La production porcine utilisant des antibiotiques, il est primordial d'évaluer son impact sur la présence d'entérobactéries résistantes aux antibiotiques. L'objectif du projet était d'évaluer l'impact d'un traitement de chlortétracycline administré à des porcs trois semaines après le sevrage sur l'abondance des entérobactéries résistantes aux antibiotiques et sur leur contenu en gènes de résistance. Pour y répondre, 600 porcelets ont été séparés en deux groupes à l'entrée en pouponnière. Un groupe a reçu une alimentation supplémentée en chlortétracycline (660 mg/kg d'aliment) pendant 21 jours, alors que l'autre groupe a reçu une alimentation sans antibiotiques. Des échantillons de fèces et des frottis du groin ont été récoltés 16, 38, 45, 98 et 143 jours après le sevrage. Les entérobactéries totales ainsi que celles résistantes à la tétracycline, au cotrimoxazole ainsi qu'au céfotaxime ont été dénombrées. Un sous-ensemble d'entérobactéries a été isolé et testé pour sa susceptibilité à 24 antibiotiques. Le génome bactérien de certains isolats a été séquencé. L'abondance des entérobactéries totales ainsi que celles résistantes au cotrimoxazole étaient plus élevée 16 jours après le sevrage (P < 0,05). Les entérobactéries résistantes au céfotaxime étaient plus abondantes chez tous les porcs en engraissement (jours 98 et 143; P < 0,05). Le profil de résistance des isolats était différent selon le milieu de sélection et le type d'échantillon. Le contenu en gènes de résistance était similaire entre les deux groupes. Les gènes tetA et tetB étaient les déterminants de la résistance à la tétracycline les plus prévalent et ont été identifiés sur des plasmides à proximité d'autres gènes de résistance. L'administration de chlortétracycline en pouponnière n'a pas eu d'impact significatif, sauf pour l'abondance des entérobactéries fécales résistantes au céfotaxime en période de finition. Il est tout de même primordial d'utiliser tous les antibiotiques judicieusement en raison du potentiel de co-sélection de résistances. / Since swine industry uses antibiotics, it is primary to assess the impact of this use on the presence of antibiotic-resistant enterobacteria. The aim of this study was to evaluate the impact of a chlortetracycline treatment given to pigs three weeks after weaning on the abundance of enterobacteria and their antibiotic resistance genes content. To achieve this goal, 600 weaners were split into two groups when arriving in nursery. One group was fed, for 21 days, a diet supplemented with chlortetracycline (660 mg/kg of feed), while the other group received an antibiotic-free diet. Samples of feces and swabs of snouts were collected 16, 38, 45, 98 and 143 days after weaning. Total enterobacteria as well as tetracycline-, co-trimoxazole- and cefotaxime-resistant enterobacteria from samples were counted. A subset of enterobacteria was isolated and tested for its susceptibility to 24 antibiotics. Some of those enterobacteria isolates were whole-genome sequenced. Abundance of total enterobacteria as well as co-trimoxazole-resistant enterobacteria was higher 16 days after weaning (P < 0.05). Cefotaxime-resistant enterobacteria were more abundant for all pigs in fattening (days 98 and 143; P < 0.05). Antibiotic resistance profiles of the isolates were different according to the selection medium used and the sample type. The content of antibiotic resistance genes was similar between both groups. tetA and tetB genes were the most prevalent determinants for tetracycline resistance and were identified on plasmids near other antibiotic resistance genes. The administration of in-feed chlortetracycline in nursery pigs did not have a significant impact, except for the abundance of fecal cefotaxime-resistant enterobacteria found in finishing phase. It is still primary to use all antibiotics wisely since there are risks for co-selection of resistance.

