Alors que les biologistes moléculaires poursuivent les travaux de transgénèse animale depuis plusieurs décennies déjà et que des instances réglementaires américaines et canadiennes étudient actuellement la possibilité d'introduire sur le marché des animaux transgéniques destinés à l'alimentation, force est de constater que très peu de travaux en sciences de l'environnement menés dans une perspective globale santé et société permettent d'appréhender la genèse, les enjeux et les impacts de l'introduction éventuelle d'animaux transgéniques de boucherie dans les cheptels et donc dans l'environnement et dans les assiettes. Notre étude porte plus spécifiquement sur l'introduction éventuelle de porcs transgéniques censée remédier aux problèmes de surplus de phosphore résultant de certaines stratégies d'intensification croissante de la production porcine. Bien que ce mémoire ne soit pas centré sur l'analyse politique et économique de la production porcine au Québec, c'est néanmoins dans ce contexte que nous examinerons cette application de la transgénèse animale en agriculture et les stratégies de légitimation dont on tente d'enrober ces développements sociotechniques. Le porc transgénique hypophosphorique en question, nommé Enviropig™ permettrait, selon ses promoteurs, d'atténuer certains impacts environnementaux associés au surplus de phosphore ingéré et rejeté par les bêtes dans leurs excréments, désormais gérés sous forme de lisiers. Techniquement, les glandes salivaires de certains de ces porcs transgéniques peuvent produire une enzyme appelée phytase permettant la digestion puis l'absorption du phosphore alimentaire diminuant alors le contenu en phosphore de certains de ces porcs de 56 à 75% dans les matières fécales. Dans un contexte où la mesure des types et des niveaux de risques que représente la transgénèse pour la santé environnementale, humaine et animale ne fait pas consensus au sein de la communauté scientifique, il nous est apparu essentiel, en l'absence manifeste de contre-expertise indépendante, d'examiner si un tel porc est compatible avec une agriculture durable dont se réclame cet « Enviropig™ ». Ainsi, suite à une vaste revue de littérature, en s'inspirant des approches écosanté et cycle de vie, nous analysons certains risques associés à un tel porc transgénique susceptibles de toucher plus largement d'autres d'animaux de boucherie transgéniques, tout en identifiant les principaux impacts sur la production porcine. Notre analyse porte également sur les zones d'ombre des dispositifs d'évaluations scientifiques et des politiques publiques dans le domaine. En examinant cette question de l'introduction du porc transgénique, dans le contexte global des pratiques d'élevage de ce secteur agro-industriel très concentré et dominé par quelques grands intégrateurs et multinationales de la transformation, nous mettrons également en évidence le caractère peu viable d'une telle stratégie. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Transgénèse, Porc transgénique, Production porcine, Élevage et agriculture durable, Développement durable, Risques, Politiques publiques, Approche écosanté.

Depuis quelques années, il y a émergence de souches de Salmonella enterica sérovar Typhimurium multirésistantes causant une septicémie et la mort chez le porc. Ceci constitue un problème majeur pour l’industrie porcine et possiblement pour la santé publique. L’objectif de ce projet était de comparer et de caractériser une souche capable de causer une septicémie chez le porc et une souche commensale, en observant l’interaction avec des cellules épithéliales, des macrophages humains et d’identifier des gènes exprimés par les souches septicémiques et les souches commensales. Tout d’abord, l’infection de cellules épithéliales permet d’observer l’adhérence et l’invasion des bactéries, pour ainsi mettre en évidence la capacité des souches à coloniser le tractus gastro-intestinal. La souche commensale possède un pouvoir d’adhésion supérieur à la souche septicémique. Par la suite, l’infection de macrophages permet de caractériser le niveau de phagocytose et de survie. L’importance de la survie dans les macrophages pourrait permettre de faire un lien avec la septicémie. Toutefois, aucune différence n’est observable dans les conditions qui ont été testé. Ensuite, la technique SCOTS (Selective Capture of Transcribed Sequences) est utilisée pour capturer des gènes uniques à la souche septicémique et un autre SCOTS est fait pour capturer les gènes spécifiques à la souche commensale. Finalement, les gènes sont clonés, leur spécificité face aux souches est analysé par dot blot et ils sont identifiés par séquençage suivient d’une analyses bioinformatiques. Les gènes identifiés par SCOTS, lors des captures pour la souche septicémique et la souche commensale, se trouvent à être des