identification de mutations de prolificités, nouvelles ou connues, principalement dans les races ovines allaitantes françaises pour lesquelles est posée une hypothèse statistique de ségrégation de telles mutations. En associant des approches de génétique, de génomique à haut-débit, et de biologie moléculaire et fonctionnelle, j’ai identifié cinq mutations à effet majeur associées à la prolificité dans huit populations ovines différentes. Toutes ces mutations affectent les gènes déjà connus, mais deux d’entre-elles sont nouvellement identifiées par cette thèse dans le gène FecX/BMP15. En particulier, la nouvelle mutation FecXN est, à la différence des 9 autres mutations prolifiques connues de BMP15, située dans la partie régulatrice du gène inhibant son expression. Une fois ces mutations identifiées, l’information de fréquence de la présence de chaque mutation dans les populations et de son effet sur la reproduction des brebis doit être prise en compte pour la gestion des schémas de sélection. Dans ce cadre, j’ai particulièrement étudié la mutation FecLL du gène FecL/B4GALNT2 précédemment découverte en race Lacaune et que j’ai mis en évidence dans la race Noire du Velay. La mutation FecLL, connue pour augmenter la prolificité des brebis de +0,45 agneaux par mise-bas, n’a pas d’impact sur le poids de naissance ou la croissance des agnelles porteuses de cette mutation. Cependant, les agnelles porteuses de FecLL présentent une puberté avancée de 2 mois en moyenne. Cette précocité sexuelle n’est pourtant pas expliquée par l’observation de concentrations circulantes plus faibles de deux hormones ovariennes AMH et inhibine A. De façon intéressante pour la pratique de l’insémination animale, les brebis porteuses de FecLL sont plus fertiles que les brebis non mutées en partie grâce à leur meilleure sensibilité à l’hormone PMSG utilisée de façon exogène pour synchroniser les ovulations. L’ensemble de ce travail de thèse apporte de nouveaux éléments pour améliorer la gestion génétique et physiologique des populations ovines allaitantes dans lesquelles ségrégent des mutations à effet majeur sur la prolificité. L’ensemble de ce travail de thèse apporte de nouveaux éléments pour améliorer la gestion génétique et physiologique des populations ovines allaitantes dans lesquelles ségrégent des mutations à effet majeur sur la prolificité.

In meat sheep, prolificacy (number of lambs per lambing) is one of the most important technicaleconomic levers to improve the breeders’ profitability. From a genetic point of view, this trait is lowly heritable. However, point mutations having a significant effect on increasing ovulation rate and prolificacy have been identified in four fecundity (Fec) genes, named FecB/BMPR1B, FecG/GDF9, FecX/BMP15 and FecL/B4GALNT2. The objective of this thesis was the identification of new or already known prolificacy mutations, mainly in French meat sheep breeds for which the segregation of such mutations was statistically hypothesized. By combining genetics, highthroughput genomics, and molecular and functional biology approaches, I identified five mutations with major effect on prolificacy in eight different sheep populations. All these mutations affect the fecundity genes already known, but two of them in the FecX/BMP15 gene are newly identified by this thesis work. In particular, the new FecXN mutation is, unlike the 9 other known prolific mutations in BMP15, located in the regulatory part of the gene inhibiting its expression. Once these mutations are identified, the information of frequency of the presence of each mutation in the populations and the effect on the reproductive physiology of the ewes must be considered for the management of breeding schemes. In this context, I particularly studied the FecLL mutation of the FecL/B4GALNT2 gene previously discovered in Lacaune sheep and that I also evidenced in the Noire du Velay breed. The FecLL mutation, known to increase the ewe prolificacy by +0.45 lambs per lambing, has no impact on the birth weight or growth rate of ewe lambs carrying this mutation. However, ewe lambs carrying FecLL have an advanced puberty of 2 months on average. This sexual precocity is however not explained by the observation of lower circulating concentrations of two ovarian hormones, AMH and inhibin A. Interestingly for the practice of animal insemination, ewes carrying FecLL are more fertile than non-carrier ewes partly due to their better sensitivity to the PMSG administration used to synchronize ovulations. All of this thesis work brings new elements to improve the genetic and physiological management of meat sheep populations in which a mutation with major effect on prolificacy segregates