L’insémination artificielle (IA) avec semence congelée gagne en popularité depuis quelques années au Québec, surtout dans l’objectif d’améliorer la génétique des troupeaux et de réduire le taux de consanguinité devenu inquiétant dans certaines races présentes au Canada. Son utilisation nécessite l’élaboration d’un protocole de synchronisation des chaleurs efficace. Depuis 2010, un nouvel implant hormonal pour la synchronisation des chaleurs a fait son apparition sur le marché canadien : le CIDRMD (« Controlled Internal Drug Release »). Cependant, aucune étude n’est encore rapportée associant le CIDR et l’IA avec semence congelée dans le contexte de production canadien. L’objectif principal de ce projet était de développer un protocole de synchronisation des chaleurs avec CIDR efficace lorsqu’utilisé avec l’IA par laparoscopie avec semence congelée dans le but d’augmenter la fertilité des brebis Romanov. Trois protocoles ont été comparés : (T14) traitement au CIDR de 14 j avec injection d’eCG la veille du retrait et IA 24 h après le début de l’œstrus; (T5) traitement au CIDR de 5 j avec injection d’eCG et de PGF2α la veille du retrait et IA 24 h après le début de l’œstrus; (Témoin) traitement au CIDR de 14 j avec injection d’eCG au retrait et IA à 48 h du retrait. L’étude a eu lieu sur deux saisons sexuelles (automnes 2012 et 2013) dans quatre bergeries commerciales. Un total de six essais a été effectué sur 360 brebis Romanov. Le CIDR a été très efficace pour induire et synchroniser la venue en chaleur des brebis dans un délai de 27 h suivant le retrait (97,1 %). Toutefois le traitement de synchronisation de 5 j a induit les chaleurs plus tardivement que les traitements de 14 j (T14 et Témoin). Les trois protocoles ont permis l’atteinte de taux de fertilité similaires (73,9, 71,8 et 78,9 % pour T14, T5 et Témoin). L’efficacité (nombre d’agneaux nés/nombre de brebis inséminées) et la prolificité des trois traitements ont aussi été similaires. En conclusion, aucun traitement n’a permis l’atteinte d’un taux de fertilité ou d’efficacité plus élevé. Le traitement à heure fixe du retrait serait le plus approprié pour l’utilisation dans les bergeries commerciales puisqu’il est techniquement plus facile à réaliser dans des conditions commerciales tout en permettant l’atteinte d’un taux de fertilité élevé.

Parce que le cholestérol spermatique influence la résistance des spermatozoïdes à la congélation, nous avons émis l’hypothèse que les spermatozoïdes supplémentés en cholestérol exogène subiraient moins de dommages pendant la cryoconservation améliorant leur pouvoir fécondant après décongélation. Etant insoluble, le cholestérol est incorporé dans la méthyl β-cyclodextrin formant un complexe hydrosoluble, cholestérol lié à la cyclodextrine (CLC). Cette étude à montré que le traitement CLC, dans un dilueur de lait écrémé, améliore la cryorésistance de la semence de bouc en augmentant le niveau de cholestérol spermatique, responsable de la résistance des spermatozoïdes au choc au froid et au stress osmotique, sans affecter la capacitation induite in vitro après décongélation. Par insémination artificielle, les semences ayant subient une augmentation de cholestérol exogène ont montré un meilleur taux de fertilité et de prolificité in vivo par rapport à la semence non traitée. Ces observations suggèrent que le traitement CLC pourrait être utilisé pour améliorer la fertilité des troupeaux et mérite des explorations chez d’autres espèces. Evaluer l’efficacité du CLC sur la cryorésistance de la semence de bélier nous a permis de montrer que le traitement CLC est plus efficace dans un dilueur de lait écrémé par rapport à un dilueur de jaune d’œuf commercial. Toutefois, cette amélioration de la qualité spermatique post-dégel n’est pas suffisante pour induire une augmentation de la fertilité in vivo, suggérant la nécessité d’optimiser le protocole de congélation ou une adaptation du protocole d’insémination. Cependant, combiner le traitement CLC au tréhalose (un cryoprotecteur externe) n’a pas montré d’effet synergique sur l’amélioration de la qualité spermatique post-dégel. Finalement, pour amorcer un transfert technologique nous avons montré que le traitement CLC permet de conserver la qualité spermatique de la semence de bouc en présence de plasma séminal, dont le retrait était recommandé en raison de son effet délétère. De plus, le traitement CLC permet le maintain de la qualité de la semence bouc conservée en frais pendant 24 h à 5°C avant congélation facilitant son transport de la ferme vers le laboratoire. Ces résultats démontrent que le cholestérol joue un rôle crucial