Le développement des follicules, des ovocytes et des embryons sont des processus biologiques qui contrôlent la possibilité de devenir un organisme vivant. La maturation des ovocytes est un événement tout à fait unique avec deux divisions asymétriques, la méiose, mais également caractérisée par l'arrêt de la transcription et le stockage des transcrits et des protéines nécessaires au développement embryonnaire précoce. Comme nous le savons, le liquide folliculaire forme partie du micro environnement autour de l'ovocyte et influence la compétence de l'ovocyte. Cependant, la composition du liquide folliculaire peut changer sous divers statuts nutritionnels, tels que l'obésité chez l'homme et un bilan énergétique négatif chez les vaches et les truies. Ces modifications moléculaires du liquide folliculaire induites par les conditions métaboliques maternelles peuvent affecter la qualité des ovocytes, le développement embryonnaire et peuvent par la suite provoquer des troubles métaboliques et autres maladies chez les prochaines générations. Ces dernières années, de nouvelles études se sont concentrées sur les effets de contextes nutritionnels anormaux, p.ex., niveaux élevés d'acides gras non estérifiés (AGNE), sur les cellules de la granulosa, les cellules du cumulus, les ovocytes et le développement précoce de l'embryon chez diverses espèces, notamment chez l'homme, la souris et le bétail. Dans cette thèse, le porc a été utilisé comme modèle expérimental. Le porc est un excellent modèle pour étudier l'impact de la nutrition sur la fonction ovarienne chez l'homme, puisqu'il existe de nombreuses similitudes entre les porcs et l'homme telles que la physiologie digestive et la durée approximative de la maturation in vitro (IVM). En outre, les niveaux élevés d'AGNE induits par la nutrition existent également pendant la lactation chez les porcs. Enfin, les embryons de porc peuvent être générés in vitro et leur étude n'est pas soumise aux mêmes limitations éthiques que les humains. Pour mieux comprendre les effets de niveaux élevés d'AGNE au cours de la maturation des ovocytes chez le porc, des ovocytes porcins ont été exposés au milieu de maturation in vitro contenant une combinaison de niveaux élevés d'AGNE. Des puces à ADN ont été utilisées pour obtenir des informations globales sur les schémas transcriptomiques et de méthylation de l'ADN des blastocystes provenant des ovocytes exposés aux AGNE. Afin de mieux mimer un environnement folliculaire fonctionnel lors de la maturation, des ovocytes exposés aux AGNE ont été co-cultivés ou non avec des cellules de la granulosa porcine issues de follicules de taille moyenne (diamètre entre 3 et 5 mm). Pour capturer la réponse des cellules de la granulosa aux AGNE, les informations transcriptomiques des cellules de la granulosa co-cultivées ont également été étudiées. Le travail réalisé dans cette thèse nous a permis de mettre en évidence et d'expliquer les impacts de niveaux élevés d'AGNE folliculaires sur les blastocystes issus d'ovocytes exposés aux AGNE et les cellules de la granulosa co-cultivées. Les ovocytes exposés aux AGNE ont moins de potentiel de se développer en blastocystes, et les blastocystes dérivés ont montré une inflammation, plus d'apoptose, et des changements métaboliques des schémas transcriptomiques et de méthylation de l'ADN. La méthylation différente de l'ADN ouvre la possibilité de transmettre les impacts induits par les AGNE aux générations suivantes. Lorsque les voies affectées des blastocystes provenant d'ovocytes avec coculture de cellules de la granulosa ont été comparées à celles sans coculture, davantage de voies anti-inflammatoires ont été observées dans des conditions de coculture, suggérant le rôle protecteur des cellules de la granulosa dans la diminution des effets néfastes des AGNE sur les ovocytes. En examinant le transcriptome des cellules de la granulosa avec ou sans AGNE, nous avons observé que les cellules de la granulosa étaient capables d'atténuer les effets néfastes des AGNE sur les ovocytes par la régulation du métabolisme, des facteurs anti-inflammatoires et l'inhibition de la transition épithéliale-mésenchymateuse. Le dernier chapitre résume le métabolisme des acides gras dans les ovocytes, les cellules folliculaires et les embryons, et traite également des effets néfastes de l'exposition aux AGNE pendant la maturation in vitro sur les ovocytes, les cellules folliculaires et les embryons. Les informations dérivées des résultats mettent en évidence les effets néfastes des niveaux élevés d'AGNE dans le liquide folliculaire induits par l'état nutritionnel maternelle avec un aperçu global des schémas transcriptomiques et de méthylation de l'ADN chez les porcs. Ensuite, le rôle des cellules de la granulosa dans la protection des ovocytes envers l'environnement défavorable des acides gras en excès est proposé. Les connaissances acquises donnent une idée du métabolisme du niveau élevé d'acides gras dans les follicules et suggèrent l'importance d'une concentration appropriée d'acide gras pendant la folliculogenèse et la maturation des ovocytes. / The development of follicles, oocytes, and embryos are the biological processes that control the possibility to become a living organism. The oocyte maturation is a quite unique event with two asymmetric cleavages, the meiosis, but also characterized by the arrest of transcription and the storage of