L'aquaculture est en pleine expansion et fournit aujourd'hui la moitié des produits aquatiques destinés à la consommationhumaine. Elle constitue ainsi un secteur clé pour le maintien et l'amélioration de la sécurité alimentaire dans lemonde. Le développement de l'aquaculture est étroitement lié à celui des formules alimentaires. Ces dernières années,la part des farines de poisson dans la formulation des aliments a particulièrement diminué au profit des farines d'originevégétale pour répondre aux nombreuses contraintes économiques et environnementales. Néanmoins, ces matièrespremières sont moins adaptées aux besoins nutritionnels des poissons carnivores et leur utilisation peut entraîner unebaisse des performances de croissance et d'efficacité alimentaire. L'ajout d'additifs et d'ingrédients fonctionnels devientalors indispensable. Les hydrolysats protéiques issus des co-produits de la pêche et de l'aquaculture sont des ingrédientsà fort potentiel appétence, nutritionnel et bioactif. Ces ingrédients sont des mélanges complexes riches en peptides hydrolytiqueset en acides aminés libres, mais dont la composition varie en fonction de l'origine de la matière première etdes paramètres d'hydrolyse appliqués lors de leur fabrication. Au cours de ces travaux de thèse, nous avons développéet mis en pratique des outils permettant d'approfondir la caractérisation structurale et les propriétés fonctionnellesdes hydrolysats de protéines. Dans un premier temps, nous avons développé une méthode analytique basée sur unenormalisation des échantillons suivie d'une détermination de l'abondance et de la richesse en peptides par chromatographied'exclusion stérique et chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse de type électro-spray,respectivement. Les résultats présentés sous forme d'un diagramme 2D permettant de classer et comparer facilementles hydrolysats de protéines de forme galénique, d'origine et de process différents. Nous avons également développé unoutil in vitro sur l'intestin de bar européen, Dicentrarchus labrax, permettant de déterminer les activités myotropesdes hydrolysats. Nous avons pu notamment démontrer que l'hydrolysat de crevettes possède une plus forte activitémyotrope que les hydrolysats de poissons et que cette activité est portée par un pentapeptide KNPEQ clivé à partirde l'hémocyanine lors du process d'hydrolyse appliqué sur les co-produits de crevette. Enfin, dans un second temps,un conditionnement alimentaire de 65 jours a été conduit chez le bar européen nourri avec un aliment pauvre en farinede poisson supplémenté en hydrolysat de différentes origines et couplé à une analyse d'expression génique (approcheen RNA-Seq Illumina). Cette étude a permis de montrer que les hydrolysats de protéines appliqués sur un alimentfaible en farine de poisson (5%) sont capables de restaurer des performances de croissance équivalentes à celles d'unrégime contenant 20% de farine de poisson mais qu'ils portent par ailleurs des propriétés fonctionnelles spécifiques.Il a également été montré que le mélange des deux hydrolysats permet de moduler les transcriptomes intestinal ethépatique de façon plus profonde que lorsque que les hydrolysats sont utilisés séparément. Ces résultats confirmentl'intérêt des hydrolysats de protéines pour la formulation d'aliment à faible teneur en farines de poisson et apportentde nouveaux outils de caractérisation de ces ingrédients complexes, qui seront utiles pour leur optimisation et leurstandardisation ainsi que pour la compréhension de leurs mécanismes d'action chez les poissons. / Aquaculture is a key sector for supporting and improving the food security worldwide. The global production of farmedfish and shrimp has grown dramatically over the past decades and now contributes to half of the aquatic productsintended for human consumption. Aquaculture will require feeds to support its growth but availability of some raw materialssuch as fish meal are limited. The use of fish meal in aquafeed has particularly declined in favor of plant proteinsources to fit with economic and environmental constraints. But plant proteins do not meet perfectly the nutritionalrequirements of carnivorous fish and their utilization often results in lower growth and feed performances. Proteinhydrolysates manufactured from fishing and aquaculture co-products are ingredients with a high palatable, nutritionaland bioactive potential. They are rich in hydrolytic peptides and free amino acids, but they are complex mixtureswhose composition could vary according to raw material origin and hydrolysis parameters. During this PhD study, wedeveloped and implemented tools to further characterize the structure and functional properties hydrolysates. On afirst step, we developed a fast methodological tool based on sample standardization, followed by the determination ofthe abundance and richness of peptides using size exclusion chromatography and liquid chromatography coupled toelectro-spray mass spectrometry, respectively. We merged the results into a 2D diagram that made it easy to classifyand compare hydrolysates having different galenic, origin and process. We also developed a tool on isolated intestinefrom European seabass (Dicentrarchus labrax ) to rank protein hydrolysates according to their myotropic property.We demonstrated that shrimp hydrolysate showed a higher myotropic activity than fish hydrolysates and that thisactivity was carried by a unique pentapeptide KNPEQ produced by the enzymatic clivage of haemocyanin during thehydrolysis process applied on shrimp co-products. On a second step, a 65-day feeding trial was conducted in Europeanseabass fed a low fish meal diet supplemented with protein hydrolysates of different origin, and coupled to a studyof the intestine and liver transcriptomic response (Illumina RNA sequencing). It has been shown that protein hydrolysatesincluded in a low fish meal diet (5%) restored growth performances to the same level than a diet containing20% of fishmeal, and that they exhibited very specific functional properties. These results showed that a mixture oftwo hydrolysates impacted more deeply the intestine and liver transcriptomes than hydrolysate tested alone. ThisphD study confirmed that protein hydrolysates are very interesting candidates for formulating low fish meal feed andoffer new tools for characterizing such complex ingredients, which will be useful to optimize and standardize proteinhydrolysate while understanding their mechanisms of action in fish.