gènes communs aux Salmonella. Toutefois, la différence de pathologie causée par les deux souches, n’est peut-être pas l’acquisition de nouveaux gènes, mais plutôt une différence d’expression entre les deux souches. / For many years, there has been an emergence of new multi-drug resistant Salmonella enterica serovar Typhimurium strains responsible for high mortality rates in regards to swine infections. This represents a major problem for the swine industry and also for public health. The objective of this project was to characterize an isolate capable of creating swine septicemic illness and another which is naturally present in this host’s intestinal tract. The study conducted here includes observations of bacteria-epithelial cell interactions, bacteria-macrophage interactions and identification of genes expressed during different epithelial cell infections. Bacterial adherence and invasion of cells were observed after epithelial cell infection. This type of assay underlines the ability of the isolates to colonize the intestinal tract. The commensal strain has a better adherence then the other. Macrophage infections allowed characterization of bacterial phagocytosis and intracellular survival. Survival within macrophages reflects the capacity of the bacterial isolates to infect and survive in the host. There’s no difference between the two strains with the condition we test. A technique termed SCOTS (Selective Capture of Transcribed Sequences) was used to capture unique transcripts from the isolate which caused illness during swine infection. SCOTS was also used to find unique genes expressed by the commensal isolate. The captured fragments were cloned, their strain specificity was analyzed by dot blot and the genes transcribed were identified by direct sequencing followed by bioinformatic analysis. SCOTS carried out with the septicemic and the commensal isolates was done. During the SCOTS conducted with the strain isolated from a sick swine or with the isolate from healthy swine, common Salmonella genes were found. Thus, even though these two isolates cause different pathologies, virulence of the strains does not rely on the acquisition of new genes, but perhaps on differential gene expression among both.

La production porcine joue un rôle très important dans l'économie et l'alimentation de nombreux pays. En 2010, environ 1 billion de porcs ont été produits à une échelle mondiale. Cette intensification de l'élevage rend de plus en plus difficile le maintien d'une biosécurité optimale et démontre l'importance de développer des vaccins efficaces contre les pathogènes porcins. Les vaccins conventionnels sont à base d'organismes entiers vivants atténués ou inactivés par un processus chimique. Toutefois, un regain de la virulence pour les premiers types de vaccins, résultant alors en des maladies au lieu de la protection espérée, ou encore un processus inapproprié d'inactivation et une réponse immunitaire faible pour les deuxièmes sont d'autant d'inconvénients importants auxquels les intervenants en santé animale et les éleveurs sont confrontés. Le développement de nouvelles stratégies vaccinales est donc nécessaire afin de contrecarrer les inconvénients liés à l'utilisation des vaccins conventionnels. Parmi les virus affectant les troupeaux porcins, le virus du syndrome reproducteur et respiratoire porcin (« Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus », PRRSV) demeure celui qui représente le plus gros défi. En effet, bien que le PRRSV soit bien caractérisé et que des outils de contrôle aient été mis en place, les infections par le PRRSV sont répandues dans le monde entier et les éclosions sont récurrentes. Les vaccins disponibles actuellement sur le marché ne permettent pas d'assurer une protection optimale et sécuritaire. Dans la première partie de cette thèse, nous avons proposé une alternative aux procédures vaccinales utilisées jusqu'à maintenant. Cette procédure, basée sur l'induction d'une immunité mucosale et systémique, est totalement innovatrice pour le contrôle du PRRSV. Pour cela, des vaccins sous-unitaires à base d'adénovirus recombinant (rAdVs) réplicatifs mais non disséminatifs ont été générés afin d'exprimer des protéines d'intérêt du PRRSV. Ces protéines étaient la protéine de matrice M et la glycoprotéine d'enveloppe GP5 qui est porteuse des épitopes neutralisants majeures. Différentes mutations ont été également introduites dans la GP5 (GP5m) afin d'augmenter la réponse immunitaire induite. Une stratégie de vaccination combinatoire rAdV/protéine recombinante GP5 (rGP5) a aussi été testée. Nos différentes stratégies de vaccinations ont permis de générer une réponse immunitaire spécifique chez le porc, la stratégie combinatoire rAdV/rGP5 permettant d'induire la meilleure réponse en anticorps. Cependant, suite à une infection