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L’intelligence artificielle pour détecter les porcelets immatures

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Pauline Brenaut, Réussir Porc/Tech Porc (FRA), 2021, n° 287, avril, p. 36-37

Le niveau de maturité des porcelets à la naissance pourrait devenir un nouveau critère de sélection afin d’améliorer leur taux de survie en cours de lactation, grâce à l’intelligence artificielle.

PDF icon Pauline Brenaut, Réussir Porc/Tech Porc (FRA), 2021, n° 287, avril, p. 36-37
2021

Runs of homozygosity provide a genome landscape picture of inbreeding and genetic history of European autochthonous and commercial pig breeds

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Giuseppina Schiavo (Université de Bologne, Italie) et al., Animal Genetics, 2021, volume 52, n° 2, avril, p. 155-170

ROHs are long stretches of DNA homozygous at each polymorphic position. The proportion of genome covered by ROHs and their length are indicators of the level and origin of inbreeding. Frequent common ROHs within the same population define ROH islands and indicate hotspots of selection. In this work, we investigated ROHs in a total of 1131 pigs from 20 European local pig breeds and in three cosmopolitan breeds, genotyped with the GGP Porcine HD Genomic Profiler. plink software was used to identify ROHs. Size classes and genomic inbreeding parameters were evaluated. ROH islands were defined by evaluating different thresholds of homozygous SNP frequency. A functional overview of breed-specific ROH islands was obtained via over-representation analyses of GO biological processes. Mora Romagnola and Turopolje breeds had the largest proportions of genome covered with ROH (~1003 and ~955 Mb respectively), whereas Nero Siciliano and Sarda breeds had the lowest proportions (~207 and 247 Mb respectively). The highest proportion of long ROH (>16 Mb) was in Apulo-Calabrese, Mora Romagnola and Casertana. The largest number of ROH islands was identified in the Italian Landrace (n = 32), Cinta Senese (n = 26) and Lithuanian White Old Type (n = 22) breeds. Several ROH islands were in regions encompassing genes known to affect morphological traits. Comparative ROH structure analysis among breeds indicated the similar genetic structure of local breeds across Europe. This study contributed to understanding of the genetic history of the investigated pig breeds and provided information to manage these pig genetic resources.

source : https://zenodo.org/record/4575247/files/ROH_TREASURE_pig_breeds_Animal_Genetics_v23_OA.pdf

2021

Genetics of digestive efficiency in growing pigs fed a conventional or a high‐fibre diet

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Vanille Déru (Inrae) et al., Journal of Animal Breeding and Genetics, volume 138, n° 2, mars, p. 246-258

The use of diets with increased dietary fibre content (HF) from alternative feedstuffs is a solution to limit the impact of increased feed costs on pig production. This study aimed at determining the impact of an alternative HF diet on pig digestibility and at estimating genetic parameters of this trait. Digestibility coefficients (DC) of energy, organic matter and nitrogen were predicted from faecal samples analysed with near infrared spectrometry for 1,242 samples, and it represented 654 Large White pigs fed a conventional (CO) diet and 588 fed a HF diet. Growth and feed efficiency traits, carcass composition and meat quality traits were recorded. Pigs fed the HF diet had significantly lower DC than pigs fed the CO diet (−4.5 to 6.0 points). The DC were moderately to highly heritable (about 0.26 ± 0.12 and 0.54 ± 0.15 in the CO and the HF diet, respectively). Genetic correlations were favourable with feed conversion ratio, daily feed intake and residual feed intake, but unfavourable with average daily gain (ADG) and carcass yield (CY). To conclude, DC could be an interesting trait to include in future breeding objectives if pigs were fed diet with HF diets, but adverse genetic trends with ADG and CY would have to be taken into account.

source : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7891433/pdf/JBG-138-246.pdf

2021

No Cast : un projet de sélection sur les odeurs en lignée femelle

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Bruno Ligonesche (Nucléus) et Marie-José Mercat (Ifip), Porc Mag (FRA), 2021, n° 560, mars, p.17

Les investigations en matière de lutte contre les odeurs de mâles entiers de carcasses se poursuivent du côté des lignées femelles. Trois organisations de sélection porcine travaillent aujourd'hui en collaboration avec l'Ifip et l'Inrae. Leur collaboration vise à réduire le risque de carcasses olfactives sans détériorer les performances de reproduction des femelles.

