Les attentes sociétales s’orientent vers une consommation saine, et provenant de systèmes agricoles durables. En filière cunicole, la maîtrise des pathologies digestives nécessite le recours à l'antibiothérapie curative ou préventive. La recherche d’alternatives à l’utilisation d’antibiotiques en élevages cunicoles est donc primordiale pour augmenter la durabilité de cette production. Les stratégies de limitation de la quantité d’aliment ingérée sont une des solutions possibles à ce problème, puisqu'elles améliorent la résistance du jeune lapin aux troubles digestifs. Ce travail de thèse a pour objectif d’étudier les mécanismes sous-jacents à cet effet favorable des stratégies de rationnement, et aussi d'analyser le comportement alimentaire du lapin restreint en relation avec son bien-être. Cet objectif se scinde en deux parties étudiées. La première partie a pour but de déterminer quelle caractéristique de la restriction alimentaire limite les troubles digestifs en engraissement. La seconde partie s’intéresse aux paramètres biologiques potentiellement influencés par cette stratégie d’alimentation. Les paramètres considérés sont reliés à plusieurs domaines de biologie : enzymologie, histométrie, écosystème bactérien cæcal. Une restriction de l'ingéré de -25% réduit la croissance mais améliore significativement l’efficacité digestive (de 4 à 6% entre 28 et environ 50 jours d'âge) des lapins en engraissement, qui peut s'expliquer par une plus forte digestibilité des fractions protéique (4,5%), énergétique (5,3%) et fibreuses (NDF : 8,9%, ADF : 9,7%, hémicelluloses: 7,9%, cellulose : 11,5%). Cependant, la structure, la diversité et la densité de la communauté bactérienne cæcale sont peu modifiées chez l'animal restreint sain. Des modifications du comportement alimentaire ont été soulignées au cours de ce travail. Ainsi, le rythme d’ingestion, fonction du rythme nycthéméral pour les lapins nourris à volonté, est dépendant du moment de distribution de l’aliment pour les animaux restreints. Après 18 jours de restriction, les lapins ingèrent un tiers de la quantité qui leur est distribuée en 2 heures, et la totalité en moins de 10 heures. Mais aucune agressivité ou compétition n’a été observée entre les animaux restreints. Plusieurs pistes peuvent expliquer l’efficacité de cette stratégie d’alimentation sur la santé digestive du lapereau. Ainsi, les résultats obtenus au cours de la reproduction d’une colibacillose (Escherichia coli O128:C6) suggèrent une stabilisation de l’écosystème iléal par la restriction alimentaire après l’infection. D'autre part, au niveau cæcal l'activité des communautés bactériennes serait modulée, même si pour ce modèle, l'effet d'une ingestion limitée semble faible sur le statut sanitaire. Enfin, l’alternance de périodes de satiété et de périodes de faim stimule la libération sanguine d’hormones (ghréline notamment) qui pourraient moduler la fonction immunitaire. En perspectives, il serait pertinent d'étudier plus précisément les fonctions liées au statut immunitaire ou endocrinologique. De plus, l'étude plus approfondie de la communauté bactérienne cæcale, en ciblant certaines espèces, pourrait apporter un complément d’informations sur les interactions entre ingestion et symbiote digestif et lors d'une approche comparée de 2 modèles pathogèniques : EPEC vs. EEL. / Societal expectations are moving towards healthy food from sustainable farming systems. In rabbit industry, control of digestive diseases requires the use of curative or preventive antibiotics. The search for alternatives to the use of antibiotics in rabbit breeding is thus crucial to improve sustainability of this production. Strategies for limiting the amount of feed ingested are one possible solution to this problem, since they improve the digestive resistance of young rabbits. This thesis aims to study the mechanisms underlying this positive effect of restriction strategies, and also to analyze the feeding behaviour of restricted rabbit in relation to their welfare. This objective is divided into two parts. The first part aims to determine which characteristic of feeding restriction limits the digestive disorders in fattening. The second part deals with the biological parameters potentially influenced by this feeding strategy. The parameters considered are related to several areas of biology: enzymology, histometry, digestive bacterial ecosystem A reduction of feed intake of -25% reduced growth, but significantly improved digestive efficiency (4 to 6% between 28 and 50 days old) of fattening rabbits which can be explained by a higher protein digestibility (4.5%), energy (5.3%) and fibres (NDF: 8.9%, ADF: 9.7%, hemicellulose 7.9%, cellulose: 11.5%). However, the structure, diversity and density of the caecal bacterial community are little changed in the healthy animal fed restricted. Changes in eating behaviour were highlighted during this work. Thus, the rhythm of intake, depending on the circadian rhythm in rabbits fed ad libitum, is function of the feed distribution time for restricted animals. After 18 days of restriction, rabbits ingest in 2 hours the third of the quantity supplied, and the entire amount within 10 hours. No aggression or competition was observed between animals. Several hypotheses could explain the effectiveness of this strategy on digestive health in young rabbit. Thus, the results obtained during the reproduction of colibacillosis (Escherichia coli O128: C6) suggest a stabilization of the ileal ecosystem after infection. On the other hand, the main activity of bacterial communities of caecum would be modulated, even if for this model a limited intake moderately modified the sanitary status. Finally, the alternation of periods of satiety and hunger may stimulate the release of hormones (e.g. ghrelin) that could modulate immune function. In perspective, it would be appropriate to study more precisely the functions related to immune or endocrine status.In addition, a deeper study of the caecal bacterial community by targeting some species could provide additional informations on the interactions between intake and digestive symbiote, and on a comparative approach of the two pathogenic models: EPEC vs. REE.