expérimentale, les animaux ayant reçu une vaccination à base de rAdVs co-exprimant les protéines M et GP5m sont ceux chez lesquels la virémie était la plus faible. La deuxième partie de cette thèse a consisté à développer des vaccins bivalents ciblant trois pathogènes impliqués dans une entité clinique appelée complexe respiratoire porcin. Ces trois pathogènes étaient le PRRSV, le circovirus porcin de type 2 (PCV2) associé principalement au syndrome de dépérissement post-sevrage (SDPS) et Mycoplasma (M.) hyopneumoniae qui est l'agent de la pneumonie enzootique. Des vaccins à base de rAdVs non réplicatifs ont été développés afin d'exprimer des protéines d'intérêt de chacun des pathogènes. Ces protéines sont la GP5 du PRRSV, la protéine de capside (Cap) du PCV2 et la portion C-terminale de la protéine d'adhésion P97 (P97c) de M. hyopneumoniae. L'immunisation de souris par voie intramusculaire a permis de démontrer la capacité de ces différents vaccins bivalents à générer une réponse en anticorps spécifiques à chacun des antigènes. De plus, la P97c, lorsque fusionnée avec les protéines Cap ou GP5, a permis d'augmenter la réponse en anticorps dirigés contre ces protéines virales suggérant un effet immunopotentiateur de la P97c. En conclusion, ces travaux ont permis de démontrer l'efficacité d'une nouvelle stratégie vaccinale pour lutter contre le PRRSV et l'immunogénicité de vaccins bivalents contre des pathogènes d'importance chez le porc. De plus, ils suggèrent que la protéine P97c de M. hyopneumoniae pourrait avoir un effet adjuvant. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Virus du syndrome reproducteur et respiratoire porcin, Circovirus porcin, Mycoplasma hyopneumoniae, Adénovirus recombinant, Protéines M et GP5, Cap, P97c, Réponse immune, Porc, Souris.

Cette thèse visait à évaluer l’effet d’une alimentation pourvue en graines de lin riches en acide a-linolénique (ALA) et en microalgues riches en acide docosahexaenoïque (DHA) sur le métabolisme des lipides et la qualité de la viande de porc. Les régimes n’ont pas eu d’effet sur les performances de croissance et les critères de qualité de la carcasse mesurés en abattoir. La digestibilité des acides gras polyinsaturés (AGPI) n-3, leurs quantités dans les régimes et les traitements technologiques subis par la graine de lin ont impacté le dépôt d’ALA et de DHA dans les lipides totaux et les fractions neutres et polaires des tissus. La quantité de malonaldéhyde, représentatif de la peroxydation des acides gras, du muscle longissimus dorsi et du tissu adipeux sous cutané dorsal (TAD) a été augmentée avec un apport de microalgues.Une odeur plus prononcée des rôtis issus du régime microalgues a été identifiée par un jury entrainé. Enfin, les activités et l’expression des gènes de la lipogenèse et de la synthèse des AGPI n-3 ont été diminuées au niveau hépatique avec l’apport de microalgues. Un second objectif visait à recenser les facteurs de variation du dépôt des AGPI n-3 dans les tissus porcins pour les intégrer dans un modèle prédictif de ce dépôt. En raison d’une grande variabilité entre individus, seuls des modèles linéaires ont pu être établis en considérant les quantités digestibles d’ALA et de DHA ingérées, le sexe des animaux et l’effet du lot. Enfin, la thèse a permis de proposer des équations de calibration de spectrométrie en proche infra-rouge (SPIR) afin de déterm / Pigs used in this thesis were fed linseed rich in a-linolenic acid (ALA) and microalgae rich in docosahexaenoic acid (DHA) to evaluate the effect of diet on lipid metabolism and pork quality. Fatty acid (FA) composition of the diets did not have any effect on pig performances and carcass parameters measured at slaughter. The digestive utilization, the quantity of n-3 polyunsaturated FA (PUFA) in the diet and the technological treatment applied to linseed were identified as modifiers of the deposition of ALA and DHA in total, neutral and polar lipids. They also had an impact on the activity of lipogenesis enzymes and on the gene expression involved in n-3 PUFA synthesis in the liver. The malonaldehyde content, representative of the FA lipoperoxydation, measured in longissimus dorsi muscle and subcutaneous adipose tissue of the back (SCB),significantly increased with the supply of microalgae and with linseed to a lesser extent. Finally, the odor of the meat from pigs fed microalgae was more pronounced than meat from pigs fed linseed or a mix 75%/25% of linseed and microalgae. From results obtained in animal experiments, linear models were built to predict n-3 PUFA deposition in pig tissues from quantities of digestible ALA and DHA ingested by animals. Finally, a last part of the thesis allowed characterizing the FA composition of the SCB by near infrared spectroscopy (NIRS) in order to quickly identify the meat enriched with n-3 PUFA.