2021

Describing variability in pig genes involved in coronavirus infections for a One Health perspective in conservation of animal genetic resources

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Samuele Bovo (Université de Bologne, Italie) et al., Scientific Reports, 2021, 9 février, 14 pages

Coronaviruses silently circulate in human and animal populations, causing mild to severe diseases. Therefore, livestock are important components of a “One Health” perspective aimed to control these viral infections. However, at present there is no example that considers pig genetic resources in this context. In this study, we investigated the variability of four genes (ACE2ANPEP and DPP4 encoding for host receptors of the viral spike proteins and TMPRSS2 encoding for a host proteinase) in 23 European (19 autochthonous and three commercial breeds and one wild boar population) and two Asian Sus scrofa populations. A total of 2229 variants were identified in the four candidate genes: 26% of them were not previously described; 29 variants affected the protein sequence and might potentially interact with the infection mechanisms. The results coming from this work are a first step towards a “One Health” perspective that should consider conservation programs of pig genetic resources with twofold objectives: (i) genetic resources could be reservoirs of host gene variability useful to design selection programs to increase resistance to coronaviruses; (ii) the described variability in genes involved in coronavirus infections across many different pig populations might be part of a risk assessment including pig genetic resources.

source : https://www.nature.com/articles/s41598-021-82956-0.pdf

2021

Evaluation de l'impact des perturbations sur l'estimation des paramètres et la prédiction des valeurs génétiques

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Vincent Le (Inrae et Alliance R&D) et al., 53es Journées de la Recherche Porcine, 1, 2, 3 et 4 février 2021, Paris, poster

Poster.

 

 

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2021

Développement d’un outil d’enregistrement automatique de la maturité du porcelet

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Léa André et al., 53es Journée de la Recherche Porcine (FRA), 2021, 1er, 2, 3 et 4 février 2021, poster

L’objectif de ce projet est de développer un outil capable d’identifier les porcelets présentant un retard de croissance intra-utérin, dit immatures. Le prototype doit évaluer le degré de maturité des porcelets dans les élevages de sélection à partir d’une photo de la tête du porcelet. Ce projet s’appuie sur une approche d’analyse d’images type deep learning. A terme, ce phénotype de maturité sera enregistré en routine et servira comme nouveau critère de sélection.

PDF icon Léa André et al., 53es Journée de la Recherche Porcine (FRA), 2021, 1er, 2, 3 et 4 février 2021, poster
2021

Evaluation de l'impact des perturbations sur l'estimation des paramètres et la prédiction des valeurs génétiques

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Vincent Le (Inrae et Alliance R&D) et al., 53es Journées de la Recherche Porcine, 1, 2, 3 et 4 février 2021, Paris, p. 55-56, poster

Poster.

Les conditions d'élevage des animaux se diversifient en fonction des ressources alimentaires, des systèmes de production, des attentes sociétales et du changement climatique. Ces changements génèrent une diversité d'environnements de production sous-optimaux auxquels l'animal doit pouvoir s'adapter. La robustesse de l’animal (résistance (Bishop, 2012) et résilience (Berghof et al., 2018) face à une perturbation) correspond à son potentiel d’adaptation à ces changements. Le but de cette étude est d’évaluer, par simulation, l’impact de perturbations inconnues sur l’estimation des paramètres et la prédiction des valeurs génétiques du gain moyen quotidien (GMQ) et du poids à 100 jours (P100) en fonction du type de perturbation (bande, case, individuelle), de la corrélation génétique entre production et robustesse et entre les deux composantes de la robustesse.

Poster.

