Titre de l'écran-titre (visionné le 7 juillet 2023) / Les techniques de reproduction assistée (TRA) sont d'importants outils de la révolution génomique de l'industrie laitière. En dépit de l'amélioration fulgurante des taux de succès de la fécondation in vitro (FIV) et malgré l'engouement croissant pour les embryons bovins produits in vitro, certains problèmes restent à résoudre pour assurer la totale innocuité de ces interventions en reproduction. En effet, l'avancée rapide de la recherche en épigénétique a mis au jour l'influence possible de l'environnement artificiel durant la période critique qu'est le développement embryonnaire précoce. Bien que l'incidence de troubles développementaux majeurs tel le syndrome du « gros veau » ait beaucoup diminuée avec l'adoption de meilleures pratiques de culture embryonnaire, un ensemble d'indices probants suggère que des modifications à long terme plus subtiles affectent toujours le métabolisme, la croissance, la fertilité et donc la productivité des animaux découlant de ces pratiques. Les travaux menés dans le cadre de cette thèse reposent sur l'hypothèse que la FIV chez les bovins laitiers a des effets sur la programmation épigénétique de l'embryon ce qui peut affecter le phénotype postnatal. La première partie de cette thèse consistait à évaluer la qualité de la programmation épigénétique d'embryons bovins produits in vitro en fonction de paramètres comme l'âge de la donneuse d'ovocytes et le type de milieu de culture. Pour ce faire, nous avons évalué par pyroséquençage la méthylation de l'ADN de gènes soumis à l'empreinte parentale d'embryons bovins au jour 7 et 12 produits dans différentes conditions. Pour chaque gène, nous avons observé une méthylation globalement moins élevée ainsi qu'une plus grande variabilité chez les trois groupes d'embryons produits in vitro étudiés. Afin de pallier des contraintes techniques et d'évaluer les conséquences réelles des différences moléculaires observées, nous avons comparé la population de vaches du Québec conçues par FIV avec celles conçues par insémination artificielle (IA) et transfert embryonnaire (TE) pour des critères de santé, fertilité et productivité. L'analyse de cohorte rétrospective n'a pas révélé, en tenant compte des valeurs d'élevage supérieures des animaux issus de TE et de FIV, de différences significatives entre les méthodes de conception pour la production de lait des filles lors de leurs trois premières lactations. Par contre, les animaux produits par FIV montrent une fertilité légèrement réduite, des temps de gestation plus longs et une incidence relative de maladie commune différente du reste de la population. De façon logique avec leur rôle dans l'industrie de la génétique laitière, l'indice de performance à vie (IPV) moyen des animaux conçus par FIV est supérieur. Cependant, entre 2012 et 2019, le taux d'amélioration de l'IPV des animaux conçus par FIV était près de deux fois moins rapide que celui de la population générale. Nous postulons qu'une pénalité épigénétique, cohérente avec et potentiellement dérivée des différences moléculaires trouvées dans les embryons à la suite des TRA diminue le progrès génétique intergénérationnel et explique les altérations phénotypiques observées. Par la qualité et la quantité des données disponibles, nos travaux ont permis d'illustrer avec une résolution jamais égalée les causes et les impacts des conditions de développement précoce des gamètes et des embryons. Nos résultats mettent en évidence les défis de l'amélioration de la génétique laitière d'élite tout en attestant des progrès réalisés par l'industrie pour minimiser les perturbations épigénétiques sévères menant à des syndromes graves de dérégulation de l'empreinte parentale. Cependant, les TRA laissent toujours des traces bien détectables à la fois au niveau moléculaire chez les embryons et au niveau physiologique chez les animaux à l'âge adulte. Ces résultats permettront ainsi aux producteurs laitiers canadiens de prendre des décisions éclairées sur la méthode de conception à utiliser pour constituer leur troupeau en tenant compte des avantages et inconvénients de ces approches. Nos travaux permettront aussi d'orienter la recherche et les efforts de l'industrie de la génétique laitière en les équipant d'un nouvel outil pour détecter les perturbations épigénétiques à la suite des TRA. De manière similaire, l'analyse épidémiologique développée permettra de surveiller à l'échelle de la population l'évolution de santé et productivité des animaux qui découlent de ces techniques. / Assisted reproduction technologies (ART) are important tools in the genomic revolution of the dairy industry. Despite the phenomenal improvement in the success rates of in vitro fertilization (IVF) and the growing popularity of bovine embryos produced in vitro, certain problems remain to be resolved to ensure the total safety of these interventions in reproduction. Indeed, advances in epigenetic research have revealed the possible influence of the artificial environment during the critical period of early embryonic development. Although the incidence of major developmental disorders such as the large offspring syndrome has been greatly reduced with the adoption of better embryo culture practices, a body of evidence suggests that more subtle long-term changes still affect metabolism, growth, fertility and thus the productivity of animals resulting from these practices. The work carried out