transcripts and proteins required for early embryonic development. As we know, the follicular fluid is part of the microenvironment surrounding the oocyte and influences the oocyte competence. However, the composition of follicular fluid may change under various nutrition statuses, such as obesity in humans and negative energy balance in cows and sows. These maternal metabolic conditions induce follicular fluid changes may affect oocyte quality, embryonic development, and subsequently cause metabolic problems and diseases in the next generations. In recent years, new studies focused on the effects of abnormal nutrition contexts, e.g., elevated levels of non-esterified fatty acids (NEFAs), on granulosa cells, cumulus cells, oocytes, and early embryo development in various species including humans, mice, and cattle. In this thesis, the pig was used as the experimental model. The pig is an excellent model to study the impacts of nutrition on human ovarian function since there are many similarities between pigs and humans, such as digestive physiology and approximate length of in vitro maturation (IVM). Besides, the nutrition-induced elevated levels of NEFA also exist during the lactation in pigs. Finally, porcine embryos can be generated in vitro and are not subjected to the same ethical limitations as human embryos. To better understand the effects of elevated levels of NEFAs during oocyte maturation in pigs, porcine oocytes were exposed to an in vitro maturation medium containing a combination of high level of NEFAs. Microarrays were used to draw global information of the transcriptomic and DNA methylation patterns of blastocysts originated from NEFAs' exposed oocytes. To better mimic a functional follicular environment during maturation, oocytes exposed to NEFAs were co-cultured or not with porcine granulosa cells from medium size follicles (diameter between 3 and 5 mm). To capture the response of granulosa cells to NEFAs, the transcriptomic information of the cocultured granulosa cells was also investigated. The work completed in this thesis allowed us to highlight and explain the impacts of elevated levels of follicular NEFAs on the blastocysts originated from NEFAs-exposed oocytes and the cocultured granulosa cells. NEFAs-exposed oocytes have less potential to develop into blastocysts, and the derived blastocysts showed inflammation, more apoptosis, and metabolic changes both in transcriptomic and DNA methylation patterns. The altered DNA methylation opens the possibility of transmitting the NEFAs-induced impacts to subsequent generations. When the affected pathways of blastocysts originated from oocytes cocultured with granulosa cells were compared to those without coculture, more anti-inflammatory pathways were observed in coculture condition, suggesting the protective role of granulosa cells in decreasing the detrimental effects of NEFAs on oocytes. Looking at the granulosa cell transcriptome with or without NEFAs, we observed that the granulosa cells were able to attenuate the adverse effects of NEFAs on oocytes through regulation of metabolism, anti-inflammatory factors, and inhibition of the epithelial-mesenchymal transition. The last chapter summarizes the metabolism of fatty acids in oocytes, follicular cells, and embryos, and also discusses the adverse impacts of exposure to NEFAs during IVM on oocytes, follicular cells, and embryos. The information derived from the results highlights the detrimental impacts of maternal nutrition-induced elevated NEFAs levels in follicular fluid with a global overview of the transcriptomic and DNA methylation patterns in pigs. Then the role of granulosa cells in protecting the oocytes from the adverse environment of excess fatty acids is proposed. The acquired knowledge provides the idea about the metabolism of the high level of fatty acids in follicles and suggests the importance of a suitable concentration of fatty acids during folliculogenesis and oocyte maturation.

La couverture du risque de prix via les marchés à terme constitue un outil permettant aux agriculteurs d'endiguer les conséquences financières de la volatilité des prix des produits agricoles. Plusieurs critères ont été développés dans la littérature afin de guider les décisions de couverture de manière optimale. Cependant, ces approches reposent sur une conception limitée du risque et de ses conséquences financières du point de vue de l’exploitation agricole. S’enquérant du cas des producteurs porcins finisseurs du Québec, la présente thèse élabore un critère de couverture conjuguant le risque de prix encouru et dénoté par une mesure de valeur à risque (VaR), au risque de prix soutenable pour l’entreprise. Des simulations de couverture de risque comparant l’efficience du critère par rapport à l’absence de couverture et par rapport à l’efficience des critères alternatifs du ratio de couverture optimal et de la marge cible pour différents profils d’entreprises sont réalisés sur une période de 14 années, soit de 2006 à 2019. Les résultats montrent qu’en moyenne, le critère VaR proposé améliore la marge de sécurité sur charges (MSC) des entreprises de manière statistiquement significative. Le critère est également plus efficient que les critères alternatifs pour certains profils d’entreprises, bien que l’ampleur de l’effet soit faible à modéré. L’amélioration de la situation financière découlant de l’application