Evaluating the impact of disturbances on estimating parameters and predicting breeding values

Due to the diversification of farming systems and climate change, farm animals are increasingly exposed to disturbances to which they respond differently depending on their robustness. The aim of this study was to evaluate by simulation the impact of these unknown disturbances on the estimation of parameters and the prediction of genetic values of production traits. Different sets of simulations were considered depending on the type of disturbance (at the level of the batch, pen or individual), the genetic correlation between production and robustness (negative, neutral or positive) and between resistance and resilience, and the heritability of robustness. A population of 6120 individuals over 10 generations divided into 4 batches of 10 pens was generated (1000 replicates per set). A longitudinal phenotype that mimicked a production trait was simulated for each individual in two situations: a population subjected to disturbances or not. In the second case, the phenotype was modified according to the robustness of the animal. An animal model that included the pen-intra-batch effect was used to estimate the genetic parameters. As expected, the presence of disturbances led to significant underestimation of the heritability of production traits (by -7.6% to -6.6% depending on the production trait of interest: slope or fixed-age value) and worse prediction of genetic values (a 2.0-2.5% decrease in the correlation between true and predicted genetic values). This impact was greater when the genetic correlation between robustness and production was negative. However, the model did not predict any influence of the type of disturbance and the correlation between resistance and resilience on this impact.

2021

Impact of a high-fibre diet on genetic parameters of production traits in growing pigs

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Vanille Déru (Inrae) et al., Animal, 2020, volume 14, n° 11, novembre, p. 2236-2245

The use of diets with increased fibre content from alternative feedstuffs less digestible for pigs is a solution considered to limit the impact of increased feed costs on pig production. This study aimed at determining the impact of an alternative diet on genetic parameters for growth, feed efficiency, carcass composition and meat quality traits. A total of 783 Large White pigs were fed a high-fibre (HF) diet and 880 of their sibs were fed a conventional (CO) cereal-based diet. Individual daily feed intake, average daily gain, feed conversion ratio and residual feed intake were recorded as well as lean meat percentage (LMP), carcass yield (CY) and meat quality traits. Pigs fed the CO diet had better performances for growth and feed efficiency than pigs fed the HF diet. They also had lower LMP and higher CY. In addition, pigs fed the CO diet had lower loin percentage and ham percentage and higher backfat percentage. No differences were observed in meat quality traits between diets, except for a* and b* values. For all traits, the genetic variances and heritability were not different between diets. Genetic correlations for traits between diets ranged between 0.80 ± 0.13 and 0.99 ± not estimable, and none were significantly different from 0.99, except for LMP. Thus, traits in both diets were considered as mainly affected by similar sets of genes in the two diets. A genetic correlation lower than 0.80 would justify redesigning the breeding scheme; however, some genetic correlations did not differ significantly from 0.80 either. Therefore, larger populations are needed for a more definitive answer regarding the design of the breeding scheme. To further evaluate selection strategies, a production index was computed within diets for the 29 sires with estimated breeding value reliability higher than 0.35. The rank correlation between indices estimated in the CO and in the HF diet was 0.72. Altogether, we concluded that limited interaction between feed and genetics could be evidenced, and based on these results there is no need to change pig selection schemes to adapt to the future increased use of alternative feedstuffs in production farms.

source : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7538339/pdf/S1751731120001275a.pdf

2020
Couverture du Porc par les chiffres

Le porc par les chiffres 2020-2021

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2020

Genetics of digestive efficiency in growing pigs fed a conventional or a high‐fibre diet

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Vanille Déru (Inrae) et al., Journal of animal breeding and genetics, 2020, septembre, 13 pages

The use of diets with increased dietary fibre content (HF) from alternative feedstuffs is a solution to limit the impact of increased feed costs on pig production. This study aimed at determining the impact of an alternative HF diet on pig digestibility and at estimating genetic parameters of this trait. Digestibility coefficients (DC) of energy, organic matter and nitrogen were predicted from faecal samples analysed with near infrared spectrometry for 1,242 samples, and it represented 654 Large White pigs fed a conventional (CO) diet and 588 fed a HF diet. Growth and feed efficiency traits, carcass composition and meat quality traits were recorded. Pigs fed the HF diet had significantly lower DC than pigs fed the CO diet (−4.5 to 6.0 points). The DC were moderately to highly heritable (about 0.26 ± 0.12 and 0.54 ± 0.15 in the CO and the HF diet, respectively). Genetic correlations were favourable with feed conversion ratio, daily feed intake and residual feed intake, but unfavourable with average daily gain (ADG) and carcass yield (CY). To conclude, DC could be an interesting trait to include in future breeding objectives if pigs were fed diet with HF diets, but adverse genetic trends with ADG and CY would have to be taken into account.

source : https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/jbg.12506

2020

Genome‐wide detection of copy number variants in European autochthonous and commercial pig breeds by whole‐genome sequencing of DNA pools identified breed‐characterising copy number states