La notion de robustesse peut se définir par le maintien des performances et de la santé quelles que soient les conditions d’environnement. Le sevrage constitue la phase où la plus grande quantité d’antibiotiques est utilisée car il est source de perturbations multiples pour le porcelet. L’identification de porcs robustes permettrait d’envisager des soins spécifiques et/ou une sélection génétique sur ce caractère. Les objectifs de cette thèse étaient d’identifier certains marqueurs physiologiques associés à la robustesse du porcelet au sevrage et de prédire cette robustesse par des variables physiologiques décrivant ces réponses mesurées avant et après sevrage. Pour répondre à cet objectif, des variables physiologiques ont d’abord été mesurées dans des environnements très divers puis celles associées à la robustesse ont été identifiées. Une première étude a été conduite en installation expérimentale visant à étudier les effets de l’âge, des conditions de sevrage et de la santé sur l’évoPar ailleurs, dans une deuxième étude, des variables physiologiques ont été mesurées dans 16 élevages commerciaux autour du sevrage. Les performances de croissance et le statut sanitaire étaient les 2 facteurs de variations d’élevages contrôlés. L’analyse des données a permis de mettre en évidence une forte influence du statut sanitaire sur les variables physiologiques mesurées autour du sevrage. Des variables descriptives du statut oxydant, du statut métabolique et de l’activation du système immunitaire ont été associées à la robustesse du porcelet au sevrage. Ainsi, les porcelets les plus / The concept of robustness can be defined as the ability to maintain performances and health whatever environmental conditions. Weaning is the step where the biggest part of antibiotics is used because it is the source of multiple perturbations for the piglet. The identification of robust pigs could allow settling specific care and/or genetic selection on this criteria. The objectives of this thesis were to identify physiological parameters associated with the robustness of piglet at weaning and to predict this robustness by biological variables describing those measured responses before and after weaning. To answer to this objective, physiological variables were first measured in very different environments and, then, those ones associated with the robustness were identified. A first experiment was realized in experimental unit, aiming to study the effects of age, weaning conditions and health on the evolution of blood variables describing immune and metabolic status, stress and oxidatGrowth performances and health status were the two controlled factors of variations of farms. The analysis of data allowed us to show a high influence of health status on physiological variables around weaning. Some variables describing oxidative status, metabolic status and the activation of immune system were associated with the robustness of piglet at weaning. Thus, the most robust piglets are those ones who, in favorable or unfavorable environments, have a capacity to limit their oxidative stress, to mobilize less body reserves and to activate quickly their immune system. Those variables

L'objectif de ce travail de thèse était d'évaluer l'intérêt de mettre en place des évaluations génomiques dans les programmes de sélection porcins. Des simulations stochastiques ont été réalisées dans le cas d'un programme de sélection d'une lignée mâle de grande taille contenant 1 050 femelles reproductrices et 50 verrats, sélectionnée pendant 10 ans pour améliorer un objectif de sélection combinant 2 caractères, respectivement mesurés sur 13 770 candidats par an (Car1) et sur 270 collatéraux par an (Car2) issus de 10% des portées. Dans la situation de référence, les valeurs génétiques étaient estimées selon la méthodologie du BLUP-Modèle Animal (BLUPMA). Dans une première étude, nous avons comparé le scénario BLUPMA à un scénario génomique dans lequel tous les candidats étaient génotypés. Les évaluations génomiques s'appuyaient sur deux populations de référence (PR) initialement constituées de 13 770 candidats pour Car1 et de 1 000 collatéraux pour Car2, et dont les tailles respectives augmentaient annuellement, en considérant