du critère VaRest cependant plus prononcée lors d’épisodes de hausses marquées du prix des intrants. De plus, la méthodologie développée permet de soulever que même si la couverture mène à une diminution marquée du risque tel que défini par la mesure conventionnelle de variance des rendements, ses impacts tels que mesurés par la MSC sont considérablement moindres. Ceci souligne que la mesure d’efficience choisie peut ne pas refléter les impacts de la couverture sur la situation financière réelle de l’entreprise. La thèse contribue à la littérature portant sur l’application de la VaR en agroéconomie en offrant une description détaillée des répercussions de la couverture du risque du point de vue de l’entreprise agricole. Des pistes de réflexions quant à la mesure du risque de prix et d’efficience de la couverture à utiliser sont également proposées. / Hedging price risk using futures markets is a tool that farmers can use in order to decrease the consequences of agricultural commodity price volatility. Numerous criteria have been developed by authors as a means to optimize hedging decisions. However, these approaches are based on a limited conceptualization of risk and of its financial consequences from the view point of the farm as an enterprise. This thesis develops a hedging criterion that combines the incurred price risk denoted by a value-at-risk (VaR) measure and the price risk the farm can sustain and applies the method to the case of Quebec hog finishers. Hedges are simulated for various farm profiles over a 14-year period (2006 to 2019) and an effectiveness measure is compared with the absence of hedging and that of alternative criteria, namely the optimal hedge ratio and the target margin. Results show that on average, the VaR criterion improves the security margin on cost (SMC) of farms in a statistically significant way and is more effective than the alternative criteria for certain farm profiles, albeit to a small to moderate degree. Improvements with regard to the financial situation of farms following the application of the VaR criteria are more pronounced during episodes of markedly rising input prices. Moreover, the developed methodology signals that even if hedging leads to a large decrease of risk as measured by the variance of returns, its impacts as measured by the SMC are considerably less. This suggests that the chosen effectiveness measure may not reflect the impacts of hedging on the actual financial situation of the farm. This thesis contributes to the literature concerned with the use of VaR in agricultural economics by addressing price hedging from a clinical rather than inferential level of analysis. A more detailed account of the repercussions of hedging on farm finances is presented and potential avenues with regard to price risk and hedging effectiveness measurement are offered.

Ces dernières années, la structure du secteur porcin du Québec a connu des changements notables avec une prise d’ampleur des modes de coordination verticale étroits. Dans le secteur porcin en général, des études évoquent les risques de marché comme principales raisons pouvant justifier une tendance à la contractualisation. Le secteur porcin québécois qui est intégré au marché nord-américain est un preneur de prix et n’échappe pas aux effets des variations de prix sur ce marché. Dans ce contexte, notre étude cherche à identifier les principaux modes de coordination verticale au sein de l’industrie porcine du Québec ainsi que les principaux risques qui menacent les producteurs puis évaluer l’effet des risques de marché sur le choix de mode de coordination vertical. Pour ce faire, nous avons exploité des données secondaires et interrogé les producteurs via des enquêtes web et téléphoniques. Les enquêtes ont concerné des producteurs sous contrat et des producteurs indépendants. Suite à des analyses descriptives et une régression logistique, les principaux résultats de notre recherche révèlent que toutes les catégories de producteurs de porcs du Québec perçoivent les risques de fluctuation des prix des grains et du porc comme des risques majeurs qui affectent leurs activités. Cependant, leurs choix de modes de coordination verticale sont significativement influencés par leurs niveaux d’aversion vis-à-vis de ces deux risques. Mots clés : Porc, risques de marché, coordination verticale, enquêtes, Québec.

Cette étude visait à évaluer le potentiel de valorisation agricole de fractions solides de lisier de porcs (FSLP) issues de systèmes de traitement, sur les bases de la productivité et de la qualité des sols. Les résultats obtenus au terme d'un essai au champ indiquent que l'application de la FSLP a rapidement stimulé l'agrégation du loam limoneux Le Bras, en plus d'accroître ses activités biologique et enzymatique. Des taux élevés de minéralisation de l'azote ont également été observés. Toutefois, compte tenu du caractère temporaire de ces effets, des apports répétés dans le temps seront nécessaires. Lors d'un second essai en cabinets de croissance, des rendements supérieurs en ray-grass et une activité microbienne plus importante ont été obtenus avec l'argile Ste-Rosalie. De même, la FSLP issue du traitement aérobie thermophile a conduit à des rendements supérieurs ainsi qu'à une plus grande disponibilité de l'azote pour la culture, en raison de son contenu élevé en N total et en C facilement minéralisable.