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’aulacode (Thryonomys swinderianus) est un rongeur herbivore récemment domestiqué en Afrique pour la production de viande. Quelques études antérieures ont portés sur l’alimentation de cet animal, dans le but d’améliorer la productivité des élevages. A ce jour, nos connaissances sur la digestion et les besoins nutritionnels de cet animal sont encore très parcellaires. Le premier objectif de notre étude était d’améliorer nos connaissances sur la physiologie digestive de l’aulacode en croissance, en particulier en relation avec les apports de fibres alimentaires, avec pour finalité de proposer des recommandations nutritionnelles en fibres pour optimiser la croissance et la santé digestive de cet animal. Notre second objectif était d’analyser les effets d’une diminution du ratio protéines digestibles / énergie digestible parallèlement à une hausse des apports d’amidon, sur la digestion et les performances. La finalité était d’analyser les possibilités de formuler un aliment complet moins onéreux pour les éleveurs et qui respecte les besoins de l’aulacode en croissance. Notre étude a permis de savoir que le caecum est le compartiment digestif le plus important du jeune aulacode entre 1 et 3 mois d’âge, avec plus de 40% du contenu digestif total. L’activité microbienne caecale (100 mM d’acides gras volatils totaux (AGVt) par gramme de contenu frais) est élevée, et similaire à celle des ruminants ou d’autres herbivores monogastriques. Le profil fermentaire est caractérisé par une prédominance de l’acétate (75 % des AGVt) et un ratio propionate / butyrate supérieur à 1. Le pyroséquençage 454 de l’ADN16S bactérien a permis de caractériser le microbiote caecal. Au sevrage, nous observons une prédominance du phylum des Bacteroidetes, avec 51 % d’abondance relative, alors que le phylum des Firmicutes devient majoritaire (50%) à 3 mois d’âge. Le microbiote caecal est caractérisé par la présence de genres souvent identifiés dans d’autres écosystèmes digestifs d’herbivores, tels que : RC9 (2 à 8%), Parabacteroides (1 à 8%), Prevotella (3 à 6%) et Xylanibacter (1%), Erysipelotrichaceae Turicibacter (1 à 7%), Lachnospiraceae Incertae_Sedis (4 à 5%), Ruminococcaceae Incertae_Sedis (1 à 2%) et Ruminococcus (1 à 3%). D’autres genres, absents chez des espèces voisines comme le lapin et le cobaye, semblent plus spécifiques de l’aulacode, tels que Termite_Treponema_cluster (1.7 à 2.2%) et Treponema (7 à 13%), du phylum des Spirochaetes. L’analyse des performances zootechniques indique qu’un taux de fibres compris entre 17 et 21 % d’ADF représenterait un bon compromis entre santé digestive et croissance de l’aulacode après son sevrage. Descendre au dessous de 6 g de protéines digestibles par MJ d’énergie digestible, via une hausse importante des apports d’amidon et une baisse importante du taux de protéines brutes (en dessous de 11 %) et de fibres, est préjudiciable à la croissance des animaux. / The cane rat or grasscutter (Thryonomys swinderianus) is a rodent herbivore recently domesticated in Africa for meat production. Some previous studies focused on the feeding of this animal, in order to improve the productivity of farms. To date, our knowledge of digestion and nutritional requirements of this animal are still very scarce. Our first objective was to improve our knowledge of digestive physiology of the young grasscutter, particularly in relation to dietary fibre supply, in order to improve the recommendations for dietary fibre content of diets to optimize growth and digestive health. Our second objective was to analyze the effects of a decreased digestible protein / digestible energy ratio, along with an increased intake of starch, on digestion and performances. The final aim was to analyze the possibilities to formulate a complete feed, cheaper for farmers and that meets the requirements of the young grasscutter. Our study found that the caecum is the most important digestive compartment of the young grasscutter between 1 and 3 months of age, with more than 40% of the total gut contents. The caecal microbial activity (100 mM of total volatile fatty acids (VFA) per gram of fresh content) is high and similar to that