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Samuelo Bovo (Université de Bologne, Italie) et al., Animal Genetics, 2020, volume 51, n° 4, août, p. 541-556

In this study, we identified copy number variants (CNVs) in 19 European autochthonous pig breeds and in two commercial breeds (Italian Large White and Italian Duroc) that represent important genetic resources for this species. The genome of 725 pigs was sequenced using a breed‐specific DNA pooling approach (30–35 animals per pool) obtaining an average depth per pool of 42×. This approach maximised CNV discovery as well as the related copy number states characterising, on average, the analysed breeds. By mining more than 17.5 billion reads, we identified a total of 9592 CNVs (~683 CNVs per breed) and 3710 CNV regions (CNVRs; 1.15% of the reference pig genome), with an average of 77 CNVRs per breed that were considered as private. A few CNVRs were analysed in more detail, together with other information derived from sequencing data. For example, the CNVR encompassing the KIT gene was associated with coat colour phenotypes in the analysed breeds, confirming the role of the multiple copies in determining breed‐specific coat colours. The CNVR covering the MSRB3 gene was associated with ear size in most breeds. The CNVRs affecting the ELOVL6 and ZNF622 genes were private features observed in the Lithuanian Indigenous Wattle and in the Turopolje pig breeds respectively. Overall, the genome variability unravelled here can explain part of the genetic diversity among breeds and might contribute to explain their origin, history and adaptation to a variety of production systems.

2020

Caractérisation génomique des races locales

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Marie-José Mercat, Bilan 2019, éditions IFIP, mai 2020, p. 110

L’objectif du projet Caraloporc était de réaliser une caractérisation génomique des collections de semences de races locales de la Cryobanque Nationale (CBN) et de vérifier leur représentativité par rapport aux populations actuelles.

PDF icon Marie-José Mercat, Bilan 2019, éditions IFIP, mai 2020, p. 110
2020

Encadrement de la station porcine de phénotypage

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Claire Hassenfratz, Bilan 2019, éditions IFIP, mai 2020, p. 107

A l’initiative de France Génétique Porc, réunissant Axiom, Nucléus et l’IFIP, la station porcine de phénotypage a été bâtie en 2015. Sa gestion quotidienne a été confiée à l’INRAE Unité Expérimentale Porcs de Rennes dans le cadre d’un accord de partenariat public-privé. L’IFIP assure son encadrement technique. Cette installation de phénotypage s’inscrit dans un triple objectif complémentaire entre les acteurs de la sélection porcine française et la recherche : 1) disposer d’un maximum de mesures pertinentes pour les programmes d’amélioration génétique du futur ; 2) développer des travaux de recherche appliquée de qualité adaptés aux enjeux de la filière porcine ; 3) assurer la mise en application des phénotypages et des résultats des travaux dans les programmes de sélection. Les données recueillies dans cette station sont complémentaires à celles recueillies en élevages ou en stations privées sur la croissance, l’efficacité alimentaire, la carcasse et la qualité de viande. La station est également le lieu privilégié pour tester de nouvelles mesures. Ses équipements permettent d’adapter finement la composition de l’aliment aux besoins des animaux par case et de mettre en place des comparaisons de régimes alimentaires. Ils permettent également de suivre la cinétique de croissance de chaque animal. La station constitue ainsi un outil de collecte de caractères d’intérêt pour l’ensemble de la filière.

PDF icon Claire Hassenfratz, Bilan 2019, éditions IFIP, mai 2020, p. 107
2020

Gestion de la diversité génétique des races porcines sélectionnées

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Alban Bouquet, Bilan 2019, éditions IFIP, mai 2020, p. 111