L’objectif de cette étude a été d’évaluer l’effet du remplacement total ou partiel du maïs d’une ration alimentaire standard (MS) sur les performances de croissance, le pH ruminal et les paramètres biochimiques sanguins chez les veaux de grain de race Holstein. Quatre groupes de 80 veaux ont été répartisen32 parcs (10 veaux/parc) et ont été assignés au hasard à quatre rations alimentaires. Les rations alimentaires ont été: la ration standard qui est constituée de maïs et un supplément protéique à 43,6% de protéine brute (MS);une ration réduite de maïs, avec tourteau de canola et de drèche de distillerie de maïs avec soluble (MCD); une ration réduite de maïs, avec supplément protéique à 43,6% de protéine brute et de drèche de distillerie de maïs avec soluble (MSD); et finalement une ration d’orge roulé, de tourteau de canola et de drèche de distillerie de maïs avec soluble (OCD). Les rations alimentaires ont été formulées selon une phase de démarrage P1 (j0 à j54), une de croissance P2 (j55 à j85) et une de finition P3 (j86 à j96). Un groupe additionnel de 5 veaux contrôle (CT), a reçu une ration alimentaire non acidogène à base de fourrage et de concentré. Notons qu’avant le début des traitements alimentaires au j0, sauf CT, les veaux ont reçu une ration d’adaptation contenant du maïs et de l’orge (50-50) et un supplément protéique pendant 20j. Les gains moyens quotidiens (GMQ) ont été similaires aux périodes P1 (0j-j27, j28-j54) et P2 (j55-j85), mais à la période P3 (j86-j96), le GMQ de la ration OCD a été plus grand que ceux dans les autres rations (p<0.001). Le rendement carcasse des veaux abattus au poids vifs d’environ 267 kg, de la ration OCD a été plus petit que ceux des rations MS et MSD (p<0.002). La matière sèche ingérée (MSI) a diminué pour le groupe MSD au j96, comparée à celles des groupes MS et BCD (p<0.001). Cependant, les rations alimentaires n’ont pas eu d’effet sur le poids vif des veaux. Les durées moyennes en dessous du pH ruminal de 5.6 (DpH5.6 en h.j.-1) du j68 au j85 (P2) ont été similaires pour les groupes CT et OCD (p=0.09) et plus petites (p<0.001) que celles des groupes du MS, MCD et MSD. Pendant la phase P3, les DpH5.6 des groupes de MS, MCD et MSD, ont été similaires (p>0.83), mais plus grandes que celle du groupe de OCD (p<0.0001). Les DpH5.6 n’ont pas eu d’effet sur les GMQ. Aux j68 et j96, les rations alimentaires n’ont pas eu d’effet sur la L-lactate (p > 0.05), le pH sanguin (p > 0.001; non significatif après l’ajustement de Bonferroni :NSAB) et le trou anionique (p > 0.009; NSAB). La PCO2 des animaux du groupe MS a été plus grande que celle du groupe CT (p = 0.0003). Au j68, HCO3 - du groupe CT a été plus grande que celle du groupe MCD (p = 0.0008). Les traitements alimentaires n’ont pas d’effets sur la lipopolysaccharide binding protein (LBP) aux j0 et j68. Au j96, la LBP du groupe CT a été plus petite que celle du groupe MS et MCD (p=0.001). Les diètes n’ont pas d’effets significatifs sur les épithéliums et les lamina propria du rumen (p0>0.37), ainsi que sur les abcès du foie (p=0.80). Le remplacement total du maïs par l’orge roulé, la drêche de distillerie de maïs avec soluble et le tourteau de canola amélioré le GMQ en phase de finition, a amélioré le pH du rumen, le rapprochant du pH ruminal physiologique, n’a pas modifié les paramètres biochimiques sanguins qui ont été mesurés et a diminué le rendement carcasse moyen de 1,1%. / The objective of the present study was to evaluate the impact of partial or total replacement of corn in standard diet (MS) on growth performances, ruminal pH, and blood biochemical parameters in grain-fed calves. Four groups of 80 calves housed in 32 pens (10 calves/pen), were randomly assigned to four diets consisting of standard diet with corn and protein supplement (MS); reduced corn, canola meal and dried distiller’s corn grain with soluble diet (MCD); reduced corn, protein supplement and dried distiller’s corn grain with soluble diet (MSD), and rolled barley, canola meal and dried distiller’s corn grain with soluble