Les programmes de sélection visent à produire des reproducteurs de bonnes valeurs génétiques pour la filière. La connaissance de marqueurs moléculaires du génome des individus et de mutations d’intérêt ouvrent des perspectives en termes d’organisation de la sélection. A l’aide de simulations déterministes et stochastiques, l’intérêt technique et économique de l’utilisation d’un panel de marqueurs moléculaires très basse densité a été évalué dans les populations ovines et caprines en sélection et permis d’obtenir les résultats suivants : i) utiliser un tel panel pour accroître, quand elle est limitée, la quantité de filiations paternelles n’est pas toujours rentable, ii) la stratégie de gestion des gènes d’ovulation qui maximise la rentabilité économique du plan de sélection a été déterminée par optimisation et des stratégies simples à implémenter, qui donnent des rentabilités proches de la rentabilité maximale, ont été proposées, iii) un programme de sélection génomique basé sur un panel très basse densité, permet à coût constant une efficacité supérieure aux programmes basés actuellement sur le testage sur descendance des mâles. / Breeding programs aim to transfer high genetic value breeding stock to the industry. The knowledge of molecular markers of individual’s genome and causal mutations allow to conceive new breeding program designs. Based on deterministic and stochastic simulations, the technical and economic benefits of using a very low density molecular markers panel were assessed in sheep and goat populations. Following results were obtained: i) using such a panel to increase female paternal filiations in case of incomplete pedigree is not always profitable, ii) a method of optimization has been used to derive the maximal profits of managing ovulation genes, and practical management giving profits close to the maximal profits have been determined, iii) at similar cost, a genomic design based on a very low density panel is more efficient than the current design based on progeny testing.

Les nématodes gastro-intestinaux sont des parasites de la caillette des petits ruminants qui posent des contraintes majeures pour l’élevage de ces animaux dans le monde. Récemment leur impact économique a augmenté notamment à cause de l’apparition de nématodes résistants aux anthelminthiques. La sélection génétique pourrait être une stratégie complémentaire des traitements chimiques. Dans cette thèse, nous avons exploré la variabilité génétique disponible qui permettrait une sélection sur la résistance aux nématodes. Les résultats obtenus en termes d’héritabilités, corrélations génétiques et QTLs, suggèrent que la variation génétique des populations étudiées pourrait satisfaire les requis d’un objectif de sélection permettant à la fois d’améliorer la résistance aux nématodes et la croissance des animaux. En outre, l’identification de loci SNP associés à la variation observée sur les caractères de résistance aux nématodes pourrait nous permettre d’améliorer la réponse à la sélection. / Abomasal nematodes are a major constraint to small ruminants industry worldwide. Recently their economic impact has increased due to the recrudescence of anthelmintic resistance among many parasite populations. Genetic selection might be a valid strategy for enhancing the efficacy of anthelmintics. We explored the genetic variability, in both sheep and goat, possibly available for a breeding plan featuring parasite resistance as its breeding goal. The results obtained in terms of heritabilities, genetic correlations and QTLs, suggest that the variation in the genetic pool of the population under study might comply with the requirements of a breeding goal including both parasite resistance and production traits. Furthermore, marker assisted selection could be a feasible option to enhance the selection response.