et essentiel dans la cryoprotection des semences animales. / Because sperm cholesterol content contributes to their resistance to freezing, we hypothesized that exogenous cholesterol incorporated in sperm reduces cryodamage and thus improves the fertilizing capacity of thawed sperm. Being a lipid, cholesterol is insoluble in aqueous media, rendering difficult to deliver to cells in vitro. Methyl β-cyclodextrin is a carrier molecule that couples to cholesterol to form a water-soluble compound, “cholesterol-loaded cyclodextrin” (CLC) that can transfer the cholesterol into cell membranes. The research within this thesis shows that CLC treatment of goat semen enhances fresh sperm resistance to cold shock and osmotic stress due to the increased cholesterol, involving in sperm cryoresistance in a skim milk-based extender without affecting sperm in vitro capacitation after thawing. A pilot field trial in goats demonstrated that artificial insemination with sperm that underwent increased exogenous cholesterol yielded higher fertility and prolificacy rates in vivo compared to untreated semen. These observations suggest that CLC treatment could be used to improve frozen sperm quality and fertility rate of other species. Using ram sperm, our study demonstrated that CLC treatment was more efficient in a skim milk-based extender compared totraditional egg yolk-based extender. However, in vivo fertility of the ram semen that was cryopreserved in the skim milk-based extender with CLC did not differ from semen that was cryopreserved in egg yolk-based extender without CLC. Further research is warranted to combine CLC with other cryoprotection strategies or to modify the insemination protocol to adequately permit capacitation in vivo. However, using CLC treatment with trehalose, a cell impermeable cryoprotectant, did not demonstrate any synergic effect of the cryoprotectants on thawed sperm quality. Finally, in an effort to develop a protocol for semen cryopreservation that can be accessible to the emerging goat industry in Quebec, a pilot test trial demonstrated that goat sperm treated with CLC are more resistant to exposure to seminal plasma than CLC-free sperm in skim milk-based extender. Additionally, CLC treatment markedly improves the post-thaw quality of the sperm after temporary storage for 24 h prior to processing. Together, these results demonstrated that cholesterol has a fundamental and innovative role in animal semen cryoprotection.

La structure et la texture des aliments solides et leur évolution pendant la digestion affectent leur désintégration et la vitesse de libération et de dégradation des protéines. Il a été démontré que la cinétique de digestion a un impact sur l’utilisation postprandiale des protéines. D'autre part, les différentes variétés de fromages présentent des caractères texturaux, variant de souple à ferme, selon les processus technologiques appliqués pour leur fabrication. Ce projet vise à étudier si, et comment, la structure et la texture des fromages affectent la désintégration et la digestion des protéines des fromages. Des fromages commerciaux de textures différentes ont été choisis pour la première étude. Leur désintégration et la digestion des protéines en modèle in vitro ont été caractérisées. Les résultats ont montré que la phase gastrique de la digestion représente l’étape clef de la désintégration. La désintégration à la fin de la digestion gastrique était corrélée négativement avec certains des paramètres texturaux du fromage initial (cohésion et élasticité). Cependant la désintégration était aussi corrélée positivement à la teneur en lipides du fromage. La libération et la dégradation des protéines variaient entre les fromages, en raison de leurs vitesses de désintégration différentes. La deuxième étude a examiné l’impact des changements de texture fromagère, induits par la réduction de la teneur en lipides du fromage seulement, sur la digestibilité des fromages de type Cheddar et Mozzarella. En réduisant la teneur en lipides du fromage Cheddar, la digestion des protéines était ralentie, en raison de sa désintégration plus lente. Par contre la réduction de la teneur en lipides n’influence pas la digestion des fromages Mozzarella, en raison de la faible réduction de la teneur en lipides du fromage qui joue un rôle limité sur la texture du fromage. La désintégration des fromages à la fin de digestion gastrique et duodénale était non seulement corrélée négativement à la cohésion et l’élasticité du fromage initial, mais aussi à la dureté du fromage initial. La troisième étude a vérifié l'impact du changement de la texture du fromage