les mêmes capacités de phénotypage que dans le scénario BLUPMA. Les résultats montrent que des évaluations génomiques améliorent nettement la précision d'estimation des valeurs génétiques des candidats pour les deux caractères et le progrès génétique réalisé annuellement sur l'objectif global de sélection (+27% à +33% selon les héritabilités considérées), tout en réduisant significativement l'augmentation de la consanguinité dans la population. Un second scénario génomique a été simulé, dans lequel les candidats n'étaient plus phénotypés et les évaluations génomiques s'appuyaient sur une PR uniquement constituée de collatéraux phénotypés pour Car1 et Car2. Dans ce cas, la précision des valeurs génomiques estimées et la réponse à la sélection pour Car1 sont nettement plus faibles que dans le scénario BLUPMA, montrant que la sélection génomique ne permet pas de mettre fin au phénotypage des animaux. La mise en place d'évaluations génomiques nécessitant de génotyper un grand nombre d'individus, elle entraîne un surcoût important par rapport au scénario BLUPMA. Dans une seconde étude, nous avons montré que ce surcoût peut être largement réduit en présélectionnant les candidats à génotyper sur la base de leur valeur génomique estimée sur ascendance. Il est ainsi possible de réduire de manière significative le nombre de candidats à génotyper tout en préservant une grande partie de l'avantage de la sélection génomique par rapport à la sélection conventionnelle BLUPMA. Ainsi, une diminution de 40% du nombre de candidats génotypés ne réduit que de 3 à 4% le progrès génétique annuel sur l'objectif global. Nous avons également montré qu'au-delà d'un certain seuil d'investissement, une dépense supplémentaire pour améliorer l'efficacité du programme de sélection est plus efficacement investie dans la mise en place d'évaluations génomiques que dans l'augmentation de la capacité de phénotypage des collatéraux dans le dispositif conventionnel. Ce seuil d'intérêt de mise en place d'un programme génomique est d'autant plus bas que le coût du génotypage est faible et que le coût de phénotypage des collatéraux est élevé. L'ensemble de nos résultats suggère qu'il serait intéressant de mettre en place des évaluations génomiques dans un programme de sélection d'une lignée porcine mâle de grande taille, notamment dans la population Piétrain collective française, dont la structure est proche de celle de la population simulée dans nos études. / The aim of this work was to evaluate the interest of implementing genomic evaluations in pig breeding schemes. Stochastic simulation was used. The simulated population was a pig sire line containing 1,050 breeding females and 50 boars. The line was selected for 10 years for a breeding goal including two uncorrelated traits, recorded on, respectively, 13,770 candidates per year (trait1) and 270 relatives per year born in 10% of the litters (trait2). In the reference breeding scheme (BLUPAM), the selection was based on pedigree-based BLUP estimated breeding values (EBVs). In a first study, we compared the BLUPAM scenario to an alternative genomic breeding scheme with the same phenotyping capacities, where all candidates for selection were genotyped. The genomic breeding values for trait1 and trait2 were estimated using two training populations (TP). The first one (TP1) was made up of selection candidates (phenotyped for trait1) and the second one (TP2) of relatives phenotyped for trait2. The size of TP1 and TP2 increased, respectively, from 13,770 to 55,080 and from 1,000 to 3,430 over time. Our results show that genomic evaluations significantly improve the accuracy of the EBVs of the candidates for both traits and therefore the annual genetic trends for the global breeding goal (+27% to +33% depending on trait heritability), while significantly reducing the inbreeding rate. A second genomic scenario was simulated, in which the candidates were no longer phenotyped for trait1, and the genomic breeding values were estimated with one single TP made up of relatives phenotyped for both traits. In that case, the accuracy of EBVs and the annual genetic trends for trait1 are significantly lower than in the reference (BLUPAM) scenario. This shows that a