in this thesis is based on the hypothesis that epigenetic differences caused by the ovarian and in vitro environment during the last part of folliculogenesis and embryonic culture are responsible for long term phenotypic difference well into the productive life of dairy cows. The first part of this thesis consisted in evaluating the quality of the epigenetic programming of bovine embryos produced in vitro under different conditions such as the type of culture medium or the age of the oocyte donor. To achieve this, we evaluated the DNA methylation of imprinted genes of day 7 and day 12 bovine embryos by pyrosequencing. For each gene, we observed an overall lower methylation as well as a greater variability in the three groups of in vitro conditions we examined. In order to overcome technical constraints and to assess the real consequences of the molecular differences observed, we compared Quebec's population of IVF derived of cows with those conceived by artificial insemination (AI) and multiple ovulation embryo transfer (MOET). Our analysis focused on health, fertility and productivity parameters. The conducted retrospective cohort study did not reveal any significant differences between conception methods for milk production of daughters in their first three lactations when taking into account the higher breeding values of animals derived from MOET and IVF. On the other hand, IVF animals showed a slightly reduced fertility, longer gestations and a relative incidence of common disease different from the rest of the population. Consistent with their role in the dairy genetics industry, the average lifetime performance index (LPI) of IVF animals was higher. However, between 2012 and 2019, the rate of improvement in LPI of IVF derived population was nearly half that of the AI population. We postulate that an epigenetic penalty, consistent with and potentially caused by the molecular differences found in embryos following ART decreases intergenerational genetic progress and explains the observed phenotypic alterations. Thanks to the quality and quantity of the data available, our work has made it possible to illustrate with unprecedented resolution the causes and long-term impacts of the gametes and early embryos environments. Our results highlight the challenges of elite dairy genetics improvement while attesting to the progress industry has made to minimize epigenetic dysregulation leading to severe imprinting disorders. However, ART still leave detectable traces both at the molecular level in embryos and at the physiological level in adult animals. These results will allow Canadian dairy producers to make informed decisions on the conception method to use to build their herd by considering the advantages and disadvantages of each approach. Our work will also help guide future research and efforts of the dairy genetics industry to address the identified problems by equipping them with a new tool to detect epigenetic disturbances following ART. Similarly, the epidemiological analysis developed will make it possible to monitor at the population level the evolution of animal health and productivity resulting from these techniques.

La production d'embryons in vitro permet d'augmenter rapidement le potentiel génétique des troupeaux laitiers et/ou bovins du Québec. Malheureusement, cette technique n'est pas efficace à 100%. En effet, seulement 30 à 40% des ovocytes immatures atteignent le stade de blastocystes in vitro [1]. Ces rendements sont largement inférieurs à ceux obtenus in vivo. Le développement embryonnaire est une période critique à l'intérieur de laquelle plusieurs étapes doivent être surmontées afin d'assurer la viabilité et la santé de l'embryon. La moindre petite faille peut mener à la mort de l'ovocyte ou de l'embryon. Plusieurs différences morphologiques, biochimiques et métaboliques ont été observées entre les embryons produits in vivo versus ceux produits in vitro. Plusieurs études suggèrent que ces différences sont expliquées par les variations géniques induites par l'origine de l'ovocyte et/ou les milieux de culture in vitro [2-4]. Dans le cadre du présent projet de recherche, nous avons effectué une analyse comparative du profil des ARN messagers (ARNm) lors du développement embryonnaire bovin in vivo versus in vitro afin d'identifier des marqueurs de compétence embryonnaire. Nous avons utilisé le modèle in vivo comme référence puisque les embryons issus de ce milieu proviennent d'un environnement optimum. Dans un premier temps, nous avons comparé l'abondance des ARNm présents dans F embryons produit in vivo versus in vitro à différents stades de développement (2 cellules, 8 cellules et blastocystes). Dans un deuxième temps, nous avons comparé les profils des ARNm présents lors des premiers stades embryonnaires in vivo versus in vitro afin d'identifier les variations géniques induites par ces deux systèmes de production. Nous avons utilisé la technique des biopuces pour réaliser les deux volets de ce projet de recherche. Les informations obtenues dans le cadre de ce projet permettront éventuellement d'améliorer les conditions de culture embryonnaire in vitro afin de produire plus d'embryons viables et en santé. De plus, les recommandations émises suite aux problématiques rencontrées lors de la réalisation du deuxième volet du projet de recherche permettront également d'améliorer la productivité et l'efficacité de différentes techniques de laboratoire.