Actinobacillus pleuropneumoniae et Streptococcus suis sont des bactéries pathogènes entraînant des maladies porcines mortelles et des pertes économiques importantes dans l’industrie porcine mondiale. Ces bactéries sont notamment reconnues pour leur implication dans certaines maladies pulmonaires porcines, dont la pneumonie, et leurs mécanismes de pathogénicité ne sont pas parfaitement élucidés. De ce fait, nous nous sommes intéressés à l’activité de ces deux bactéries sur la barrière épithéliale de la trachée du porc, soit un modèle représentatif de la première ligne de défense des voies respiratoires supérieures du porc. Plus précisément, nous avons étudié la capacité d’A. pleuropneumoniae et de S. suis à induire une perte d’intégrité de la barrière épithéliale, à la traverser, et à induire une réponse inflammatoire. En considérant les cytokines pro-inflammatoires sécrétées par les cellules épithéliales en présence de ces bactéries pathogènes, les effets du TNF-α sur la barrière épithéliale ont également été analysés. Nous avons démontré qu’A. pleuropneumoniae, S. suis et le TNF-α sont aptes à induire des dommages importants à la barrière épithéliale et à permettre la translocation de ces bactéries pathogènes à travers cette barrière. Ces résultats suggèrent que la barrière épithéliale puisse représenter une cible thérapeutique contre les infections engendrées par les bactéries pathogènes environnantes afin de limiter leur capacité d’invasion. Pour ce faire, il serait nécessaire d’investiguer davantage les facteurs de virulence de ces bactéries contribuant à la perte d’intégrité de la barrière épithéliale des voies respiratoires supérieures du porc afin d’élaborer de potentiels thérapies ciblées inhibant leur pathogénicité

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / Les micro-minéraux, y compris le zinc (Zn) et le cuivre (Cu) sont couramment ajoutés dans les aliments en raison de leurs rôles physiologiques divers et afin supporter la croissance des porcs. La digestion et l'absorption du Zn et du Cu dépendent toutefois de différents facteurs, dont leur concentration dans les aliments, la forme du supplément minéral ou la présence de composantes, comme les phytates ou les fibres. L'incorporation d'enzymes exogènes comme la phytase ou la xylanase, qui dégradent respectivement les phytates et les fibres peut donc agir sur la disponibilité des nutriments, dont le Zn et le Cu. Afin d'étudier le rôle des composantes nutritionnelles sur la digestibilité du Zn et du Cu, différentes approches expérimentales ont été utilisées dans cette thèse, dont l'approche méta-analytique et l'expérimentation animale. Dans un premier temps, l'approche méta-analytique a été utilisée pour quantifier l'impact de la supplémentation en Zn et Cu (forme et concentration) et de facteurs alimentaires sur le contenu apparent digestible en Zn et Cu. Les résultats ont montré que le contenu digestible en Zn et Cu dépend du niveau de supplémentation alimentaire en ces micro-minéraux, la forme (inorganique versus chélatée) ayant un effet limité sur la digestibilité du Zn et du Cu. Pour le Zn, la relation entre de le niveau de supplémentation et le contenu digestible a montré un maximum du contenu digestible avec un apport de 100-110 mg/kg. Pour le Cu, cette relation était linéaire suggérant une digestibilité constante se situant entre 39 et 45 %. La méta-analyse a également permis de quantifier l'effet antagoniste du Zn sur la digestibilité du Cu avec une baisse de 0,021 mg de Cu digestible/kg d'aliment par l'ajout de 1 mg/kg de Zn. Le contenu digestible en Zn est également influencé positivement par la supplémentation en phytase, confirmant que la dégradation des phytates affecte positivement la digestibilité du Zn. À la suite de la méta-analyse, un premier essai expérimental a été effectué visant à évaluer l'impact des différentes doses de Zn et de Cu sur la digestibilité des micro-minéraux et d'autres nutriments chez le porc en croissances. Les résultats de la méta-analyse montraient le manque de données sur les interactions spécifiques entre le Zn et le Cu à des concentrations alimentaires entre les concentrations « physiologiques » et les doses « élevées ». Les résultats obtenus ont montré que la digestibilité iléale apparente et la digestibilité totale apparente du Cu et du Zn augmentaient avec leur niveau alimentaire (Zn, 100 vs 500 mg/kg) (Cu, 40 vs 80 mg/kg). Contrairement aux résultats de la méta-analyse, la hausse de la concentration en Zn a augmenté la digestibilité du Cu suggérant que des mécanismes différents agissent à ces niveaux de Zn et Cu. Il a été également démontré que les niveaux de Cu et de Zn agissent sur les mécanismes de digestion d'autres nutriments, comme le Ca et le P, et la dégradabilité des fibres. Dans la suite de cet effet sur la fibre, un