diet (BCD). All diets were fed for 96 days and formulated according to starting (d0 to d54), growing (d55 to d85) and finishing phases (d86 to d96). Additional group of five calves fed a non-acidogenic control diet (CT) containing 1.4 kg of concentrate and grass hay ad libitum. Dry matter intake (DMI) was depressed in MSD at d96, compared to MS and BCD (p<0.001), however diets had no effects on BW. At d27, d54, and d85 average daily gains (ADGs) were similar, however at d96 they were greater in BCD (p<0.001) than in the other groups. Calves were slaughtered at approximately 267 Kg live weight and carcass yields in BCD were lower than that in MS and MSD (p<0.002). Durations of ruminal pH below 5.6 (DpH5.6) from d68 to d85 (P2) were similar in CT and BCD (p=0.09), and lower (p<0.001) than MS, MCD, and MSD. From d85 to d96 (P3), DpH5.6 in CT was lower (p<0.0001) than BCD. DpH5.6 in MS, MCD, and MSD diets were similar (p>0.83), and greater than that in BCD (p<0.0001). DpH5.6 had no significant effect on ADGs. At d68 and d96, the dietary treatments had no effect on L-lactate (p > 0.05), blood pH (p > 0.001; not significant after Bonferroni adjustement NSBA), and AnGap (p>0.009; NSBA). Dietary treatments had no effects on LBP at d0 and d68. At d96, LBP in CT was smaller than that of MS and MCD (p=0.001). Diets had no significant effects on epithelium and lamina propria (p=0>0.37), and liver abscess (p=0.80). Partial replacement of corn by dried distiller’s corn grain with soluble and/or Canola meal allowed a similar level of growth performances, did not decrease duration of acidic ruminal pH, and did not affect blood biochemical parameters. Total replacement of corn by rolled barley, dried distiller’s corn grain with soluble, and canola meal decreased duration of ruminal pH below 5.6, improved ADG at the finishing phase and did not affect blood biochemical parameters but slightly reduced carcass yield

La présente étude visait à déterminer les effets de l'âge de sevrage sur les performances de croissance, le développement du rumen et le microbiote chez les chevreaux alpins. Soixante-douze chevreaux ont été assignés au hasard par paires mâle et femelle à l'un des trois traitements. 1) sevrage précoce (EW), à l'âge de 6 semaines, 2) sevrage moyen (MW), à l'âge de 8 semaines (MW) et 3) sevrage tardif (LW), à 10 semaines d’âge (LW). Le lait de remplacement a été proposé ad libitum jusqu'à la semaine de sevrage, où le lait a été réduit de 12.5 % par jour pendant sept jours. Deux semaines après la naissance, du concentré, du foin et de l'eau ont été offerts à volonté jusqu'à l'âge de 12 semaines où les chevreaux ont été abattus. La consommation a été enregistrée quotidiennement et le poids corporel (PC) a été enregistré chaque semaine. Pour évaluer le développement du rumen, des échantillons de sang ont été prélevés pendant tout l'essai et analysés pour le β-hydroxybutyrate sanguin (BHB) et les acides gras non estérifiés (NEFA). Les mesures ruminales ont été prises à la semaine 12 avec les trente-six mâles seulement. Le contenu du rumen a été obtenu pour l'analyse de la composition bactérienne en utilisant la région V4 du gène de l'ARNr 16S et la qPCR a été utilisée pour quantifier les bactéries, les protozoaires et les champignons. Les papilles du rumen ont été analysées dans 4 régions du rumen : atrium du rumen (RA), sac ventral (VS), Cul-de-sac caudo-dorsal (DS) et Cul-de-sac caudo-ventral (VBS). Les chevreaux sevrés à 10 semaines, contre 8 semaines et 6 semaines avaient un gain quotidien moyen plus élevé pour la semaine post-sevrage (0.35 vs. 0.24 vs. 0.24 kg/j) et étaient plus lourds à la 12e semaine (27.44 vs. 25.45 vs. 24.07 kg, P< .05). Chez les animaux LW, le PC n'a pas été affecté pendant la période post-sevrage; probablement en raison d'un apport élevé en énergie métabolisable (EM) causé par la stratégie de sevrage contrairement à ce que nous observons chez les animaux EW et MW. Les taux sanguins de BHB ont augmenté au moment du sevrage pour tous les traitements, mais étaient plus