large TP is required to outperform the current schemes for traits recorded on the candidates. The implementation of genomic evaluations requires the genotyping of a large number of animals, and therefore generates additional costs compared to BLUPAM breeding schemes. In a second study, we showed that genotyping a subset of candidates that have been pre-selected according to their parental EBV allows to significantly reduce the extra costs of a genomic breeding scheme while preserving most of its superiority in terms of genetic trends and inbreeding over the BLUPAM breeding scheme. For instance, reducing the number of genotyped candidates by 40% only reduced by 3 to 4% the global annual genetic trend. We also showed that even a very marked increase in the number of relatives phenotyped for trait2 in a BLUPAM scenario does not allow to be as efficient as a genomic scenario when the number of genotyped candidates is large. Finally, we showed that the economic interest of genetic selection can be characterized by an additional cost threshold; below this threshold, it is preferable to maintain pedigree-based BLUP evaluations and increase the number of relatives, while implementing genomic evaluation is more efficient above this threshold. The value of this threshold depends on the cost of phenotyping additional relatives and on genotyping costs.Our results suggest that implementing genomic evaluations in a large size pig sire line can be a valuable strategy. This strategy could for instance easily be applied to the French Piétrain population, which resembles the nucleus population simulated in this study.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / Le virus de l'hépatite E (HEV) provoque des cas sporadiques d'hépatite aiguë dans les pays industrialisés par le biais d'une transmission zoonotique via l'alimentation. Les porcs et plusieurs espèces animales de la faune sauvages ont été identifiés comme hôtes du HEV. La principale source de transmission du HEV à l'humain est la consommation de viande de porc crue ou insuffisamment cuite. Une autre voie potentielle d'exposition pourrait être la consommation de baies, cultivées en plein champs, dans des zones à proximité d'animaux sauvages infectés par le HEV. En effet, les fèces animales infectés contamineraient l'environnement et les fruits par contact direct. Toutefois, les données quantitatives sur la présence du HEV dans les aliments produits au Canada sont limitées. Le but du projet a donc été d'évaluer le niveau de contamination par le HEV dans des bleuets et des produits à base de foie de porc vendus dans deux provinces du Canada. Pour ce faire, 150 échantillons de bleuets ont été récoltés au Québec et au Nouveau-Brunswick. Pour les produits carnés, 83 échantillons de pâtés de foie de porc et 79 échantillons de foies de porc crus ont été collectés uniquement au Québec. La présence ou l'absence de HEV a été déterminée par détection moléculaire. Parmi les 150 échantillons de bleuets testés, aucun n'a été détecté positif au HEV. En revanche, concernant les pâtés de foie de porc et foies de porc crus, de l'ARN de HEV a été trouvé dans respectivement 29 % (24/83) et 4 % (3/79) des échantillons testés. Ces résultats suggèrent que (1) le risque de contamination des bleuets canadiens par le HEV semble être faible et ainsi, que le risque de transmission du HEV aux humains par l'ingestion de bleuets contaminés est probablement minime, (2) l'ARN du HEV peut être retrouvé dans des produits à base de foie de porc vendus dans les épiceries québécoises et potentiellement conduire à une infection par le HEV chez les consommateurs., voire à des formes graves chez les sujets à risque. Les résultats mis en avant dans ce projet incite à mener des études de prévalence plus larges et à surveiller le HEV dans certains produits alimentaires. / The hepatitis E virus (HEV) causes sporadic acute hepatic cases in industrialized countries through a zoonotic transmission and foodborne origin. Pigs and wild animals have been characterized as HEV-hosts. The main source of transmission of HEV to humans is the consumption of raw or undercooked pork products. Another possible route of transmission could be the presence of wild animals carrying