Les nématodes gastro-intestinaux (NGI) représentent un problème sanitaire majeur dans le monde entier en systèmes de production à l’herbe des élevages de moutons et de chèvres. La maîtrise de ces parasites est désormais compliquée par l'apparition de résistances aux anthelminthiques (AH) chez les nématodes. L'utilisation de plantes riches en tanins (PRT) comme AH non conventionnels est une des alternatives possibles au contrôle chimique de ces maladies parasitaires. Cependant, le mécanisme d'action de ces plantes sur les vers adultes demeure inconnu. Cet objectif a constitué le premier but de cette étude en particulier en essayant de déterminer quelle part jouent les effets directs et indirects dans l’action des PRT sur les populations de Nématodes adultes dans le tractus digestif des petits ruminants. Un effet direct correspond à une action de type pharmacologique sur la biologie, la structure et l’ultrastructure des nématodes liés à des composés biochimiques présents dans les PRT. L'hypothèse d’un effet indirect correspondrait une modification de la réponse cellulaire dans les muqueuses gastro-intestinales de l'hôte, affectant la biologie des NGI. Cette thèse est divisée en deux parties: 1) Deux expériences in vivo réalisées respectivement, au Mexique et en France, visant à déterminer les effets directs ou indirects sur la biologie des NGI liés à la consommation de PRT tel le tzalam (Lysiloma latisiliquum), une Légumineuse arbustive du Yucatan, le sainfoin (Onobrychis viciifolia) une Légumineuse fourragère tempérée, et ainsi que le quebracho(Schinopsis spp.), un extrait riche en tannins condensés Les agneaux ont été infestés par Haemonchus contortus (au Mexique) ou H. contortus et Trichostrongylus colubriformis (en France). La consommation de tzalam a provoqué une perturbation de croissance des vers ou de fertilité des femelles d’H. contortus. Selon la durée de consommation, le quebracho a réduit la population de H. contortus et T. colubriformis, et affecte également la fertilité de T. colubriformis. Le sainfoin a affecté la fécondité de H. contortus sans affecter celle de T. colubriformis. Le comptage de cellules effectrices dans les muqueuses pour évaluer l’implication d’un effet indirect n'a pas montré de différences significatives entre les lots recevant ou non des PRT. La seconde partie s’est fondée sur un test in vitro et deux essais in vivo chez des chèvres infestées par H. contortus pour mieux comprendre l'effet de la consommation de PRT (tzalam, au Mexique ou sainfoin, en France) sur la structure et l’ultrastructure d’H. contortus. Les principales altérations ont été trouvées dans la cuticule et la région céphalique des vers. Des agrégats de matériel végétal autour de la vulve n’ont été trouvé qu’in vitro. L’examen de l’ultrastructure des H. contortus a montré des signes de vacuolisation, surtout visible dans les tissus intestinaux et musculaires. Ces lésions suggèrent que des composés secondaires présents dans le feuillage des PRT peuvent être impliqués dans les fonctions vitales d’ H. contortus, telles que la mobilité, la nutrition et éventuellement la reproduction. / Gastrointestinal nematodes (GIN) represent a major health problem worldwide in grazing sheep and goat production systems. The control of these parasites has been complicated by the emergence of nematodes which are resistant to the commercially available anthelmintics (AHs). The use of tannin rich plants (TRP), as non-conventional Ahs, represents an alternative for the control of these parasites. However, the mechanism of action of such plants against adult populations of GIN has not been determined. The objective of the study was to determine the direct and indirect effect of TRP against adult populations of GIN in small ruminants. A direct effect is considered to be any action against the biology, structure and/or ultrastructure of the nematodes which is similar to a chemical AH. The indirect effect is a modification of the immune response of the host at the level of the gastrointestinal mucosa which affects the biology of the GIN. This study is divided into two stages: First stage) Two in vivo experiments conducted in Mexico and France respectively, determined the direct and indirect effects on the biology of GIN due to the consumption of the TRP forage of tzalam (Lysiloma latisiliquum), sainfoin (Onobrychis viciifolia) as well as a tannin-rich quebracho extract (Schinopsis spp). Lambs were artificially infected with Haemonchus contortus (Mexico) or H. contortus and Trichostrongylus colubriformis (France). The consumption of tzalam affected the length and fertility of H. contortus females. Meanwhile, the quebracho extract reduced the population of H. contortus and T. colubriformis also affecting the fecundity of T. colubriformis. The sainfoin affected the fecundity of H. contortus without affecting T. colubriformis. The indirect effect was not evident. Second stage) An in vitro assay and two in vivo experiments with goats infected with H. contortus allowed to identify the effect of the consumption of TRP (tzalam or sainfoin) on the structure and ultrastructure of H. contortus. Alterations in cuticle and cephalic region were found. The aggregates in the vulva were only found in vitro. The ultrastructure of H. contortus showed a vacuolization process in the intestinal and muscular tissues of these nematodes. The lesions suggest that the compounds contained in the foliage of TRP may be involved in vital functions of H. contortus such as mobility, nutrition and possibly reproduction. This study is a contribution towards the understanding the mechanisms of AH action of the TRP against GIN.