élevés chez les chevreaux EW par rapport aux chevreaux MW (+ 21 %) et LW (+ 41 %) (P< .05). Les taux sanguins de NEFA chez les chevreaux EW ont augmenté au sevrage et étaient plus élevés que MW (+ 40 %) et LW (+ 101 %) chez les chevreaux (P< .05), suggérant une mobilisation plus prononcée du tissu adipeux chez les chevreaux sevrés précocement au sevrage. La population de microbiote en post-sevrage a montré que si le sevrage était retardé, l'abondance des bactéries totales semblait augmenter (P< .05) par rapport aux animaux EW, tandis que les protozoaires et les champignons diminuaient pour les LW. L'âge du sevrage semble induire des modifications du microbiote ruminal au cours du post-sevrage. Les mesures d'absorptiométrie à rayons X à double énergie (DEXA) des carcasses ont été utilisées comme indication de la récupération de la composition des graisses après le sevrage. Le tissu adipeux (%) dans LW était (9.4%) et EW était (7.2%) plus élevé par rapport à MW (P< .05). La surface totale de la papille était plus grande chez les chevreaux LW, par rapport aux chevreaux MW (+ 49 %) et EW (+ 22 %) (P< .05). Globalement, le sevrage des chevreaux à l'âge de 10 semaines a limité l'impact négatif d'un sevrage précoce sur la croissance et le développement du rumen de la race alpine. / The present study aimed to determine the effects of weaning age on growth performance, rumen development and microbiota composition in Alpine goat kids. Seventy-two kids were randomly assigned in pairs male and female to one of three treatments. 1) early weaning, at 6 wk of age (EW), 2) medium weaning, at 8 wk of age (MW) and 3) late weaning, at 10 wk of age (LW). Milk replacer (MR) was offered ad libitum until the step-down wk, when milk was reduced by 12.5% per day for seven days. Two wk after birth, starter ration, hay, and water were offered ad libitum until 12 wk of age where kids were slaughtered. Feed intake was recorded daily, and body weight (BW) was recorded weekly. To evaluate rumen development, blood samples were taken during the whole trial and analyzed for blood β-hydroxybutyrate (BHB) and non-esterified fatty acids (NEFA). Ruminal measurements such as papillae, VFAs and microbiota were taken at wk 12 with only thirty-six males. Rumen contents were obtained for bacteria composition analysis using the V4 region of the 16S rRNA gene and qPCR was used to quantify bacteria, protozoa and fungi. Rumen papillae were obtained for histological analysis in 4 rumen areas: rumen atrium (RA), ventral sac (VS), caudodorsal blind sac (DS), and caudoventral blind sac (VBS). Kids weaned at 10 wk, compared with 8 wk and 6wk had higher average daily gain for the wk postweaning (0.35 vs. 0.24 vs. 0.24 kg / d) and were heavier at wk 12 (27.44 vs. 25.45 vs. 24.07 kg, P< .05). In LW animals, BW was not affected during post weaning period; possibly due to high metabolizable energy (ME) intake caused by the weaning strategy contrary to what was observed in EW and MW animals. Blood levels of BHB increased at weaning time for all treatments but were higher in EW compared to MW (+21%) and LW (+41%) kids (P< .05). Blood levels of NEFAs in EW kids spiked at weaning and were higher than MW (+ 40%) and LW (+101%) in kids (P< .05), suggesting a more pronounced adipose tissue mobilization in early weaned kids at weaning. Microbiota population in postweaning showed that while weaning was delayed, abundance of total bacteria seemed to increase (P< .05) compared with EW animals, whereas protozoa and fungi decreased for LW. Weaning age influences the ruminal microbiota during postweaning. Dual-energy X-ray absorptiometry (DEXA) measurements of carcasses were used as an indication of fat composition recovery in post-weaning. Fat tissue (%) in LW was (9.4%), and EW was (7.2%) higher compared to MW (P< .05). The total papilla surface area was greater in LW, compared to MW (+49%) and EW (+22%) kids (P< .05). Overall weaning kids at 10 wk of age limited the negative impact of earlier weaning on growth and rumen development in the Alpine breed.