deuxième essai expérimental visait à évaluer l'effet d'un supplément composé d'une combinaison de xylanase et protéase et des concentrations alimentaires de Zn et de Cu sur leur digestibilité et celle d'autres nutriments. Les résultats ont montré que l'ajout de xylanases et de protéases dans les régimes alimentaires modifiait la digestibilité colique des nutriments tels que la fibre NDF, la matière sèche, la protéine brute et le Cu mais cet effet dépendait du niveau alimentaire de Zn et de Cu. En résumé, ce travail a permis de confirmer que les teneurs en Zn et Cu influençaient leur digestibilité mais que ces effets variaient selon les niveaux considérés suggérant que des mécanismes d'absorption différents seraient impliqués selon l'apport en micro-minéraux. Les enzymes, comme la phytase et les xylanase/protéase, ont un effet positif sur la digestibilité du Zn et du Cu montrant une interaction négative entre les phytates, les fibres et les micro-minéraux. Finalement, la teneur en Zn et Cu semble influencer la dégradation de la fibre, suggérant une possible altération du microbiote par les micro-minéraux. / Micro-minerals, including zinc (Zn) and copper (Cu), are commonly added to foods due to their various physiological roles in supporting pig growth. However, the digestion and absorption of Zn and Cu depend on factors such as their concentration in foods, the form of the mineral supplement, or the presence of components such as phytates or fibers. The incorporation of exogenous enzymes like phytase or xylanase, which respectively degrade phytates and fibers, can affect the availability of nutrients, including Zn and Cu. To study the role of nutritional components on the digestibility of Zn and Cu, different experimental approaches were used in this thesis, including meta-analytical and animal experimentation. First, the meta-analytical approach was used to quantify the impact of Zn and Cu supplementation (form and concentration) and dietary factors on the apparent digestible content of Zn and Cu. The results showed that the digestible content of Zn and Cu depends on the level of dietary supplementation with these micro-minerals, with the form (inorganic vs. chelated) having a limited effect on the digestibility of Zn and Cu. For Zn, the relationship between supplementation level and digestible content showed a maximum digestible content with an intake of 100-110 mg/kg. For Cu, this relationship was linear, suggesting a constant digestibility ranging between 39 and 45%. The meta-analysis also quantified the antagonistic effect of Zn on the digestibility of Cu, with a decrease of 0.021 mg of digestible Cu/kg of feed per addition of 1 mg/kg of Zn. The digestible content of Zn is also positively influenced by phytase supplementation, confirming that phytate degradation positively affects Zn digestibility. Following the meta-analysis, a first experimental trial was conducted to evaluate the impact of different doses of Zn and Cu on the digestibility of micro-minerals and other nutrients in growing pigs. The results of the meta-analysis showed a lack of data on specific interactions between Zn and Cu at dietary concentrations between "physiological" concentrations and "high" doses. The results obtained showed that the apparent ileal digestibility and total apparent digestibility of Cu and Zn increased with their dietary level (Zn, 100 vs. 500 mg/kg) (Cu, 40 vs. 80 mg/kg). Contrary to the results of the meta-analysis, the increase in Zn concentration increased Cu digestibility, suggesting that different mechanisms act at these levels of Zn and Cu. It was also demonstrated that the levels of Cu and Zn affect the digestion mechanisms of other nutrients, such as Ca and P, and fiber degradability. Following this effect on fiber, a second experimental trial aimed to evaluate the effect of a supplement composed of a combination of xylanase and protease and dietary concentrations of Zn and Cu on their digestibility and that of other nutrients. The results showed that the addition of xylanases and proteases in the diets modified the colonic digestibility of nutrients such as NDF fiber, dry matter, crude protein, and Cu, but this effect depended on the dietary level of Zn and Cu. In summary, this work confirmed that Zn and Cu levels influenced their digestibility but that these effects varied depending on the levels considered, suggesting that different absorption mechanisms would be involved depending on the intake of micro-minerals. Enzymes, such as phytase and xylanase/protease, have a positive effect on the digestibility of Zn and Cu, showing a negative interaction between phytates, fibers, and micro-minerals. Finally, the content of Zn and Cu seems to influence fiber degradation, suggesting a possible alteration of the microbiota by micro-minerals.