Les progrès technologiques récents nous permettent d'accéder à la variation des génomes complets ce qui nous ouvre la porte d'une meilleure compréhension de leur diversification via des approches de génomique des populations et de génomique du paysage. Ce travail de thèse se base sur l'analyse des données de génomes complets (WGS) pour caractériser la diversité génétique des petits ruminants (chèvre et moutons) et rechercher les bases génétiques d'adaptations locales.Dans un premier temps, ce travail appréhende un aspect méthodologique et examine la précision et le biais de différentes approches d'échantillonnage des génomes pour caractériser la variabilité génétique, en les comparant aux données WGS. Nous mettons en évidence un fort biais des approches classiques (i.e. puces à ADN, capture de l'exome) ainsi que des séquençages de génomes à faibles taux de couverture (1X et 2X), et nous suggérons des alternatives basées sur un échantillonnage aléatoire de marqueurs dont la densité est variable selon les objectifs d'étude (évaluation de la diversité neutre, déséquilibre de liaison, signatures de sélection). Le jeu de données produit a permis d'évaluer l'état des ressources génétiques de différentes populations domestiques (races locales marocaines, iraniennes, races industrielles) et sauvages (aegagre, mouflon asiatique). Nous relevons une très forte diversité génétique dans les populations indigènes et sauvages qui constituent des réservoirs d'allèles et peuvent jouer un rôle important pour préserver le potentiel adaptatif des petits ruminants domestiques dans un contexte de changement climatique. L'étude plus approfondie des populations de chèvres du Maroc montre une forte diversité génétique faiblement structurée géographiquement, et met en évidence des portions de génome présentant des signaux de sélection. Leur étude montre l'existence de mécanismes adaptatifs potentiellement différents selon les populations (e.g. transpiration/halètement dans l'adaptation probable à la chaleur).Enfin, nous explorons les bases génétiques de l'adaptation locale à l'environnement chez les moutons et chèvres via une approche de génomique de paysage. En scannant les génomes de 160 moutons et 161 chèvres représentant la diversité éco-climatique du Maroc, nous identifions de nombreux variants et gènes candidats qui permettent d'identifier les voies physiologiques potentiellement sous-jacentes à l'adaptation locale. En particulier, il apparait que les mécanismes respiratoires et les processus cardiaques joueraient un rôle clé dans l'adaptation à l'altitude. Les résultats suggèrent que les chèvres et moutons ont probablement développé différents mécanismes adaptatifs pour répondre aux mêmes variations environnementales. Cependant, nous identifions plusieurs cas probables de voies adaptatives communes à plusieurs espèces. Par ailleurs, nous avons caractérisé les patrons de variations du niveau de différenciation de régions chromosomiques sous sélection en fonction de l'altitude. Cela nous permet de visualiser la diversité des réponses adaptatives selon les gènes (par exemple, sélection de variants à faible et/ou haute altitude). Ainsi, ce travail pose les bases de la compréhension de certains mécanismes d'adaptation locale. / Recent technological developments allow an unprecedented access to the whole genome variation and would increase our knowledge on genome diversification using population and landscape genomics. This work is based on the analysis of Whole Genome Sequence data (WGS) with the purpose of characterising genetic diversity in small ruminants (sheep and goats) and exploring genetic bases of local adaptation.First, we addressed a methodological aspect by investigating the accuracy and possible bias in the widely used genotyping approaches to characterize genetic variation in comparison with WGS data. We highlighted strong bias in conventional approaches (SNP chips and exome capture) and also in low-coverage whole genome re-sequencing (1X and 2X), and we suggested effective solutions based on sampling panels of random markers over the genome depending the purpose of the study (assessing neutral diversity, linkage disequilibrium, selection signatures). The various datasets produced allowed assessing genetic resources in various domestic (Moroccan and Iranian indigenous breeds and industrials) and wild populations (bezoars and Asiatic mouflons). We identified a very high diversity in indigenous and wild populations. They constitute a reservoir of alleles allowing them to play a possible key role in the preservation of these species in the context of global changes. The deep study of Moroccan goats showed a high diversity that is weakly structured in geography and populations, and highlighted numerous genomic regions showing signatures of selection. These regions identified different putative adaptive mechanisms according to the population (e.g. panting/sweating to adapt to warm/desert environment).Then, we explored genetic bases of local adaptation to the environment in sheep and goats using a landscape genomics framework. We scanned genomes of 160 sheep and 161 goats representing the eco-climatic Moroccan-wide diversity. We identified numerous candidate variants and genes, which allowed for identifying physiological pathways possibly underlying local adaptation. Especially, it seems that respiration and cardiac process have key roles in the adaptation to altitude. Our results suggest dissimilar adaptive mechanisms for the same environment in sheep and goats. However, we highlighted several cases of common metabolic pathways in different species. Moreover, we characterized some patterns for the variation of genetic differentiation in some candidate genomic regions over environmental gradients. This allowed us to visualise different adaptive reaction depending genes. This work points the way towards a better understanding of some mechanisms underlying local adaptation.