L’objectif des travaux effectués dans le cadre de cette thèse étaient de fournir de l’information concernant les impacts du stress de chaleur dans les troupeaux laitiers québécois. Le programme de recherche présenté a été conçu en prenant en considération le climat de la province et l’unicité du contexte de production canadien. La relation entre les conditions climatiques mesurées dans six étables laitières québécoises et celles mesurées à des stations météorologiques a d’abord été investiguée. L’objectif était de vérifier si les données collectées aux stations météorologiques pouvaient servir de substitut aux données des étables afin de juger adéquatement du niveau de stress de chaleur des animaux. Les résultats ont démontré que la température ambiante mesurée à l’intérieur des étables était significativement (P < 0,001) plus élevée que celle mesurée aux stations météorologiques alors que le contraire a été observé pour l’humidité relative. Ultimement, cela s’est traduit par un indice de température-humidité (ITH) significativement moins élevé de 4,6 unités dans l’Est du Québec et de 3,7 unités dans le Sud-Ouest du Québec lorsque les données des stations météorologiques sont utilisées au lieu des données des étables dans les calculs d’ITH. Finalement, l’adaptation du calcul d’ITH en substituant les conditions moyennes des stations météorologiques par la température maximale et l’humidité relative minimale a permis une meilleure représentation des conditions de l’étable. Néanmoins, une différence significative (P < 0,05) a été mesurée entre l’ITH modifié et l’ITH de l’étable. À la lumière de ces résultats, il est recommandé d’adapter les seuils d’ITH associés aux impacts négatifs du stress de chaleur lorsque les données environnementales dérivées des stations météorologiques sont utilisées. Dans le deuxième projet, la relation entre les performances de production et la durée des épidoes de stress de chaleur a été caractérisée grâce à un modèle multivarié. Pour ce faire, une banque de données incluant plus de 600 000 contrôles de production de 34 360 vaches a été utilisée et bonifiée de données environnementales exprimées sous forme d’ITH estimé à partir de la station météorolgique la plus près. Tout d’abord, les régressions linéaires effectuées ont révélé qu’il existe un délai de 24 heures entre un stress de chaleur et les impacts négatifs qui lui sont associés. Les résultats ont aussi suggéré que le stress de chaleur avait un effet persistent de huit jours sur les performances de production. Des pertes de production de 20 g de gras suite à une exposition d’un à deux jours de stress de chaleur et des pertes de protéines variant de 20 à 30 g selon la parité de l’animal ont été mesurées après trois ou quatre jours de stress de chaleur. Toutefois, aucune relation (P > 0,05) n’a été mesurée entre les productions de lait et de lactose et la durée des épisodes de stress de chaleur. Dans la troisième étude, les performances de production des vaches de la banque de données décrite précédemment ont été simulées pendant une période de référence (REF : 1971‒2000) et projetées pendant deux horizons futurs (FUT1: 2020‒2049; FL: 2050‒2079). L’objectif était de caractériser l’évolution des diminutions des composants laitiers associées au stress de chaleur et d’en chiffrer l’impact économique. Tout d’abord, les ITH quotidiens des trois périodes temporelles ont été calculés grâce aux données environnementales dérivées de six scénarios climatiques. Ensuite, le modèle élaboré dans la précédente étude a été adapté afin de projeter les performances de production des vaches pour les trois périodes mentionnées. Globalement, les scénarios climatiques utilisés dans cette étude ont démontré que la fréquence, l’intensité ainsi que la durée des épisodes de stress de chaleur pourront augmenter dans le FUT1 et dans le FL comparativement à la période de référence. Dans la région de l’Est du Québec, des pertes moyennes de gras et de protéines de 2405 ± 10 et de 1990 ± 7 kg/année par troupeau ont respectivement été projetées dans le FUT1 comparativement à REF. Dans la région du Sud-Ouest du Québec, des pertes moyennes de gras et de protéines de 2361 ± 147 et de 2057 ± 17 kg/année par troupeau ont respectivement été projetées dans le FUT1 comparativement à REF. Comparativement à REF, les diminutions projetées dans le futur (FUT1 et FL) se sont traduites par des pertes économiques moyennes allant de 5,02 à 7,07 can$/hl dans les troupeaux de l’Est du Québec et allant de 4,75 à 6,99 can$/hl dans les troupeaux du Sud-Ouest du Québec. / The main objective of this thesis was to provide information about heat stress related production impacts in Québec dairy herds. The relationship between on-farm summer environmental conditions and data retrieved from local meteorological stations was first investigated on six dairy farms. Secondly, the relationship between measurements previously established was considered in order to verify if temperature-humidity index (THI) calculations with weather station data could be adapted to better represent on-farm conditions. The farms recruited in the study were located in two contrasting dairy regions of the Province: East (EQ) and Southwest Quebec (SWQ). Our results showed that in both regions ambient temperature (AT) was consistently higher (P < 0.001) on-farm compared to AT measured at the weather station. The opposite was observed with relative humidity (RH), as it was significantly lower on-farm in EQ and numerically (P > 0.05) lower in SWQ compared to RH extracted from weather stations. Overall, this led to lower (P < 0.001) THI by 4.6 and 3.7 units at the weather stations compared to within-barn conditions for EQ and SWQ farms, respectively. Hence, using local meteorological station data to estimate on-farm conditions would lead to an underestimation of heat stress level in