durant la digestion gastrique et son impact sur la désintégration du fromage, en utilisant les fromages de type Cheddar et Mozzarella, de composition et texture similaires, comme modèles. Dans les premières 15 min de la digestion gastrique, la contrainte de rupture (la pression nécessaire pour engendrer la rupture du fromage) était diminuée rapidement et la désintégration était rapide pour les fromages Cheddar et Mozzarella. De 15 à 120 min de la digestion gastrique, la contrainte de rupture était stable pour le fromage Cheddar, tandis qu’elle était diminuée graduellement pour le fromage Mozzarella. Cependant le fromage Cheddar était peu désintégré tandis que le fromage Mozzarella était désintégré graduellement. Ces résultats suggèrent que certaines variétés de fromages ont des cinétiques de digestion différentes qui influencent la digestion des protéines. / Recently, the food disintegration in stomach was reported to be affected by food structure and texture and their changes during digestion. This phenomenon should affect the kinetics of protein release and degradation in gastro-intestinal tract, which may affect protein postprandial utilization. Cheeses, depending on their processing parameters, have different structural and textural properties. This study aimed to understand how cheese structure and texture affect cheese disintegration and protein digestion during digestion. Firstly, cheese disintegration and cheese protein digestion were characterized for five commercial cheeses presenting different textural properties induced by different technological treatments. This study aimed to understand if cheese texture affects cheese digestibility. Results showed that gastric digestion was the critical step in cheese disintegration. Cheese disintegration at the end of gastric digestion was correlated negatively to cheese springiness and cohesiveness. Meanwhile cheese disintegration was also correlated positively to cheese initial fat content. The protein release and hydrolysis rates during gastric digestion were different among cheeses, related to their different disintegration rates. Secondly, the impact of cheese texture, induced by fat reduction only, on the digestibility of Cheddar and Mozzarella cheeses was studied. With decreasing fat content in Cheddar, the protein digestion slowed down explained by their slower disintegration. However, the reduction of fat in Mozzarella cheese had no impact on cheese disintegration and protein digestion, explained by the low fat reduction which presented limited effect on cheese texture. Cheese disintegration at the end of gastric and duodenal digestion was correlated negatively not only to cheese cohesiveness and springiness, but also to cheese initial hardness. Thirdly, the change of cheese texture during gastric digestion and its further effect on cheese disintegration were studied, using Cheddar and Mozzarella cheeses presenting similar compositional and textural properties as models. Results showed that during the first 15 min of gastric digestion, cheeses showed a sharp decrease of fracture stress (pressure at which the sample crumbles) meanwhile the disintegration was fast. From 15 to 120 min gastric digestion, the fracture stress of Cheddar remained stable while Mozzarella cheese showed a slow but gradual decrease of the fracture stress. During this time, Cheddar cheese was barely disintegrated, meanwhile the disintegration of Mozzarella was gradual. These results suggest that some cheese varieties show different digestion kinetics that modulate the digestion of cheese proteins.

Des traceurs, le Bleu FD&C, la rhodamine WT et la fluorescéine, ont été appliqués le long d’une caténa d’un champ agricole en culture intensive en Beauce comportant une bande riveraine naturellement enherbée. La distribution des traceurs dans la caténa a été mesurée à différentes reprises. Du mouvement digité très rapide s’est produit dans la caténa. Du mouvement préférentiel latéral associé à un changement d’horizon en profondeur, des macropores latéraux associés à d’anciennes souches et une pente de 3 % a été observé. La concentration des traceurs dans le ruisseau, le sol de la bande riveraine et l’eau récoltée par les plaques lysimétriques a été mesurée pendant deux ans. Les solutés sont passés sous et au travers la bande riveraine et ont bougé principalement par voies préférentielles, mais aussi en partie par voies matricielles. En présence de MP, les bandes riveraines ne sont pas efficaces à intercepter les solutés (nitrate, phosphate). Mots clés : Mouvement latéral, traceur, mouvement de solutés, mouvement digité, gestion bénéfique.