the virus in berry fields. They would contaminate the environment and fruit by direct contact with their infected feces. However, quantitative data on the presence of HEV in Canadian food is limited. The aim of this project was to assess the level of HEV contamination in blueberries and pork liver products sold in two provinces of Canada. To do so, 150 blueberry samples were collected in Quebec and New Brunswick. For meat products, 83 samples of pork liver pâtés and 79 samples of raw pork livers were collected in Quebec only. The presence or absence of HEV was determined by molecular detection. Out of the 150 tested blueberry samples, none showed HEV detection. In contrast, 29 % (24/83) pork liver pâtés and 4 % (3/79) raw pork livers were found positive for HEV RNA. These results suggest that (1) the risk of HEV contamination of Canadian blueberries appears to be low and thus the risk of transmission of HEV to humans through ingestion of contaminated blueberries is likely to be minimal, (2) HEV RNA can be found in pork liver products sold in Quebec grocery stores and potentially lead to HEV infection in consumers and even severe forms in at-risk individuals. The results highlighted in this project encourage larger prevalence studies and monitoring of HEV in certain food products.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Pour améliorer la compétitivité de l'industrie porcine, le porc canadien doit être attrayant et présenter un avantage unique qui permettrait à cette industrie de se démarquer des autres produits alimentaires. La carnosine pourrait offrir un tel avantage et ainsi aider l'industrie porcine à obtenir une plus grande part de marché, tout en modifiant les perceptions négatives liées à la consommation de viande. La carnosine fut, en 1900, le premier peptide jamais isolé à partir de matériel biologique. Chez l'homme, certaines propriétés curatives ont été associées à la consommation de carnosine. Ces propriétés peuvent être expliquées, en partie, par la capacité de la carnosine à inhiber la glycation non enzymatique des protéines et leurs agrégations au cours du vieillissement. Mais son potentiel d'améliorer la qualité de la viande de porc est tout aussi intéressant à développer. En effet, la carnosine musculaire agirait comme tampon de pH, ce qui permettrait de ralentir l’acidification dans le muscle squelettique. La carnosine présente également des propriétés antioxydantes, ce qui peut aussi contribuer à améliorer la qualité de la viande. Ce projet de maîtrise fait partie d’un programme de recherche plus large ayant pour objectif d'augmenter la teneur en carnosine musculaire chez le porc en croissance afin de différencier et de donner une valeur ajoutée au porc canadien. Dans cette étude, nous avons supposé qu’un contenu élevé en carnosine musculaire serait associé à de meilleurs paramètres de qualité de la viande chez le porc en croissance et que l'expression des gènes liés au métabolisme de la carnosine serait modulée chez les porcs ayant différents niveaux de carnosine musculaire, de même que dans les muscles de porcs de différentes races. En second lieu, nous avons supposé que des polymorphismes d'un seul nucléotide (SNP), observés sur les gènes liés au métabolisme de la carnosine, pourraient aussi affecter le dépôt de carnosine musculaire chez le porc. Un total de 282 porcs de race pure a été utilisé pour ce projet, incluant 85 Duroc, 92 Landrace et 105 Yorkshire, lesquels provenaient de 16 producteurs différents à travers le Canada. Ces porcs sont entrés à la station de Deschambault (Québec, Canada) entre 10 à 16 jours d’âge, ont tous été élevés dans des conditions similaires et abattus à 120 kg de poids vif. Les carcasses ont été suivies individuellement à l’abattoir pour permettre l’échantillonnage du muscle longissimus thoracis immédiatement après la mort de l’animal et de prendre les mesures de qualité de la viande, 24 h postmortem. Les valeurs de qualité de la viande et de carnosine musculaire étaient disponibles au début de ce projet de maîtrise (projet de recherche antérieur). Dans un premier temps, les niveaux d’expression génique de gènes du métabolisme de la carnosine ont été mesurés par la méthode de PCR en temps réel. Les