dairy cows. Adapting THI calculations by including daily maximum AT, and minimum RH retrieved from local weather station instead of their average counterparts led to a better estimation of within-barn conditions. However, difference between THI measured on-farm compared to the adapted THI calculated with weather station data remained significant. Although the adaption allowed for a closer relation to on-farm conditions, THI calculated with weather station data should only be used to gauge heat stress level in cows when heat stress thresholds are adapted for such data. In a second study, the relationship between milk performance and the cumulative number of days with heat stress was investigated with a multivariate model. A 6-year dataset containing 606,031 milk analysis records for 34,360 Holstein dairy cows at different parities was matched with the corresponding daily maximum THI. On average, cows were exposed to heat stress conditions for 135.8 ± 5.9 days per year in SWQ and 95.3 ± 10.2 days per year in EQ. Cows experiencing heat-stress conditions produced on average less fat, protein, and energy-corrected milk and lower fat and protein concentrations (P < 0.05). The decrease in milk fat reached a maximum of 6 % after an exposure of 7 to 8 heat stress days in cows at parity of three or more. The association between heat stress exposition duration and milk and lactose yields was weak (P > 0.05). Ultimately, heat stress lowered milk fat and protein production but had little effect on milk volume output. Further research is necessary to understand better the mechanism underlying the effects of sporadic low-to-medium-intensity heat stress on dairy productivity. The objective of the third study was to project milk performance of Holstein dairy cows under different climate scenarios through a reference period (REF: 1971–2000), near future (NF: 2020–2049) and distant future (DF: 2050–2079) using a predictive multivariate model. Moreover, this study provided information about the evolution of economic losses due to decreases in milk components associated with heat stress in Québec, Canada. Daily ambient temperature and relative humidity were derived from six climate scenarios in order to calculate daily THI through REF, NF and DF. Secondly, the model developed in the prior study was adapted to project annual milk performance of 71 dairy herds located in EQ and SWQ during the three aforementioned time horizons. Under NF climate conditions and relative to the reference period, projected fat and protein yields declined respectively by 2405 ± 10 and by 1990 ± 7 kg/yr per herd in EQ whereas decreases reached 2361 ± 147 and 2057 ± 17 kg/yr per herd in SWQ. Relative to the reference period, decreases in major milk components reached a maximum during DF in both regions. Ultimately, projected milk components declines resulted in average economic losses ranging from 5.02 to 7.07 can$/hL per EQ herds and from 4.75 to 6.99 can$/hL per SWQ herds.

Une diminution de la différence alimentaire cations-anions (DACA) des rations distribuées aux vaches laitières avant le vêlage permet de prévenir l'hypocalcémie tant clinique, la fièvre vitulaire, que subclinique. Ce programme de doctorat visait à déterminer si l'utilisation de fourrages fertilisés avec du chlore est un moyen efficace d'y arriver. La première étude, qui consistait en une analyse statistique de données déjà publiées dans la littérature, a permis de mieux comprendre l'impact de la diminution de la DACA sur les vaches taries. Il a été possible de déterminer que les équations courtes de calcul de la DACA ont un lien plus étroit avec la fièvre vitulaire et le pH urinaire. De plus, la relation entre une diminution de DACA et la prise alimentaire a été confirmée. La deuxième et la troisième études étaient des expériences dans lesquelles des vaches taries recevaient dans un cas du foin à faible DACA et dans l'autre cas, de l'ensilage à faible DACA. Lors de comparaison avec un fourrage témoin ou un produit anionique, les fourrages à faible DACA ont démontré leur capacité à créer une acidose métabolique compensée, équivalente à celle obtenue avec un produit anionique. Toutefois, contrairement à l'autre produit anionique, le foin à faible DACA n'a pas eu d'impact sur la prise alimentaire des vaches. Finalement, la dernière étude visait à déterminer s'il y a un bénéfice à l'utilisation de tels fourrages pour une ferme laitière moyenne. Une modélisation de ferme laitière permettant l'optimisation du revenu net a montré qu'un foin à faible DACA qui permet une meilleure prise alimentaire comparativement à un autre produit anionique est rentable à utiliser peu importe la région. Sa production devrait être priorisée par rapport à son achat et, avec une plusvalue monétaire, son commerce serait intéressant économiquement. L' utilisation de fourrage à faible DACA représente donc une alternative intéressante aux produits anioniques habituels, tant d'un point de vue technique qu'économique.

En utilisant une méthode à haut rendement, les micropuces, nous avons pu établir le profil d'expression génétique d'embryons produits in vivo et in vitro. Suite à l'établissement de ces profils génétiques, nous les avons comparés pour déterminer le traitement in vitro qui fournit le profil embryonnaire le plus proche de ceux in vivo. En général, tous les traitements contenant du sérum en maturation et/ou en développement ont obtenu un profil similaire à celui des in vivo, tandis que ceux qui évoluaient en co-culture, en milieu semi-défini et défini ont un profil qui dévie largement par rapport à celui des in vivo. Les résultats obtenus suggèrent, entre autre, que le sérum a un impact plutôt positif sur l'expression génétique embryonnaire et que l'utilisation de milieux complètement définis est très nocif pour l'embryon de même qu'un ajout de sérum en fin de développement.