L’exposition à l’oxygène durant la croissance de bactéries probiotiques sensibles à ce composé et les conditions rencontrées au cours de la digestion d’aliments ou de suppléments contenant ces bactéries peut causer une diminution importante de leur viabilité. Le but du présent projet était d’étudier les effets de catéchines et d’un extrait de thé vert (ETV) riche en catéchines sur la croissance de microorganismes sensibles à l’oxygène et d’une co-encapsulation bactéries-ETV sur leur survie lors d’une exposition à des conditions gastrointestinales simulées. Il ressort des résultats obtenus que les catéchines n’ont pas eu d’effet significatif sur la croissance des souches étudiées mais que l’ETV a grandement stimulé, en présence d’oxygène, la croissance de la souche Lactobacillus helveticus R0052. De plus, des populations équivalentes de cette souche ont été obtenues, en présence ou absence d’oxygène, lors de fermentations dans un milieu de culture enrichi de 2000 µg/mL d’ETV. Une réduction du potentiel d’oxydo-réduction du milieu par addition d’ETV expliquerait en partie la stimulation de la croissance en présence d’oxygène observée. Des analyses spectroscopiques et par chromatographie en phase gazeuse ont aussi montré une augmentation de l’ordre lipidique et un changement important de la composition en acides gras des lipides de cellules exposées à 2000 µg/mL d’ETV en comparaison avec ceux de cellules ayant eu une croissance dans un milieu non enrichi. Ces effets combinés de l’ETV sur le milieu de culture et directement sur les lipides bactériens auraient limité les effets de l’oxygène sur cette souche. De plus, la microencapsulation de la souche L. helveticus et de 1000 µg/mL d’ETV dans des microparticules de pectine enrobées de protéines de lactosérum a permis une amélioration notable de la survie bactérienne dans des conditions gastrointestinales simulées en comparaison avec des cellules libres. Les microparticules créées ont donc protégé de façon efficace les bactéries sensibles à l’oxygène étudiées et pourraient permettre une livraison combinée de bactéries et d’ETV à la partie inférieure du tractus gastrointestinal. / Oxygen exposure during the growth of oxygen-sensitive probiotic bacteria and the conditions encountered during their passage through the upper part of the gastrointestinal tract can have an important impact on their viability. The aim of this project was to study the effects of catechins and of a green tea extract (GTE) rich in catechins on the growth, in the presence of oxygen, of oxygen-sensitive probiotic bacteria and of a co-encapsulation bacteria-GTE on their survival under simulated gastrointestinal conditions. Results showed that medium enrichment with catechins did not have a significant effect on growth of the strains tested but that GTE stimulated the growth, under aerobic conditions, of Lactobacillus helveticus R0052. Moreover, similar populations of this strain were obtained, in the presence and absence of oxygen when the culture medium was enriched with 2000 µg/mL GTE. The growth-promoting effect of GTE in the presence of oxygen could be due, in part, to the reduction of the initial oxido-reduction (redox) potential of the medium following GTE addition. Spectroscopic and gas chromatography analyses also showed changes in the order and in fatty acid composition of lipids of cells exposed to 2000 µg/mL GTE in comparison with those of cells grown in unsupplemented culture medium. The combined effects of GTE components on the growth medium and on bacterial lipids seemed to have limited the effect of oxygen during growth of the Lactobacillus cells in media supplemented with 2000 µg/mL GTE. Moreover, the co-encapsulation of L. helveticus cells with 1000 µg/mL GTE in whey protein-coated pectin microparticles significantly increased the cell survival rates in comparison with free cells when exposed to the conditions encountered in the gastrointestinal tract. Whey-protein coated pectin microparticles could be an interesting system for the combined delivery of viable probiotic cells and of GTE to the lower part of the gastrointestinal tract.