Dans un schéma de sélection, la création de progrès génétique suppose d’utiliser les meilleurs reproducteurs à chaque génération. Toutefois, une utilisation non raisonnée des reproducteurs est susceptible d’entrainer, à terme, une augmentation importante de la consanguinité dans la population.
Des problèmes liés à cette augmentation de consanguinité peuvent alors apparaître : baisse des performances de production et de reproduction, apparition d’anomalies congénitales, etc. Des mesures sont appliquées dans les schémas de sélection pour gérer au mieux la diversité génétique des
populations porcines sélectionnées et un bilan annuel est réalisé par l’IFIP pour évaluer l’efficacité des mesures. De nouvelles approches ont été développées pour mieux gérer la diversité génétique dans les populations sélectionnées. Parmi elles, la méthode des contributions génétiques optimales (ou OCS) fait consensus pour concilier efficacement progrès génétique et gestion de la diversité génétique (Meuwissen, 1997). Cette
méthode permet d’optimiser le choix des reproducteurs et de moduler leur utilisation pour créer le progrès génétique en utilisant au mieux les ressources génétiques disponibles. La disponibilité de données génomiques collectées en routine sur l’ensemble des reproducteurs est une opportunité pour gérer de façon plus fine la diversité génétique des populations.

PDF icon Alban Bouquet, Bilan 2019, éditions IFIP, mai 2020, p. 111
2020

Evaluations génétiques et génomiques des populations porcines

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Sandrine Schwob, Alban Bouquet et Pauline Brenaut, Bilan 2019, éditions IFIP, mai 2020, p. 108

Le travail de sélection a pour but d’améliorer le niveau moyen des performances des populations porcines sur des caractères d’intérêt économique pour l’ensemble de la filière porcine française. Ce travail d’amélioration génétique consiste à repérer les meilleurs individus d’une génération pour les garder comme reproducteurs. Pour cela, des modèles statistiques prédisent la valeur génétique/génomique (VG) des candidats à la sélection à partir de leurs performances propres et de celles de leurs apparentés et contemporains. L’information du génome des animaux est également prise en compte dans les lignées maternelles Large White (LW) et Landrace (LR). Chaque semaine, les meilleurs candidats de ces populations sont génotypés sur puces ADN basse ou haute densité. Puis les génotypages haute densité sont reconstitués par imputation, pour tous les animaux évalués.

PDF icon Sandrine Schwob, Alban Bouquet et Pauline Brenaut, Bilan 2019, éditions IFIP, mai 2020, p. 108
2020

Animation technique pour le compte de l’Agence de la Sélection Porcine

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Joël Bidanel et Claire Hassenfratz, Bilan 2019, éditions IFIP, mai 2020, p. 106

L’Agence de la Sélection Porcine (ASP), organe de représentation des professionnels de la génétique porcine, est amenée à traiter des dossiers techniques à la demande de ses adhérents ou du Ministère chargé de l’Agriculture. Depuis 2005, au sein d’une convention de partenariat, l’ASP confie
l’animation et/ou la maîtrise d’oeuvre de ses travaux à l’IFIP. La Direction Générale de la performance économique et environnementale des entreprises (DGPE) confie à l’ASP l’expertise des agréments zootechniques des Etablissements de Sélection Porcine (ESP) : conformité aux exigences réglementaires, suivi de l’activité des ESP et centres de collecte de sperme (CIA) ; mise à disposition des utilisateurs
de références.

PDF icon Joël Bidanel et Claire Hassenfratz, Bilan 2019, éditions IFIP, mai 2020, p. 106
2020

Etude génétique de l’efficacité digestive (aptitude à digérer les aliments fibreux) des races porcines

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Alban Bouquet, Bilan 2019, éditions IFIP, mai 2020, p. 112

En conditions normales d’élevage, un porc absorbe entre 75 et 85% des nutriments et de l’énergie contenus dans les aliments. Ainsi, 15 à 25% des nutriments sont excrétés et ne sont pas utilisés par l’animal pour sa croissance. Ceci constitue à la fois une perte économique mais aussi un rejet néfaste pour l‘environnement. L’absorption par l’intestin des nutriments contenus dans les aliments, appelée digestibilité, est bien connue des nutritionnistes pour formuler les aliments. Elle varie fortement entre aliments selon leur composition physico-chimique. Mais la capacité à digérer dépend aussi pour partie de l’individu. Jusqu’à présent, l’efficacité digestive a été peu étudiée sous l’angle génétique parce qu’il n’existait pas de méthodes de mesure applicables à grande échelle. La digestibilité est évaluée par le biais du coefficient d’utilisation digestive (ou CUD), qui représente la proportion de l’énergie ou des nutriments absorbés par l’intestin. Son évaluation suppose de connaître les quantités d’aliments, et donc de nutriments, ingérées, et les quantités de nutriments excrétés par une collecte et une analyse chimique des fèces. Ces mesures contraignantes sont généralement effectuées sur un faible nombre de porcs isolés en loge individuelle. Les travaux scientifiques se sont donc limités à des comparaisons de races ou de lignées sur des effectifs restreints. Dans le projet Feed-A-Gene, financé par l’Union Européenne, une nouvelle méthode d’analyse des fèces a été élaborée pour permettre une mesure haut débit de l’utilisation digestive de l’énergie et de l’azote par les porcs en conditions d’élevage. Cette méthode a été appliquée pour mesurer l’efficacité digestive de deux lots d’environ 800 animaux Large White nourris avec soit un aliment conventionnel, soit un aliment à teneur élevée en fibres pour estimer la variabilité génétique de ce nouveau caractère et les corrélations génétiques et phénotypiques existant avec les autres caractères.