La mortalité juvénile dans les exploitations laitières est élevée en Amérique du Nord. Pourtant, beaucoup de connaissances existent à l'heure actuelle sur les bonnes pratiques d'élevage. Toutefois, le transfert de ces connaissances à la ferme n'est pas garanti. Au travers d'une enquête épidémiologique dans 115 fermes québécoises représentatives, nous avons mis en évidences de bonnes pratiques mais aussi des problèmes dans la gestion d'élevage qui représentent des facteurs de risque pour le bien-être des veaux et génisses. Au Québec (115 troupeaux) et en Europe Centrale (60), nous avons constaté que : la mortalité juvénile est mal estimée et souvent sous-estimée par les producteurs, de faibles incidences de morbidité n'impliquent pas nécessairement de faibles incidences de mortalité dans les mêmes troupeaux, et le statut de santé du veau n'est pas nécessairement associé à des pratiques d'élevage recommandées. jAinsi, la mesure de la santé ne peut se substituer à une analyse des facteurs de risque dans l'environnement d'élevage pour convenir du bien-être animal à la ferme. L'étude comportementale du nouveau-né a mis en évidence que pour plus de 75 % des veaux, la consommation recommandée de 3-4 L de colostrum n'est pas problématique pour l'animal, et qu'il est possible en 15-20 minutes de faire boire au biberon un veau en position debout à 2 h comme à 6 h de vie. Nous avons développé un outil ciblant 10 éléments clefs de la gestion des veaux et génisses, identifiés comme problématiques dans l'enquête épidémiologique. Pour valider cet outil, 28 producteurs ont testé du matériel et des recommandations ont été introduites de manier à les aider à cibler les pratiques à améliorer. La visite de 3 h à la ferme couvrait un entretien avec le producteur, des mesures environnementales prises à l'étable, la démonstration du matériel fourni, et la discussion des résultats obtenus aux vues des recommandations. Six mois après la visite, nous avons constaté que les producteurs ont changé leurs attitudes et adopté certaines pratiques recommandées. Cet outil s'est avéré efficace pour transférer les connaissances sur les bonnes pratiques d'élevage des veaux et génisses dans les fermes québécoises.

Les Norovirus (NoV), appartenant à la famille des Caliciviridae, sont une cause majeure dépidémies et de cas sporadiques de gastroentérites hautement contagieuses chez lhomme. Leur transmission emprunte la voie fécale-orale et ils sont à l'origine dune part importante des toxi-infections humaines d'origine alimentaire, en particulier dues à la consommation de mollusques bivalves. Ils possèdent un génome constitué dARN monocaténaire de polarité positive et sont classeés par analyse de proximité génétique en cinq génogroupes, contenant chacun plusieurs génotypes. Un problème majeur réside dans lincapacité à multiplier facilement les NoV en culture de cellules. La RT-PCR est devenue la méthode de choix pour leur détection dans les échantillons de matières fécales, les denrées alimentaires et les prélèvements effectués dans lenvironnement. Il est important de disposer de techniques à la fois sensibles et permettant également la détection dun large panel de NoV. La quantification de la charge virale est possible par lutilisation des techniques de RT-PCR en temps réel et est primordiale pour non seulement déterminer le niveau de contamination dun prélèvement, mais également pour étudier et caractériser la pathogénie de linfection à NoV. Des NoV ont été détectés dans diverses espèces animales, dont lespèce bovine. Ces découvertes ont soulevé d'importantes questions sur une éventuelle transmission zoonotique et l'existence d'un réservoir animal pour les NoV. La caractérisation moléculaire des deux prototypes de NoV bovins, nommément le virus Newbury2 et le virus Jena, a révélé qu'ils étaient génétiquement proches et associés aux NoV humains. Parmi les hypothèses évoquées, les animaux pourraient être soit des porteurs passifs de NoV, soit infectés de manière active par ces virus, responsables dès lors d'une zoonose. Caractériser les NoV circulant chez lhomme et les espèces animales est intéressant dans le but détudier leurs voies de transmission et léventuel passage inter-espèce de ces virus. Un mécanisme important d'évolution des NoV est la recombinaison, dun grand intérêt dans létude des NoV, générant des modifications du génome viral aboutissant à la création dun génome « chimère » à partir de deux génomes parentaux différents. Elle crée ainsi de la variation génétique et par là lémergence de nouveaux virus. En effet, il est bien documenté que la recombinaison se produit souvent parmi les NoV et contribue à la diversité génétique de ces virus ainsi quà lapparition de nouvelles épidémies. La prévalence des souches de NoV recombinants peut être sous-estimée par le fait que la caractérisation des NoV est habituellement basée sur le séquençage partiel du gène de lARN polymérase-ARN dépendante uniquement, alors quidéalement il faudrait