of ruminants or other herbivorous monogastric animals. The fermentation profile is characterized by a predominance of acetate (75% of total VFA) and a propionate / butyrate ratio greater than 1. A pyrosequencing of bacterial 16S-DNA was used to characterize the caecal microbiota. At weaning (one month), we observe a predominance of the Bacteroidetes phylum, with 51% of relative abundance, whereas the Firmicutes phylum becomes predominant (50%) at 3 months of age. Caecal microbiota is characterized by the presence of genera often identified in other digestive ecosystems of herbivores, such as: RC9 (2-8%), Parabacteroides (1-8%), Prevotella (3.6%) and Xylanibacter (1%), Erysipelotrichaceae Turicibacter (1-7%), Lachnospiraceae Incertae_Sedis (4-5%), Ruminococcaceae Incertae_Sedis (1-2%) and Ruminococcus (1-3%). Other genera, absent in related species such as rabbits and guinea pigs, seemed more specific of the grasscutter, such as Termite_Treponema_cluster (1.7-2.2%) and Treponema (7-13%) of the Spirochaetes phylum. The analysis of growth performances indicated that a dietary fibre content between 17% and 21% of ADF represents a good compromise between digestive health and growth of the grasscutter after weaning. Decreasing below 6g of digestible protein / MJ of digestible energy, via a high increase in starch intake and a significant decline in crude protein content (below 11%) and fibre, is detrimental to the growth of animals.

Les Attines ou fourmis champignonnistes sont d'importants ravageurs des cultures du monde néotropical. L'indispensable effet retard, à conférer aux insecticides chimiques ou biologiques pour une lutte efficace pourrait être obtenu par une encapsulation dans une enveloppe digestible par les sécrétions des fourmis. Quelques aspects de la physiologie digestive d'une Attine, Acromyrmex octospinosus (Reich), ont été étudiés dans ce but. 1- L'étude morphologique du tube buccal et l'observation de la prise de nourriture ont permis de localiser, de décrire et de comprendre le mécanisme du filtre infrabuccal. La poche infrabuccale, remplie pendant l'alimentation et lors des différents comportements de nettoyage, se vide en moyenne une fois par jour en raison de la gêne causée par sa distension. Cette fréquence ne permet pas à la microflore de digérer les déchets organiques, mais peut être suffisante pour certaines hydrolyses salivaires. 2- Après une étude anatomique du tractus digestif des adultes et des larves, les enzymes digestives des sécrétions stomacales et glandulaires sont mises en évidence par une microméthode semi-quantitative. Les glandes labiales des adultes possèdent une activité béta-N-acétylglucosaminidasique et alpha-1-4-glucosadique. En plus de cette dernière, l'estomac sécrète des exopeptidases et lipases. Les autres glandes reliées au tractus alimentaire ne produisent pas d'enzymes digestives. Aucune endopeptidase n'est révélée chez l'adulte, par contre l'estomac des larves possède une activité chymotrypsique. 3- Une béta-N-acétylglucosaminidase, une chitobiase et une chitinase sont présentes dans les glandes labiales. Les caractéristiques (pH optimum, température optimale, Km) de ces enzymes permettent de les différentier nettement de celles qui sont décrites à ce jour. Ceci peut être lié au fait que ces fonctions digestives restent exceptionnelles chez les insectes. Pour A. octospinosus, les activités béta-N-acétylglucosaminidasique et chitobiasique sont le fait de deux enzymes différentes. L'action chitinolytique n'est pas liée à une microflore endosymbiotique. 4- L'activité alpha-1-4-glucosadique des glandes labiales et de l'estomac est précisée. Les glandes ne possèdent que l'amylase et l'estomac sécrète maltase et tréhalase. Les caractéristiques de ces enzymes sont étudiées. Amylase et tréhalase paraissent être des enzymes inductibles. 5- Suite à ces travaux, un schéma catabolique, tenant compte de l'association avec un champignon symbiotique, est proposé pour A. octospinosus. Les données sur la filtration buccale et l'enzymologie de la partie antérieure du tube digestif permettent de définir la taille des microcapsules et la nature des polymères digestibles à utiliser pour induire un effet retard des insecticides.