Le brocoli (Brassica oleracea var. italica) est un légume devenu populaire grâce à ses caractéristiques nutritionnelles et bioctives qui sont associées entre autres à la prévention de certaines maladies chroniques. L'utilisation de stress abiotiques tels que UV-C comme traitement de pré-entreposage a montré un grand potentiel pour l'induction de la résistance aux maladies et la préservation de la qualité des produits frais, et il est de plus en plus évident qu'il existe un potentiel pour améliorer les métabolites secondaires. L'objectif de ce travail a été, d'abord, d'établir si divers stress abiotiques, UV-B, UV-C, la chaleur, l'ozone, le peroxyde d'hydrogène, l'éthanol, et méthyl jasmonate (MeJA), induisent le phénomène d’hormèse. L'effect de ces traitements sur certains paramètres associés à la qualité des fleurons de brocoli tels que: la couleur, la perte de poids, la teneur en glucosinolates et en composés phénoliques. La chaleur et l'éthanol ont été les meilleurs traitements pour le retarder le jaunissement des fleurons, mais UV-C et UV-B étaient également efficaces pour maintenir la couleur verte de fleurons dans l’entreposage. D'autre part, la capacité antioxydant des fleurons a été principalement renforcée par les traitements d’UV-B et de chaleur. Le paramètre le plus important dans cette recherche était la teneur en glucosinolates de fleurons qui a été influencé positivement par le traitement à l’ozone et au peroxyde d'hydrogène, et dans une moindre mesure par le traitement d’UV-B. Il a été conclu que les stress abiotiques peuvent influencer favorablement soit la qualité ou l’augmentation de glucosinolates dans les fleurons pendant l’entreposage, mais pas le deux. Parmi les agents stressants utilisés, la lumière UV-B a été le plus efficace à maintenir la qualité et à induire une augmentation des composantes phytochimiques dans le broccoli. / Broccoli (Brassica oleracea var. Italica) has become popular thanks to its health properties that are associated with the prevention of certain chronic diseases. The use of abiotic stresses such as UV-C as pre-storage treatment has shown great potential for induction of disease resistance in and preservation of quality of fresh produce, and it is becoming increasingly clear that there is potential for enhancing secondary metabolites. The objective of this work was, first, to establish whether various abiotic stresses, UV-B UV-C, heat, ozone, hydrogen peroxide, ethanol, and the plant signalling molecule, methyl jasmonate (MeJA), may induce hormesis in broccoli florets on color retention response; and second, to determine the effect of various abiotic stresses on quality, mainly color retention and weight loss; the contents of glucosinolates and phenolic compounds in florets during storage. Heat and ethanol were the best treatments for delaying yellowing florets, but UV-C and UV-B were also effective at a lower extent. On the other hand, the antioxidant capacity of the florets was mostly enhanced by UV-B and heat treatments. The most important enquiry in this research was the augmentation of glucosinolates titers, which was influenced by the treatment with ozone and hydrogen peroxide, and to a less extent by UV-B. It was concluded that abiotic stresses could influence favourably either the quality or the enhancement of glucosinolates in broccoli during storage and not both. Among the considered stressing factors, UV-B was the most effective for maintenance of quality as well as to elevate the levels of phytochemicals in broccoli.

Globalement, le statut de la plupart des services écologiques (SE) est jugé préoccupant. Des actions de conservation permettraient de maintenir l’apport de certains SE à des emplacements cruciaux pour le maintien du bien-être humain. Néanmoins, comparée aux approches de conservation traditionnelles, la conservation des SE requiert des considérations particulières afin de capter le lien spatial qui unit les flux de services à leurs bénéficiaires. Or, ces connaissances demeurent fragmentaires. Cette thèse s’insère donc dans ce contexte et tente de répondre à trois questions principales, soit : (1) comment considérer le lien spatial entre les flux de SE et leurs bénéficiaires lors de la sélection des réserves?; (2) comment peut-on aligner la conservation de la biodiversité à celle des SE le plus efficacement possible?; et (3) quelles sont les conséquences de retarder la mise en œuvre des actions de conservation sur l’atteinte des objectifs? Nous avons d’abord montré que lorsque la demande pour les services à échelle locale était directement intégrée dans les procédés de planification systématique de la conservation, cela favorisait la sélection de sites qui étaient jusqu’à trois fois plus efficaces pour combler la demande des bénéficiaires par rapport à des approches qui ne ciblaient que l’apport des services uniquement. Cette nouvelle approche permet donc de concentrer les efforts de conservation aux endroits où les ressources investies contribueront le plus au bien-être humain. Ensuite, en utilisant cette dernière approche conjointement avec des cibles de biodiversité par l’entremise d’approche de sélection basée sur la complémentarité des sites, nous avons montré qu’il était possible d’atteindre toutes les cibles de conservation pour seulement 6 % de superficie supplémentaire à protéger. Lorsque l’atteinte de toutes les cibles de conservation est désirée, miser sur la congruence spatiale entre la biodiversité et les SE était de deux à cinq fois moins efficace que l’utilisation d’une approche basée sur la complémentarité entre