Les nématodes parasites du tube digestif demeurent une contrainte majeure pesant sur la santé, le bien être et les productions des petits ruminants élevés à l’herbe. Le mode usuel de maîtrise de ce parasitisme repose sur l’emploi répété de molécules chimiques anthelminthiques. Toutefois, le développement et la diffusion généralisée de résistances à ces molécules dans les populations de vers imposent désormais d’utiliser ces traitements avec discernement et de trouver des solutions complémentaires ou alternatives. L’incorporation dans la conduite d’élevage (ration des moutons ou des chèvres) de légumineuses fourragères riches en tannins condensés dotées de propriétés anthelminthiques s’est avérée une option prometteuse pour réduire le recours aux molécules chimiques. Toutefois, une des difficultés d’application de ces plantes tient à la variabilité des résultats observés. En prenant le sainfoin comme modèle de légumineuse contenant des tannins et en s’appuyant essentiellement sur des méthodes in vitro basées sur les larves 3 infestantes, l’objectif général de cette thèse est d’analyser le rôle respectif de facteurs liés à l’environnement, aux variétés génétiques ou aux modes de préservation technologiques sur les propriétés anthelminthiques. Quelque soit le critère envisagé, une forte variabilité a été observée. Les principales variations liées à l’environnement dépendaient de l’année et du cycle de coupe, ainsi que du site d’exploitation. Parmi les 38 variétés testées, 9 se sont avérées à forte activité AH, alors que 22 étaient à très faible activité. Enfin, les résultats ont aussi surtout souligné une plus forte activité antiparasitaire dans des formes séchées ou ensilées par comparaison à des échantillons frais. La comparaison des profils biochimiques liés à cette variabilité a permis une exploration des composés phénoliques expliquant l’activité anthelminthique. L’existence d’une relation dose-réponse a été précisée. Le rôle des tannins condensés a été confirmé, notamment ceux à faible degré de polymérisation et à faible poids moléculaire. L’importance des prodelphinidines qui seraient plus actives que les procyanidines reste à confirmer. De plus, il a été montré que d’autres flavonoides peuvent jouer un rôle, notamment les flavan-3-ols et les flavonols. La différence d’activité entre les échantillons de sainfoin ensilés ou fanés par comparaison aux échantillons frais s‟expliquerait en partie par la présence de formes non glycosidés de flavonols. Ces résultats devraient conduire à développer des méthodes de dosage pour identifier les échantillons de sainfoin, et plus généralement de légumineuses riches en tannins, dotés de propriétés anthelminthiques significatives. / Gastrointestinal nematodes remain a major constraint on the health, welfare and production of small ruminants. Over the past decades, the usual mode of control of this parasitism has mainly relied on the repeated use of chemical anthelmintics. However these treatments are nowadaysfacing some limits among which the most important is the development and widespread diffusion of resistance to these chemical molecules within worm populations. Consequently, the need to find complementary or alternative solutions is becoming urgent. The possible exploitation of forage legumes, rich in condensed tannins, with anthelmintic properties, by incorporation in the diet of sheep or goats, seems a promising option to reduce the reliance on chemical molecules. However, one of the main difficulties to use these plants as nutraceuticals relates to the variations in results. By using sainfoin (Onobrychis viciifoliae) as a model of tannin-containing legume and based on in vitro methods on the infective third stage larvae, the main objectives of this PhD were i) to examine the influence of environmental, genetic (40 different varieties) and technological (mode of preservation) factors on the anthelmintic properties of sainfoin and ii) to analyse whether differences in phenolic compounds might explain the variations. Whatever the factor considered, a high variability in results was observed. The main variations due to the environmental factors depended on the year and the cycle of cutting, as well as on the site of cultivation. Among the 38 varieties tested, only 9 have shown AH activity over 50 %. Last, a higher antiparasitic activity was found in the dried or ensiled forms compared to the fresh samples. A comparison of the biochemical profiles associated with these variations indicated a role of proanthocyanidins plus other phenolic compounds in the anthelmintic properties. The dose-response relationship between the AH activity and the ability to form complex with proteins was defined. The role of condensed tannins was confirmed, particularly those with a low degree of polymerization. The respective importance of prodelphinidins vs procyanidins remains to be further investigated. Moreover, the possible role of other flavonoids, in particular of flavan-3-ols and flavonols was also confirmed. The difference in activity between dried or ensiled forms compared to fresh sainfoin samples was partly explained by the presence of flavonol aglycosides. These results should favour the development of measurements in order to identify sainfoin samples with higher anthelmintic properties.