L’augmentation du coût des ingrédients de base des aliments pour porcs a permis à certains ingrédients alternatifs de se tailler une place sur les marchés nord-américains de l’alimentation animale. En effet, leur utilisation judicieuse en production porcine peut représenter un atout économique important. Toutefois, l’usage d’ingrédients alternatifs est limité dans les aliments pour porcs, notamment à cause leur effet parfois négatif sur la qualité de la carcasse ainsi que de leur teneur élevée en fibres alimentaires, peu valorisées par les monogastriques. Ce projet avait comme objectif de mieux comprendre l’impact de l’usage des ingrédients alternatifs disponibles dans l’Est du Canada afin de diminuer les coûts d’alimentation, sans modifier les performances de croissance chez le porc. Plus précisément, le projet visait à évaluer l’impact de différents types de fibres (solubles et insolubles) et de la supplémentation en xylanase, une enzyme exogène, sur la digestibilité iléale apparente des composants nutritionnels ainsi que sur les performances de croissance et la composition corporelle chez le porc en croissance-finition. Pour ce faire, deux expérimentations ont été réalisées. La première était un essai de digestibilité réalisé à l’aide de porcs canulés chez lesquels la digestibilité iléale apparente a été mesurée pour différents aliments variant en leur teneur et leur type de fibres, et selon l’addition ou non de xylanase. La seconde expérimentation consistait en un essai de croissance chez le porc en finition afin de mesurer ces mêmes traitements sur les performances de croissance, la composition corporelle et la qualité du gras. Les résultats obtenus montrent que les niveaux élevés de fibres alimentaires utilisés n’ont pas eu d’effets majeurs sur la digestibilité iléale apparente des nutriments et de l’énergie, sur la composition corporelle et sur les performances de croissance des animaux. De plus, l’ajout de xylanase dans les aliments a eu peu d’effets sur les critères mesurés

L'approche présentement utilisée en évaluation du risque toxicologique est basée sur les tests de toxicité classiques tels que l'observation de signes cliniques visibles ou de pathologies évidentes. Cette approche est efficace pour déterminer les principaux symptômes associés à une exposition au produit de même que pour évaluer les concentrations auxquelles les animaux peuvent être exposés sans présenter d'effets secondaires apparents. Toutefois, elle ne fournit aucune information précise sur le où, le quand et le comment la toxicité apparaît, ni sur les éventuels effets à long terme pour l'individu ou pour sa descendance. Pour pallier ces lacunes, une nouvelle branche de la toxicologie s’est développée, favorisée par l’avancement des technologies : la toxicogénomique. Cette discipline s’intéresse aux impacts globaux d’un produit sur le génome et permet d’obtenir des informations sur les processus moléculaires affectés. La toxicogénomique s’inscrit donc comme une méthode complémentaire aux méthodes de toxicologie classique. L’objectif de cette thèse est de déterminer si l’embryon préimplantatoire porcin est un bon modèle toxicogénomique pour évaluer les sous-produits de la chloration et l’éthanol aux concentrations auxquelles l’humain est exposé quotidiennement. Pour ce faire, nous avons exploré différentes facettes de la toxicogénomique en intégrant la sensibilité de l'embryon préimplantatoire porcin à la puissance des biopuces transcriptomiques et épigénétiques développées dans notre laboratoire. L'avantage du jeune embryon est qu'il a le potentiel d'exprimer l'ensemble des voies de signalisation permettant ainsi de l'utiliser comme modèle pour identifier les modes d'action de produits toxiques chez des individus adultes et dans l'ensemble de ses organes. Le modèle que nous avons développé est donc un système de dépistage toxicogénomique permettant d'identifier les modes d'action de molécules toxiques et de mieux comprendre la façon dont elles induisent leurs effets néfastes sur la santé. Pour confirmer l'efficacité du modèle, nous avons exposé des embryons à de faibles concentrations de sous-produits de la chloration (bromodichlorométhane et acide dichloroacétique) et à de l’éthanol. Les concentrations utilisées correspondent à une exposition réaliste pour l'humain. Les résultats obtenus suggèrent que l’embryon préimplantatoire est vulnérable aux contaminants de son environnement et que les mécanismes adaptatifs qu’il active afin d’assurer sa survie sont compatibles avec les effets secondaires de ces produits chez l’humain exposé in utero. Tous les produits testés ont réduit le taux de survie des embryons et ont modifié leur profil transcriptomique. Toutefois, chaque produit a induit des voies de signalisation différentes, suggérant des modes d’action spécifique pour chaque produit et montrant la plasticité de la réponse embryonnaire. En somme, les résultats présentés dans cette thèse montrent que les mécanismes activés par l'embryon afin de survivre aux assauts des produits toxiques de son environnement nous fournissent des pistes d'explication quant aux modes d'action des molécules. Ces résultats supportent l'idée que les outils de toxicogénomiques combinés à l'utilisation d'un modèle hautement sensible à son environnement devraient être utilisés en évaluation du risque. / The current approach in toxicological risk assessment relies on traditional toxicity testing such as evaluation of clinical signs or pathological changes. This approach effectively provides concentrations to which an animal can be exposed without expecting any adverse outcome. However, it does not provide precise information on where, how and when toxicity occurs, as well as whether any long-term and trans-generational effects that may occur. To address this shortcoming, a new branch of toxicology recently appeared, helped by the development of technology: toxicogenomic. This field of research focuses on the global genome impact of a toxicant and provides information regarding the molecular pathways affected. Thus, toxicogenomic is complementary to classical methods. The objective of this thesis was to demonstrate that the preimplantation porcine embryo is an effective toxicogenomic model to evaluate the chlorination by-products and ethanol at environmentally-relevant concentrations. To conduct our experiments, we integrated the sensitivity of the preimplantation porcine embryo to powerful transcriptomic and epigenomic microarrays developed in our laboratory. The advantage of the early embryo is its capacity to express a plethora of pathways whilst serving as a relevant model for human. The result is a toxicogenomic screening system that better identifies the mode of action of toxicants that induce adverse health outcomes. We exposed embryos to either 0.2% ethanol or chlorination by-products found in drinking water, bromodichloromethane (BDCM) and dichloroacetic acid (DCAA). The concentrations used were similar to human exposure. Our results suggest that the preimplantation embryo is vulnerable to the toxicants present in its environment and that the adaptive mechanisms it activates are compatible with the adverse outcomes observed in human exposed in utero. All tested products induced a decreased in embryonic survival and significant modification in the transcriptomic profile. However, each product induced specific pathways, suggesting a different mode of action and demonstrating the plasticity of the embryonic response. In summary, the results presented in this thesis provide information on the mechanisms activated by the embryo in order to survive following exposure to toxicants and give insight on the mode of action of these molecules. These results support the use of toxicogenomic tools combined to sensitive animal model in risk assessment.