les sites. Finalement, dans un contexte d’augmentation des pressions provenant des activités industrielles, nous avons évalué les effets du retard dans la mise en œuvre de la conservation sur le coût de remplacement des réseaux de conservation. Nous avons montré que ce coût peut s’élever jusqu’à 15 % lorsque la conservation est effectuée après le début du développement. / The current global status of most ecosystem services (ES) is precarious. Conservation actions could help secure their provision in locations deemed critical for the maintenance of human well-being. However, compared to traditional conservation planning approaches, ES conservation requires particular considerations to capture the spatial link between human beneficiaries and services flows; this knowledge is still fragmentary. This thesis examines one such context and tries to answer the following three main research questions: (1) How do we identify important sites for ES conservation? (2) How do we best align biodiversity and ES conservation? (3) What are the consequences of the delayed implementation of ES conservation actions? We first showed that considering demand in systematic conservation planning procedures fostered the selection of sites that may be up to three times more efficient in fulfilling beneficiary demand. This approach enables conservation efforts to focus on locations where resource investment will yield the greatest return for human well-being. Then, using this novel approach simultaneously with wetland biodiversity features within a complementary based selection procedure, we showed that it was possible to achieve all biodiversity and ES targets for only six percent of the additional area to be protected. When all conservation targets are sought to be a attained, counting on the spatial congruence between biodiversity and ES may be two to five times less efficient than using a complementarity based approach. Finally, in a context of increasing pressures from industrial development, we assessed the role of timing where the implementation of ES conservation actions is concerned on the replacement cost of the resultant networks. We showed that a slight increase in the percentage of the study area subjected to development can raise the replacement cost of conservation networks of up to fifteen percent.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdorales, 2015-2016 / Des cystatines recombinantes employées en phytoprotection dans des variétés végétales transgéniques ont été étudiées pour les effets d’interférence métabolique qu’elles causaient dans la plante hôte. L’objectif de ce projet était d’évaluer ces effets pléiotropiques à l’aide de lignées de pommes de terre (Solanum tuberosum) exprimant des cystatines de céréales de façon constitutive dans l’ensemble des tissus de la plante. Nos résultats ont montré que la cystatine du maïs CCII induit, dans les feuilles, une activation de protéines endogènes reliées au stress, conférant notamment un effet protecteur contre le champignon Botrytis cinerea. La cystatine du riz OCI, exprimée dans les tubercules transgéniques, a engendré un délai de leur germination et une préservation des principaux nutriments en période d’entreposage. En somme, nos lignées de pommes de terre exprimant une cystatine recombinante démontrent des effets d’interférence métabolique à valeur agronomique éventuellement intéressante.

Le fractionnement du jaune d’œuf est une façon judicieuse d’étendre les domaines d’application de cet ingrédient dans les industries alimentaire et nutraceutique. Le but de ce projet a été de mettre au point un fractionnement non-toxique du jaune d’œuf, par centrifugation, dans l’objectif d’obtenir un produit enrichi en extrait naturel de folate. De par sa teneur élevée en cholestérol, le jaune d’œuf a été considéré comme un sous-produit du procédé de séparation des œufs. Cependant, le jaune d'œuf contient aussi une forme précieuse et biodisponible d'acide folique. La dilution du jaune d’œuf et son fractionnement en granules et plasma par une technique de centrifugation (centrifugeuse de laboratoire et à échelle pilote) a permis l’obtention de granules d’une richesse en folate trois fois plus importante que celle du jaune d’œuf natif. Aussi, les granules obtenus ont présenté une concentration protéique deux fois plus élevée que celle du jaune d'œuf natif, et une concentration de lipides et cholestérol trois fois inférieure à celle du jaune d'œuf natif. Les granules sont apparus non solubles et de structure très compacte. Afin d’augmenter encore la concentration en folate, nous avons tenté de remettre les granules en suspension et de les séparer par centrifugation en utilisant des prétraitements tels qu'augmentation de la force ionique et traitements mécaniques (ultrasons puissants et pression hydrostatique élevée). L’application d’ultrasons puissants et l’augmentation de la force ionique n’ont que peu amélioré la concentration en folate. Les granules soumis à une force ionique de 0.15 M de NaCl et un traitement par ultrasons puissants de 10 minutes ont présenté des concentrations de 21 μg de folate / g de granulés. Une augmentation de la force ionique au delà de 0.15 M de NaCl a conduit à une concentration plus faible en folate, du fait de la déformation de la structure des granules et de la séparation de leur fraction soluble. Les observations ont indiqué qu'il pourrait y avoir une association entre la structure protéique des granules et leur contenu en folate. Les variations de solubilité et la modification du réseau structurel des granules par augmentation