New approaches for feed efficiency selection in growing pig and opportunities to use them

L'amélioration de l'efficacité alimentaire est un enjeu économique et environnemental important pour la production porcine. L'aliment est le premier poste de dépenses en élevage porcin, et le restera vraisemblablement au vu de l'évolution du coût des matières premières. Historiquement, l'efficacité alimentaire a été améliorée en sélectionnant, avec succès, pour une diminution de l'indice de consommation (IC), qui représente l'efficacité de conversion de l'aliment en gain de poids. Dans un contexte d'évolution des objectifs de sélection, de nouvelles stratégies d'amélioration de l'efficacité alimentaire sont recherchées. Ce travail de thèse propose d'en explorer certaines en utilisant des données enregistrées en stations publiques de contrôle de performance entre 2000 et 2009 dans les quatre races porcines en sélection collective en France, deux races maternelles (Large White femelle et Landrace) et deux races paternelles (Large White mâle et Piétrain). L'approche privilégiée s'appuie sur la consommation moyenne journalière résiduelle (CMJR), qui est un critère d'efficacité alimentaire indépendant des performances des animaux, afin d'estimer ses relations génétiques avec les performances de production, ainsi qu'avec les quantités d'azote et de phosphore excrétées. Dans un premier temps, l'étude d'une population expérimentale Large White a montré que les corrélations génétiques entre sexes pour la CMJR étaient proches de 1, permettant par la suite de comparer les estimations de paramètres obtenues sur des femelles Piétrain à celles obtenues sur les mâles castrés des trois autres races. Nous montrons que ce caractère a une héritabilité (h²) comprise entre 0,21 et 0,33 selon les races, qu'il est un peu moins héritable que l'IC (h² entre 0,30 et 0,40), que ces deux caractères présentent des corrélations génétiques favorables (entre 0,52 et 0,85), et que si la CMJR est par définition phénotypiquement indépendante des caractères de croissance et de composition corporelle, elle l'est aussi au niveau génétique (corrélations inférieures à 0,16 en valeur absolue quelle que soit la race). En revanche, la CMJR, comme l'IC, a des relations génétiques antagonistes avec les caractères de qualité de la viande. Cependant, nous montrons que la CMJR, contrairement à l'IC, n'est pas affectée par le génotype halothane en ségrégation chez le Piétrain. Enfin, des corrélations génétiques très élevées avec l'IC (0,97 et plus), et plus modérées avec la CMJR (entre 0,38 et 0,86) ont été trouvées pour l'excrétion d'azote et de phosphore, suggérant la réduction attendue des rejets en réponse à la sélection sur l'efficacité alimentaire. Ces corrélations étaient globalement plus élevées dans les races paternelles que dans les races maternelles. Enfin, l'étude des cinétiques de croissance et d'ingestion des animaux en fonction de leur niveau d'efficacité alimentaire a montré qu'une sélection pour des animaux plus efficaces ne peut être réalisée qu'en adaptant la formulation des aliments, notamment leur concentration en acides aminés, de façon à permettre la pleine expression de leur potentiel génétique.Improvement of feed efficiency is a main economic and environmental goal for pig production. Feed is the first component of cost production for pig farmers, and this will remain the case due to the evolution of feedstuffs cost. Historically, feed efficiency has been improved through selection, with success, for a decrease of feed conversion ratio (FCR) representing efficiency of feed conversion into body weight gain. In a context of evolving breeding objectives, new strategies of feed efficiency improvement are investigated. This PhD work has studied some of them using data collected in the French central test stations between 2000 and 2009 for the four main pigs breeds used in collective selection, i.e. two dam breeds (Large White dam line and Landrace) and two sire breeds (Large White sire line and Piétrain). The main approach retained here deals with residual feed intake (RFI), which is a criterion of feed efficiency independent from animal's performance level, in order to estimate its genetic relationships with usual production traits, and also with nitrogen and phosphorus quantities excreted by the animals. In a first step, a study of an experimental Large White population showed that genetic correlations between the three sexes for RFI were very close to 1 for RFI. This result allowed the comparisons of the results obtained on Piétrain females with those obtained on castrated males in the three other breeds. We showed that RFI had an heritability (h²) ranging between 0.21 and 0.33 depending on the breed, slightly less heritable than FCR (h² between 0.30 and 0.40) and with a favourable genetic correlation between them (between 0.52 and 0.85). The RFI is, by definition, phenotypically independent from growth rate and carcass composition traits, and this was also the case at the genetic level (genetic correlations lower than 0.16 in absolute values whatever the breed). However, RFI, like FCR, did not display favourable genetic correlations with meat quality traits. Contrary to FCR, RFI was shown to be unaffected by the halothane genotype segregating in the Piétrain breed. Very high genetic correlations with FCR (0.97 and higher), and more moderate genetic correlations with RFI (between 0.38 and 0.86) were found for nitrogen and phosphorus excreted quantities, which indicates that the reduction of excreted quantities is expected in response to selection for a better feed efficiency. These genetic correlations were globally higher in sire lines than in dam lines. Finally, the study of growth and feed intake curves of animals classified according to their feed efficiency level (either RFI or FCR) suggested that breeding for more efficient animals could not be conducted without an adaptation of feed formulation (e.g. for amino acids concentration), in order to allow the full expression of their genetic potential