Les procédures appliquées avant l'abattage des animaux influencent directement la qualité de la viande en modulant l'état physiologique des porcs; ainsi, l’augmentation de la température corporelle, les taux élevés de lactate sanguin et l'épuisement des réserves de glycogène entre autres, occasionnent la majorité des baisses de qualité. L'objectif de cette thèse était de valider des outils indicateurs de stress porcin pour les fermes et les abattoirs. Ceux-ci seraient appliqués à la surveillance du bien-être animal et à la prédiction de variation de qualité de la viande porcine au niveau commercial. Premierement, les résultats de la thèse ont permis de conclure qu'un des outils développés (analyseur portatif de lactate) mesure la variation du niveau de lactate sanguin associé à l'état physiologique des porcs dans la phase péri-mortem et aide à expliquer la variation de la qualité de la viande chez le porc à l’abattoir, en particulier dans les muscles du jambon. Deuxièmement, les résultats des audits du bien-être animal appliqués de la ferme à l’abattoir ont démontré que la qualité du système d’élevage à la ferme d'origine et les compétences du chauffeur de camion sont d’importants critères affectant la réponse comportementale des porcs à la manipulation avant l'abattage. Ces résultats ont également démontré que les conditions de logement à la ferme (la faible densité et l’enrichissement dans les enclos), le comportement des porcs en période pré-abattage (glissade), ainsi que les interventions du manipulateur (utilisation du bâton électrique) dans la zone d’étourdissement de l’abattoir affectent négativement la variation de la qualité de la viande. L’application des protocoles d’audits dans la filière porcine a également démontré que le respect des critères de bien-être animal fixés par un outil de vérification est primordiale et permet de contrôler les conditions de bien-être des porcs à chaque étape de la période pré-abattage, de produire une viande de qualité supérieure et de réduire les pertes. Les audits de bien-être animal sont donc un outil qui apporte des resultats très pertinents pour aider a éviter les variations de la qualité de la viande chez le porc. Troisièmement, la thermographie infrarouge s'est avéré être une technique prometteuse permettant d’évaluer la variation de température corporelle de l’animal pendant et après un stress physique, en particulier lorsque cette mesure est prise derrière les oreilles. En conclusion, les outils validés à travers cette thèse représentent des méthodologies non invasives et potentiellement complémentaires à d'autres approches d'évaluation de l'état physiologique et du bien-être animal par rapport au stress, permettant de réduire les pertes de qualité de viande (par exemple en utilisation conjointe avec le niveau de lactate sanguin et les indicateurs de stress comportemental, entre autres). / The majority of meat quality defects are directly related to the preslaughter procedures as it results from the variation of the physiological state of pigs before slaughter, as indicated by changes in body temperature, lactate levels, glycogen reserves, among others. Therefore, the objective of this thesis was to validate tools that could be useful as stress indicators at the farm and at the slaughter plant for animal welfare monitoring and pork quality variation prediction at the commercial level. The results highlighted that the hand-held scout analyzer is capable of measuring blood lactate levels variation associated with the physiological condition of pigs in the peri-mortem phase and may help explain the variation in pork quality, especially in the ham muscles. Likewise, results of the animal welfare audits showed that the quality of the raising system at the farm of origin and the truck driver skills are important sources of variation in the behavioural response of pigs to preslaughter handling. Additionally, on-farm housing conditions (ease of movement), and preslaughter pig behaviour (slips) and handler interventions (electric prod use) during handling in the stunning chute area at the plant as assessed by the audit protocols used in this study, showed to contribute to pork quality variation. Finally, the infrared thermography proved to be a promising technology to assess body temperature variation after physical stress, especially when this measure is taken behind the ears. Overall, the three techniques validated in this thesis represent useful methodologies to complement other techniques in the assessment of animal welfare conditions (e.g. animal behaviour, physiological indicators, etc.) in relation to stress. Being non-invasive and rapid these procedures may be applied to monitor animal welfare prio to slaughter and reduce the incidence of pork quality defects.