de la force ionique ont affecté la teneur en folate des structures granulaires. Les granules ont cependant présenté une structure difficilement modifiable sous ultrasons puissants et après augmentation de la force ionique. Le traitement à pression hydrostatique élevée (HHP), technique puissante, a été utilisé pour étudier l'effet des hautes pressions sur la concentration en folate des granules. Après 5 minutes de traitement à 600 MPa, la concentration en folate a été mesurée dans les granules et le plasma, séparé des granules par centrifugation. Le plasma issu des granules contenait des concentrations en folate plus importantes que celles des granules précipités. Une analyse SDS-PAGE a permis de vérifier le profil protéique des granules sous l'effet du traitement HHP. Il est intéressant de noter que pour le plasma séparé des granules après traitement à haute pression, les migrations sur gel SDS-PAGE présentaient une bande protéique principale correspondant à la phosvitine. Les résultats de notre étude nous ont encouragés à proposer un modèle schématique de la structure des granules. Ces granules contiennent des HDL, LDL et phosvitine, et conservent le contenu total en folate du jaune d’œuf. Les protéines des granules sont principalement phosphorylées et il existe une forte liaison entre les apoprotéines de HDL et la phosvitine du fait de ponts de phosphate de calcium. Des traitements mécaniques ont libérés des particules de LDL qui pourraient être piégées dans le réseau structurel des granules. Les interconnexions entre les apoprotéines de HDL, la phosvitine et le folate pourraient se faire par des ions calcium. Nos résultats mettent en évidence le potentiel du procédé afin de produire un concentré riche en folate à partir des jaune d’œuf. Cependant, d’autres travaux seront nécessaires afin de trouver des utilisations aux co-produits (plasma) et rendre le procédé viable à l’échelle commerciale. / Fractionation of egg yolk is a smart way to expand the application of egg yolk ingredient in food and nutraceutical industry. The goal of this project was to develop non-toxic fractionation process of egg yolk by using centrifugation in order to prepare a natural folate-enriched extract. The egg yolk has been considered as a by-product of egg separation process due to its high cholesterol content. However, egg yolk contains valuable and bioavailable form of folate. Dilution of egg yolk and its fractionation into granule and plasma by centrifugation technique (lab- and pilot-scale centrifuge) resulted in separation of a granule fraction being rich in folate which was 3 fold higher than native egg yolk. This granule fraction was also characterized by high protein concentration (2 fold higher than protein content of yolk) and lower lipid and cholesterol (3 fold) content compared to non-treated egg yolk. The granule fraction appeared to be non-soluble with a very compact structure. By using the pre-treatments techniques such as increasing ionic strength and mechanical treatments (ultrasound and high hydrostatic processes), we attempted to re-suspend granules and separate them by centrifugation in order to further increase folate concentration. Results demonstrated that ultrasound and increased ionic strength did not largely change folate concentration. At ionic strength 0.15 M NaCl and after 10 min of ultrasound treatment granule contained 21 μg folate/g granules. By increasing ionic strength higher than 0.15 M NaCl the folate concentration was lower in granule due to the disruption of granule structure and separation of soluble fraction of granule. The observations denoted that there might be association between granular protein structure and folate content. Changes in solubility and disruption of granule network structure by increasing ionic strength affected folate content of granule structure. However, granules appeared to have very stable structure under the ultrasound and after increasing ionic strength, and their modifications were not easily possible. The high hydrostatic pressure processing (HHP) was used as an innovative and powerful technique in order to study the effect of high and drastic pressure on the concentration of folate in granules. After 5 min of 600 MPa HHP treatments, the folate concentration was measured in granule and separated plasma from granule after centrifugation. Plasma from granule contained higher concentration of folate compared to the precipitated granule. SDS-PAGE analysis was used in order to verify the granule protein profiles as a function of HHP treatment. Interestingly, the plasma separated from granule after HHP treatment contained phosvitin as a leading protein band separate in SDS-PAGE gel. The results of our study allowed proposing a schematic model for the granule structure which contains HDLs, phosvitin and LDLs. Beside; granule contains large amount of folate. Proteins of granule are mostly phosphorylated and strong connection between apoproteins of HDLs and phosvitin exists through calcium phosphate bridges. LDL particles were liberated through mechanical treatments and might be entrapped in the granular network. The interconnection between the apoproteins of HDLs, phosvitin and folate could be through calcium ions. Our results provided highly promising evidences concerning the recovery of high-concentration folate extract from hen egg yolk. Our fractionation technique is also clean but it generates plasma as co-product that is still usable in food formulation. Such applications still need to be developed before the technology can be viable at commercial scale.