séquencer différentes parties du génome, principalement lARN polymérase-ARN dépendante et la protéine de capside, pour identifier de tels virus. Il est important de déterminer précisément l'implication exacte de la recombinaison sur lévolution des NoV afin de comprendre les mécanismes dévolution des souches et l'avantage sélectif conféré pour certaines dentre elles. Etudier ce mécanisme permettra de mieux comprendre lavantage sélectif observé pour certains NoV et aidera à élucider les voies de transmission des NoV. Létude de ces deux points (transmission zoonotique et virus recombinants) est primordiale. En effet, le franchissement de la barrière despèce affecterait à la fois l'épidémiologie et l'évolution de ces virus, et compliqueraient également la capacité au développement dun vaccin ou dun traitement. Dans d'autres espèces animales, comme les chevaux ou les oiseaux, aucun NoV na été détecté à ce jour mais ces dernières années, des NoV ont été décrits dans de nombreuses espèces animales (chien, lion, mouton). Cela laisse donc présager dune gamme despèce cible encore plus étendue. Ce travail sinscrit dans le cadre de létude des voies de transmission des NoV avec comme objectif, après la mise au point de méthodes rapides et sensibles de détection et de quantification, dapporter un éclaircissement aux questions importantes relatives à lévolution des NoV et à leur catégorie dhôte. Dans un premier temps, la RT-PCR conventionnelle a été utilisée afin de détecter les NoV dans les espèces humaine et bovine. Ensuite, une RT-PCR utilisant la technologie SYBR Green a été développée et utilise un contrôle interne constitué dARN ajouté au même tube. Ce test est capable de détecter des NoV humains et bovins appartenant aux génogroupes I, II et III et permet de faire la distinction entre les NoV et le contrôle interne par lanalyse des courbes de dissociation. Une dilution 10 fois des échantillons sest révélée la méthode de choix pour lever les inhibitions. Afin de pouvoir confirmer directement le résultat et de permettre la quantification des NoV, une RT-PCR en temps réel utilisant la technologie TaqMan a été développée. Elle utilise un contrôle interne dARN et un standard dARN. De façon très intéressante, cette méthode peut détecter les NoV humains appartenant au génogroupes I, II et bovins du génogroupe III. Les inhibitions furent efficacement levées par une dilution 10 fois de léchantillon ou lajout de sérum albumine bovine au mix de RT-PCR. Ces deux RT-PCR en temps réel ont montré une sensibilité supérieure comparée à la RT-PCR conventionnelle. Avec pour objectif de comprendre les voies de transmission des NoV, la situation en Belgique a été investiguée et des NoV humains et bovins ont été détectés et analysés par séquençage partiel. Des NoV appartenant à différents génogroupes ont été détectés : GI et GII chez lhomme et GIII chez les bovins. Par analyse de la proximité génétique, les NoV bovins se sont révélés de génotype GIII.2 et les NoV humains de différents génotypes, mais majoritairement de génotype GII.4. Ces analyses ont permis également lidentification dune co-infection et de deux recombinants naturels, ces derniers étant proches de génotypes différents en fonction de la région du génome analysée (polymérase ou capside). L'identification de zones privilégiées pour la recombinaison dans la région située à la jonction de l'ORF (open reading frame) 1 et de lORF2 confirme l'importance de cette région dans ce phénomène. Afin détudier lévolution des NoV bovins, un NoV bovin détecté en Belgique fut séquencé complètement (Bo/B309/2003/BE) et comparé à la souche originale Newbury2 (isolée dans les années 80). Dune part, cette études a permis daboutir à la mise au point et la validation doutils permettant la détection et létude les NoV humains et animaux, tant pour leur pathogénie, que leur évolution ou leurs voies de transmission. Dautre part, basée sur le panel déchantillons recueillis durant cette étude, lanalyse phylogénétique des NoV détectés va dans le sens des études réalisées dans dautres pays tendant à montrer que les NoV bovins constituent un groupe de virus distincts, différents des NoV humains. Cela suggère que les NoV bovins ne représentent pas un risque pour la santé humaine. Néanmoins, la possibilité dune infection zoonotique ou dun réservoir animal ne peut pas être exclue vu la proximité de séquence entre les NoV humains et animaux et aussi la relation étroite et proche entre les populations humaines et les élevages danimaux. La détection dune co-infection et de deux recombinants naturels démontre les possibilités dévolution des NoV et limportance dune analyse complète de leur génome pour leur caractérisation. Ce travail a été pionnier dans létude des NoV au laboratoire et a ouvert la voie à dautres sujets de recherche sur les NoV et à de nouvelles thèses de doctorat, notamment sur létude de linteraction NoV-hôte (NoV dans lespèce bovine) et létude de la recombinaison des NoV in vitro (NoV murins).