gènes sélectionnés incluent des enzymes (ABAT, 4-aminobutyrate aminotransferase; CARNS1, carnosine synthase 1; CNDP1, CNDP dipeptidase 1; CNDP2, CNDP dipeptidase 2; HDC, histidine decarboxylase) et des transporteurs (SLC6A6, solute carrier family 6, member 6; SLC15A1, solute carrier family 15, member 1; SLC15A2, solute carrier family 15, member 2; SLC15A3, solute carrier family 15, member 3; SLC15A4, solute carrier family 15, member 4; SLC36A1, solute carrier family 36, member 1) reliés au métabolisme de la carnosine. Les gènes ABAT, CDNP1, HDC, SLC15A1 et SLC15A2 ont été abandonnés puisque leurs transcrits étaient indétectables ou présents à de très faibles quantités. En ce qui concerne les autres gènes, l’analyse des résultats a révélé un effet de race pour l’expression génique de CARNS1, CNDP2 et SLC36A1, les valeurs les plus élevées étant observées chez les porcs de race Duroc, lesquels présentent également des niveaux plus élevés en carnosine musculaire. Pour chaque race, les animaux ont été regroupés en trois catégories selon leur teneur en carnosine musculaire (Bas, Moyen et Élevé). Pour les Duroc, l'abondance en ARNm de la CARNS1 est plus élevée pour le groupe Bas que pour les groupes Moyen et Élevé en carnosine. Ce résultat laisse croire à un possible rétrocontrôle de la carnosine musculaire sur la transcription de la CARNS1, l’enzyme responsable de sa synthèse. Pour les gènes SLC15A3 et SLC15A4, nous observons des niveaux d’ARNm plus élevés chez les animaux à haute teneur en carnosine. Ainsi, des niveaux plus élevés de carnosine musculaire pourraient entrainer une augmentation de la transcription de SLC15A3 et SLC15A4, deux gènes impliqués dans le transport de la carnosine. Dans un deuxième temps, l’effet de la quantité de carnosine musculaire sur différents caractères de qualité de la viande a aussi été étudié. Ces résultats nous démontrent que les porcs ayant des niveaux de carnosine élevés, présentent également une meilleure qualité de la viande, tel que démontré par un pH à 24h plus élevé, une meilleure capacité de rétention d’eau et une diminution des indices de couleur b* (couleur jaune) et L* (luminance).Enfin, une recherche de polymorphismes d’ADN a aussi été effectuée sur quatre gènes cibles (CARNS1, SLC6A6, SLC15A3 et SLC15A4) ayant un fort potentiel d’affecter les niveaux de carnosine musculaire. Les séquences codantes et 3’UTR de chacun de ces gènes ont tout d’abord été séquencées sur une population restreinte de 28 Duroc, 27 Landrace et 30 Yorkshire, incluant des porcs présentant de faibles et de hauts niveaux de carnosine musculaire. Un total de 27 SNPs ont été identifiés pour ces quatre gènes. De ce nombre, quatre SNPs furent sélectionnés pour effectuer le génotypage de la population entière (n = 590). De ces SNPs, deux entrainent un changement d’acide aminé dans le gène SLC15A4 (SNP c.658A>G : Ile220Val; SNP c.818G>A : Ser273Asn)) et deux autres SNPs dans le gène SLC15A3 se retrouvent sur un site reconnu par un micro-ARN (c.*35C>T and c.*52C>T). Des analyses d’association ont ensuite été effectuées afin de déterminer l’effet des différents SNPs et diplotypes sur les caractères de qualité de la viande et sur les niveaux de carnosine et d’ansérine (analogue méthylé de la carnosine). Nos résultats démontrent qu’une sélection en faveur du génotype c.658AA ou du diplotype AA/GG pour le gène SLC15A4 résulterait en une augmentation de carnosine musculaire et une amélioration de certains paramètres de qualité de la viande tels que la couleur, la rétention d’eau et le pH à 24 h. Collectivement ces résultats montrent que les porcs présentant de hauts niveaux de carnosine musculaire présentent également une meilleure qualité de la viande. De plus, les niveaux d’expression de certains gènes du métabolisme de la carnosine sont modulés selon la race de porc (influence génétique possible) et aussi selon le contenu de carnosine musculaire. Enfin, une amélioration générale de la qualité de la viande serait possible par la sélection d’allèles favorables du gène SLC15A4. Cependant, les fréquences observées pour les allèles mineures du SNP c.658A>G (i.e. Duroc, 0.01; Landrace, 0.09) suggèrent une amélioration génétique limitée chez les Duroc et les Landrace.