PDF icon Alban Bouquet, Bilan 2019, éditions IFIP, mai 2020, p. 112
2020

Purebred and crossbred genomic evaluation and mate allocation strategies to exploit dominance in pig crossbreeding schemes

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David González-Diéguez (Inrae) et al., Genes Genomes Genetics (G3), 2020, volume 10, n° 8, 5 août, p. 2829-2841

We investigated the effectiveness of mate allocation strategies accounting for non-additive genetic effects to improve crossbred performance in a two-way crossbreeding scheme. We did this by computer simulation of 10 generations of evaluation and selection. QTL effects were simulated as correlated across purebreds and crossbreds, and (positive) heterosis was simulated as directional dominance. The purebred-crossbred correlation was 0.30 or 0.68 depending on the genetic variance component used. Dominance and additive marker effects were estimated simultaneously for purebreds and crossbreds by multiple trait genomic BLUP. Four scenarios that differ in the sources of information (only purebred data, or purebred and crossbred data) and mate allocation strategies (mating at random, minimizing expected future inbreeding, or maximizing the expected total genetic value of crossbred animals) were evaluated under different cases of genetic variance components. Selecting purebred animals for purebred performance yielded a response of 0.2 genetic standard deviations of the trait “crossbred performance” per generation, whereas selecting purebred animals for crossbred performance doubled the genetic response. Mate allocation strategy to maximize the expected total genetic value of crossbred descendants resulted in a slight increase (0.8%, 4% and 0.5% depending on the genetic variance components) of the crossbred performance. Purebred populations increased homozygosity, but the heterozygosity of the crossbreds remained constant. When purebred-crossbred genetic correlation is low, selecting purebred animals for crossbred performance using crossbred information is a more efficient strategy to exploit heterosis and increase performance at the crossbred commercial level, whereas mate allocation did not improve crossbred performance.

source : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7407463/pdf/2829.pdf

2020

Prospects for sustainability of pig production in relation to climate change and novel feed resources

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Wendy W Rauw (Inia, Madrid, Espagne) et al., Journal of the science of food and agriculture, 2020, volume 100, n° 9, juillet, p. 3575-3586

Pig production systems provide multiple benefits to humans. However, the global increase in meat consumption has profound consequences for our earth. This perspective describes two alternative scenarios for improving the sustainability of future pig production systems. The first scenario is a high input–high output system based on sustainable intensification, maximizing animal protein production efficiency on a limited land surface at the same time as minimizing environmental impacts. The second scenario is a reduced input–reduced output system based on selecting animals that are more robust to climate change and are better adapted to transform low quality feed (local feeds, feedstuff co‐products, food waste) into meat. However, in contrast to the first scenario, the latter scenario results in reduced predicted yields, reduced production efficiency and possibly increased costs to the consumer. National evaluation of the availability of local feed and feedstuff co‐product alternatives, determination of limits to feed sourced from international markets, available land for crop and livestock production, desired production levels, and a willingness to politically enforce policies through subsidies and/or penalties are some of the considerations to combine these two scenarios. Given future novel sustainable alternatives to livestock animal protein, it may become reasonable to move towards an added general premium price on ‘protein from livestock animals’ to the benefit of promoting higher incomes to farmers at the same time as covering the extra costs of, politically enforced, welfare of livestock animals in sustainable production systems. 

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/jsfa.10338
2020

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