Résumé Létude des performances laitières des bovins en stations au Burundi a été réalisée dans les stations de Mahwa et de Rukoko de lInstitut des Sciences Agronomiques du Burundi (ISABU). Elle a pour objectifs principaux de quantifier les effets des facteurs non génétiques et de croisement sur la production laitière journalière et de prédire les paramètres génétiques et de croisement de la production laitière journalière des bovins de ces stations. Elle a également pour objectifs secondaires de décrire lélevage bovin laitier au Burundi et de proposer des perspectives et solutions damélioration de cette activité. 1.Elevage bovin laitier au Burundi Lélevage bovin laitier au Burundi est limité par plusieurs contraintes dont les principales sont la diminution des pâturages en raison de la croissance continue de la population, la présence de diverses pathologies animales incontrôlées, linsuffisance des structures publiques ou privées destinées à promouvoir lélevage laitier et à améliorer la génétique bovine, le manque de formation pratique des éleveurs burundais et labsence dune filière lait. Ces conditions défavorables ont été accentuées par la guerre de 1993 qui a entraîné une diminution des effectifs bovins, la réduction de la quantité du lait déjà déficitaire ainsi que la suspension des activités des projets délevage bovin entre autre dans les stations de lISABU. 2.Influence des facteurs environnementaux et du croisement sur la production laitière journalière. La production laitière des bovins des stations de lISABU est influencée par différents facteurs dont la durée de lactation, lâge au vêlage, la parité, le type de croisement entre bovins, le mode dallaitement des veaux, lannée et la saison de lactation. Ces effets ont été quantifiés à laide dun modèle linéaire permettant destimer les moyennes des moindres carrés de la production laitière journalière pour chaque facteur. Les résultas de ces analyses montrent que la production laitière journalière était plus élevée en saison des pluies quen saison sèche. Les meilleures productions ont été observées chez les bovins croisés avec 50 à 75% Bos taurus (Ayrshire et Jersey). La guerre de 1993 a provoqué une chute de production laitière journalière de 53,14% (en moyenne) qui serait due à linsuffisance des moyens financiers pour assurer un niveau alimentaire et un suivi vétérinaire suffisants. Cette détérioration des conditions délevage est à lorigine des faibles performances laitières observées dans les stations de lISABU. Pour les bovins Ayrshire x Sahiwal x Ankole, le maximum de production laitière journalière a été observé au 8ème jour (7,16 ± 0,07 l/jour) de lactation chez 150 vaches allaitées et traites pendant les 120 premiers jours (avant le sevrage) et traites ensuite (vaches AT). Il a été observé au 8ème jour (7,63 ± 0,39 l/jour) chez 8 bovins allaités et traits pendant toute la lactation (vaches A) et au 7ème jour (7,34 ± 0,39 l/jour) pour 7 bovins uniquement traits (vaches T). Ladéquation à la fonction de Wood (1976) des courbes de lactation a été vérifiée chez les bovins AT et T mais pas chez les animaux A. Chez les frisonnes, la courbe de lactation était normale avec un pic de lactation au 15ème jour de lactation (11,48 ± 0,20 l/jour). La courbe de lactation des croisées Jersey x Sahiwal x Ankole nétait pas normale. Le maximum de production laitière journalière (12,67 ± 0,42 l/jour) a été observé au 43ème jour de lactation. La production était plus élevée chez les bovins A que chez les bovins T. Une chute de production laitière autour de 120 premiers jours de lactation (période de sevrage) a été observée chez les bovins AT. Les meilleures productions laitières journalières ont étés observées chez les Ayrshire x Sahiwal x Ankole qui ont vêlé en première parité à un âge moyen de 31 mois (6,30 ± 0,15 l), en deuxième parité à un âge moyen de 49 mois (6,25 ± 0,10 l) et en troisième parité et plus à un âge moyen de 66 mois (4,62 ± 0,05 l). Chez les Frisonnes, la production laitière a augmenté avec lâge au vêlage en première et troisième et plus parité mais a évolué de manière curvilinéaire descendante avec un maximum de production laitière à lâge au vêlage de 44 mois en deuxième parité. La production laitière moyenne a été de 11,47 ± 0,30 l/jour, 5,23 ± 0,09 l/jour et de 10,11 ± 0,06 l/jour pendant respectivement la première, la deuxième et la troisième et plus lactation. 3.Paramètres génétiques et de croisement Les paramètres génétiques et de croisement pour la production laitière journalière des bovins Ayrshire x Sahiwal x Ankole ont été obtenus à laide dun modèle animal mixte répétable contenant les effets fixes : année (n = 26) et mois (n = 12) de lactation, semaines de lactation (n = 43) et mode dallaitement (n = 3), âge au vélage (n = 93) et parité (n = 3), groupe génétique (n = 5) ; les effets aléatoires génétiques additifs directs (n = 317) et les effets aléatoire liés à lenvironnement permanent (n = 184). La méthode du maximum de vraisemblance a été utilisée avec le programme de Misztal(1990) pour calculer les variances additive, environnementale et résiduelle. Les solutions des différents groupes génétiques ont été utilisées pour estimer les paramètres de croisement à laide du modèle de Dickerson (1969). Lhéritabilité et la répétabilité prédites étaient de 0.27 et 0.36, respectivement. La valeur prédite de leffet génétique additif direct pour la production laitière journalière de lAyrshire (5,22 l/jour) était positive et supérieure en valeur absolue à celles obtenues pour les races Sahiwal (-0,48 l/jour) et Ankole (-1,66 l/jour). Ces valeurs indiquent que la race Ayrshire contribue beaucoup à laugmentation de la production laitière journalière chez les bovins Ayrshire x Sahiwal x Ankole. Les valeurs estimées de lhétérosis direct pour la production laitière journalière des croisés Sahiwal x Ankole, Ayrshire x Ankole et Ayrshire x Sahiwal étaient respectivement de 1,97l/jour (35,8%), de 2,30 l/jour (41,9%) et de -2,33 l/jour (- 42,4%). Le pourcentage de lhétérosis direct des croisés Ayrshire x Ankole (41,9%) supérieur à celui des croisés Sahiwal x Ankole (35,8%) prouve quil serait plus productif de croiser lAnkole avec lAyrshire si les conditions délevage étaient améliorées. SUMMARY The current study was conducted on the Mahwa and Rukoko stations of the Institute of agronomic Sciences in Burundi (ISABU). The aim of the study was to assess the effects of environmental and crossbreeding factors on the daily milk yield (DMY) and to predict genetic and crossbreeding parameters for DMY of cows in those stations. The secondary objectives were to describe the dairy breeding in Burundi and to propose solutions of improvement of milk production in the country. 