Dans cette étude, nous nous sommes intéressés aux modulations du transcriptome de l’ovocyte bovin en lien avec son potentiel à produire un embryon. Nous avons tout d’abord utilisé un modèle où la qualité des ovocytes a pu être modulée in vivo dans un contexte de stimulation ovarienne. Nous avons pu observer que la qualité des ovocytes acquise au cours de cette période avait une durée limitée et qu’un possible mécanisme de dégradation des ARN messagers pouvait être impliqué dans cette diminution de la qualité. Afin de mieux définir l’importance de la LH pour l’ovocyte lors de sa croissance finale dans le follicule, un antagoniste de la GnRH a été utilisé durant la période cruciale où la qualité des ovocytes est acquise. La suppression dela sécrétion de LH n’a pas eu d’impact significatif sur le potentiel de l’ovocyte à produire un embryon, bien que des fonctions cellulaires importantes, telles que la régulation de la traduction semble avoir été affectéedans l’ovocyte par le traitement. Le transcriptome des ovocytes récupérés à partir de follicules de taille spécifique nous a permis de mieux définir les changements qui surviennent de façon séquentielle au cours de la croissance normale du follicule. Une modulation importante et graduelle de plusieurs transcrits impliqués dans le remodelage de la chromatine a d’ailleurs été observée, ce qui illustre l’importance de cette modification au cours de l’acquisition graduelle de la compétence au développement. Compte tenu de l’importante des changements qui surviennent au cours de la croissance finale de l’ovocyte au niveau de la configuration de la chromatine de la vésicule germinale, nous avons analysé le transcriptome des ovocytes au cours des différents stades de condensation de la chromatine. Malgré la diminution importante de la transcription qui se produit en parallèle à la compaction de la chromatine, nous avons pu observer une augmentation de plusieurs ARN messagers d’histones au cours de cette période, ce qui suggère uneaccumulation en vue d’assurer les premiers cycles cellulaires. Ce projet nous a donc permis de mieux définir les changements qui surviennent dans l’ovocyte au cours de sa croissance finale, au moment où la qualité ovocytaire est significativement modulée. Nous avons également proposé certaines hypothèses afin d’expliquer cette diminution de la qualité. / In this study, we specifically looked at the mRNA modulations observed in the bovine oocyte in regard of its potential to produce an embryo. We first used a model where the oocyte quality could be modulated in vivo, using ovarian stimulation. We were able to show that the oocyte quality acquired during that period will not last and we proposed a possible mechanism of RNA degradation that could be implicated in the decrease of oocyte quality. In order to better understand the importance of the LH support for the oocyte at the end of follicle growth, a GnRH antagonist was used during the period where the oocyte quality is gained. Although the suppression of the LH secretion did not have a significant impact on the potential of the oocyte to produce an embryo, important cellular functions such as translation regulation were affected in the oocyte by the treatment. The transcriptome analysis of the oocyte collected from follicles of gradually increasing sizes has allowed us to better understand the sequential changes undergoing in the oocyte during the follicular growth. An important and gradual modulation of several transcripts involved in chromatin remodeling was also identified, illustrating the importance of this process in the gradual developmental potential acquisition. Considering the major chromatin remodeling of the germinal vesicle that is known to occur towards the end of oocyte growth, we decided to analyse the transcriptome of these oocytes, grouped according to their degree of chromatin compaction. Although an important decrease of the transcriptional activity will occur in parallel with the chromatin condensation, we were able to observe the accumulation of several histone mRNA over this period, suggesting a potential storage to fulfill the first few cell cycles. This project has allowed us to better define the molecular changes undergoing in the oocyte during its growth, where the oocyte quality is significantly modulated. It was also possible to propose different hypothesis in order to explain the underlying biological causes of this decrease quality.