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Les défis sont nombreux et portent notamment sur : 

• l’efficience de l’utilisation des ressources alimentaires par l’animal et la limitation des émissions
• la maîtrise de la santé animale, pour des raisons à la fois de bien-être animal, d’efficience des productions et de réduction des risques pour la santé humaine (concept de « one health » - contrôle des risques de zoonoses, réduction des antimicrobiens)
• L’amélioration du bien-être des animaux pour répondre à la demande sociétale mais aussi pour améliorer les performances d’élevagee
• les conditions d’expression du bien-être animal, par une meilleure santé animale, la maitrise des conditions d’élevage et d’abattage et l’adaptation des animaux aux nouvelles conditions d’élevages relations entre un bien être amélioré et la santé des animaux.
• Etude des processus émotionnels et cognitifs des animaux, des relations entre émotions, réactions fugaces et bien-être, des comprtementsrelation bien-être – santé – efficience, évaluation du bien-être
• Interaction directe entre microbiote et système immunitaire et interaction indirecte vie les effets sur le SNC
• Etude des processus cognitifs (mise en place d’expé favorables) : l’individu se fait dans l’environnement
• Génétique et fonctionnement du génome
• Génétique x épigénétique x microbiote x sn/neurosciences x comportement
• L’amélioration de la qualité intrinsèque des produits et leur diversification des produits
• L’adaptation des animaux à l’évolution du climat et des conditions d’élevage., à des systèmes de production et des « usages » (services écosystémiques) des animaux plus variés
• La gestion de la variabilité génétique des populations animales
• La perception de l’élevage et des biotechnologies animales

Pour relever ces défis, le GIS Avenir Élevages s’appuiera sur les avancées scientifiques et technologiques permettant :

• d’obtenir des informations plus précises, plus nombreuses sur la variabilité, le fonctionnement (épigénome) et l’évolution des génomes des animaux et des microorganismes avec lesquels ils interagissent (agents pathogènes, microbiotes), sur le développement et l’établissement des phénotypes dans un contexte de multi-performance.
• De développer des méthodes et des outils permettant d’exploiter efficacement les différentes informations disponibles à des fins d’élevage de précision, de prédiction des performances futures et d’évaluation génomique. Ils permettront une maitrise accrue des modalités de sélection des populations animales (prise en compte d’objectifs complexe comme la robustesse, la maitrise des « trade-offs » entre fonctions et des interactions génotype x environnement x (système de) production. Les méthodes utilisées, de plus en plus puissantes et précises s’appuient de façon croissante sur la modélisation, les sciences du numérique, les outils de biologie prédictive, y compris vraisemblablement les méthodes d’apprentissage voire l’intelligence artificielle.
• De disposer d’outils « biotechniques » potentiellement extrêmement performants : outils de modification ciblée du génome (NBT pour « new breeding tehnologies »), phénotypage ex vivo (organoïdes), mais qui font l’objet, notamment les NBT, de controverses assez fortes qui empêchent pour l’instant toute utilisation à des fins d’amélioration génétique. Le GIS prévoit de contribuer au débat sur ces questions.