1. Dairy cattle breeding in Burundi In Burundi, dairy cattle breeding is limited by many constraints of which the principal are the low level of feeding, the presence of many and uncontrolled animal diseases, the lack of public and private institutions to help smallholders, the limited know-how of smallholders and the lack of milk market and conditioning equipments in rural area. The 1993 crisis accentuated the situation and caused the decrease of the dairy cattle population and disturbed breeding activities in ISABU stations and in other breeding projects. 2. Effects of non genetic and crossbreeding factors on the daily milk yield of cows in the stations Lactation length and suckling, calving age and parity, genetic groups, month and years of lactation were the principal factors that affected DMY of cows in the ISABU stations. A linear model was used to quantify effects of those factors on DMY. All factors influenced significantly (P<0.001) DMY. Milk production was significantly higher during the rainy than the dry season. Crossbreeding improved milk production and highest yields were observed with 50% to 75% of Bos Taurus (Ayrshire or Jersey) inheritance. Milk production increased from 1977 to 1992 due to the improvement of genetic and the interaction of environmental and animal management. The decrease observed since 1993 in all cows was related to the civilian war which caused financial problems in the ISABU institution, decline in feeding and deterioration of the animal health. This situation was also responsible of the low milk production observed in the stations. For Ayrshire x Sahiwal x Ankole cows, the maximum of DMY was observed at 8th (7.16 ± 0.07 l/day), 8th (7.63 ± 0.39 l/day) and 7th day in milk (7,34 ± 0,39 l/ day) for suckled and milked (SM), suckled only (S) and milked only (M) cows. The incomplete gamma model using the Wood function was able to distinguish two groups of milk curve: standard shape for the M and SM cows and an atypical continuously decreasing shape for the S cows. For Friesian purebred cows, the lactation shape was typical and the maximum of DMY (11.48 ± 0.20 l/ day) was observed at 15th day in milk. The lactation shape for Jersey x Sahiwal x Ankole crossed cows was in disagreement with the theoretical curve and the maximum DMY (12.67 ± 0.42 l/ day) was observed at 43rd day in milk. Milk production was higher in SM cows than in M cows. For SM cows, a drop was observed at 120th day in milk corresponding to the weaning period. For Ayrshire x Sahiwal x Ankole crosses cows, highest least-squares means were observed at calving ages of 31 months (6.30 ± 0.15 l), 49 months (6.25 ± 0.10 l) and 66 months (4.62 ± 0.05 l) for SM cows in parities 1, 2 and 3 or more, respectively. For Friesian cows, milk production increased with the calving age in the 1st and 3rd and more parities. In the 2nd parity, the trend was curvilinear decreasing with the maximum production at the 44th month of age at calving. 3. Prediction of genetic and crossbreeding parameters for DMY of Ayrshire x Sahiwal x Ankole crosses cows The prediction of heritability, repeatability and crossbreeding parameters was only possible in the Ayrshire x Sahiwal x Ankole crosses cows due to the limited number of cows in the other groups. Data were analysed using an animal model that included year and month of lactation, age at calving, parity, suckling group, week in milk and genetic groups as fixed effects and the random effects for the direct additive genetic and the permanent environmental effects. The programs of Miztal (1990) were used to obtain REML estimates of the additive, environmental and residual variances. Solutions obtained for the genetic groups with the animal model were used to compute the crossbreeding parameters following Dickersons genetic model (1969). The overall average DMY was 5.49 l/day. Computed heritability and repeatability were 0.27 and 0.36, respectively. The predicted additive direct effects for DMY of Ankole (A), Sahiwal (S) and Ayrshire (A) breeds were -1.66 l, -0.48 l and 5.22 l, respectively. These values indicated that the Ayrshire breed contributed most to the increase in DMY of the Ayrshire x Sahiwal x Ankole crosses in the Mahwa station. The estimated direct heterosis effects for DMY of SA, YS and YA crosses were 1.97 l (35,8%), -2.33 l(- 42,4%) and 2.30 l (41,9%), respectively. Direct heterosis for YA was higher than that for SA crosses because A and Y cows are more different in their gene frequency than A and S cows. These values suggested that it is more productive to cross Ankole with Ayrshire (Bos Taurus) than with Sahiwal (Bos Indicus).

Texte remanié de: Thèse de doctorat--Histoire--Limoges, 2007. Titre de soutenance : Une spécialisation bovine en pays de petite culture : l'élevage bovin en Limousin au XVIIIe siècle. / En appendice, choix de documents. Bibliogr. p. 407-437. Notes bibliogr. Index.

Reproduction de : Thèse d'exercice : Médecine vétérinaire : Toulouse 3 : 2007. / Titre provenant de l'écran titre. Bibliogr. p. 108-125.