L’expansion des aires protégées et des activités de reboisement dans les hauts de bassins versants du nord de la Thaïlande sévèrement affectés par la déforestation durant les dernières décennies, impose une adaptation rapide aux exploitations agricoles et est fréquemment source de conflits d’usage des terres entre agriculteurs et forestiers. Les effets, positifs pour les premiers mais négatifs pour les seconds, du pâturage des bovins sur la régénération d’un couvert arboré font notamment l’objet d’âpres discussions. À partir d’un diagnostic régional interdisciplinaire conduit à plusieurs échelles pertinentes, la thèse relate la conception et la mise en œuvre d’un processus de modélisation d’accompagnement (ComMod) exécuté avec différents types d’éleveurs Hmongs et deux agences forestières gouvernementales afin d’assurer la médiation d’un tel conflit. Trois séquences successives reposant sur autant de versions d’un jeu de rôles assisté par ordinateur adaptées à l’évolution de l’intérêt des partenaires furent destinées à (i) améliorer la communication, l’échange de connaissances, ainsi que la confiance entre les parties en conflit, (ii) simuler l’introduction de pâturages artificiels dans l’interface entre espaces forestier et agricole, en association ou pas avec une gestion collective et la rotation des troupeaux, et (iii) initier les éleveurs à l’exploration de futurs scénarios possibles d’utilisation des terres du terroir villageois. Suite à ce processus de modélisation collaborative et d’intégration des connaissances, un simulateur multi-agents a été construit et utilisé pour explorer, dans un premier temps au laboratoire, les scénarios proposés par les parties prenantes pour l’évolution des pratiques d’élevage face au reboisement et à l’installation d’un nouveau parc national. Nous montrons comment le processus ComMod est parvenu à rapprocher les deux parties initialement opposées jusqu’à leur faire adopter un plan d’action concret reposant sur une expérimentation conjointe de la conduite du pâturage en parcelles de Bracharia ruziziensis. L’analyse des interactions entre les différents types de participants et de savoirs impliqués conduit à proposer plusieurs suites au processus mené dont un élargissement de ce type d’apprentissage par la simulation vers d’autres communautés confrontées à des problèmes similaires, ainsi que l’usage des modèles co-construits dans l’enseignement et la formation de futurs gestionnaires des ressources renouvelables en milieu rural. / The expansion of protected and reforestation areas in the head watersheds of northern Thailand, a region severely affected by deforestation during the past decades, is forcing the local farms to adapt rapidly and is at the origin of frequent land use conflicts between farmers and foresters. If the former state that cattle grazing is having a positive effect on forest regeneration, the latter disagree. Based on an interdisciplinary and multi-scale diagnostic analysis, the thesis presents the conception and implementation of a companion modelling (ComMod) process, involving different types of Hmong herders and two government forest agencies, that was designed to mediate such a local land use conflict in Nan province. Three successive sequences of collaborative modelling and simulation activities relying on as many versions of a computer-assisted role-playing game adapted to the evolution of the participants focus of interest were implemented to (i) improve communication, knowledge exchange, and trust between herders and foresters, (ii) simulate the introduction of artificial pastures in the local forest – farm land interface, in association or not with the rotation and collective management of the herds, and (iii) introduce the herders to the use of simulations to explore possible future land use scenarios in their village. Following this collaborative modelling and knowledge integration process, an autonomous agent-based model was built and used to explore, in the laboratory at this stage, several scenarios proposed by the local stakeholders regarding the evolution of livestock rearing practices facing reforestation efforts and the establishment of a new national park. We show how the ComMod process was able to reconcile the two conflicting parties and facilitated the joint adoption of a common action plan relying on an experiment to assess the management of Bracharia ruziziensis pastures under highland environmental conditions. The analysis of interactions between the different types of participants and sources of knowledge involved in this modelling process leads to the proposition of several follow-up activities. One consists in out-scaling this kind of learning by simulating exercises with other communities facing similar land use conflicts, and another deals with the use of the family of models co-constructed with the local stakeholders in teaching and training future renewable resource managers in rural areas.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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Le coactivateur de facteurs de transcription PGC-1a (PPARC1A) est connu pour jouer un rôle clé dans la thermogénèse adaptative ainsi que dans l’homéostasie et la croissance musculaire chez l’homme et la souris. Le gène codant pour PGC-1 est contrôlé par deux promoteurs et est soumis à un épissage alternatif, il en résulte de multiples protéines. Chez le bovin, malgré son implication dans la croissance et dans les caractéristiques du lait relevée par des études de SNP, le gène et les transcrits de PGC-1a restent peu étudiés. Ainsi, notre objectif a été de mettre en évidence la structure et l’expression des transcrits de PGC-1a chez le bovin. Nous avons montré que deux formes longues PGC-1a-a et PGC-1a-b étaient exprimées chez le bovin de même que deux formes tronquées NT-PGC-1a-a et NT-PGC-1a-b (aussi appelé PGC-14). En conditions basales, les formes tronquées sont plus exprimées que les formes longues dans le muscle squelettique. De plus, les transcrits dérivants du promoteur proximal sont prédominants, ce qui suggère que NT-PGC-1a serait la forme prédominante dans le muscle squelettique bovin. Nous avons également créé des lignées cellulaires sur-exprimant indépendamment les formes longues ou tronquées et montré que la sur-expression des isoformes bovins entrainait une différenciation accrue des myoblastes associée à une augmentation de l’expression d’IGF-1 et une sousexpression de la myostatine. La multitude d’isoformes codée par le gène PGC-1a ainsi que leur implication dans la myogenèse positionne PGC-1a en gène d’intérêt dans l’étude de la variabilité phénotypique retrouvé chez certaines races bovines. De plus, les transcrits de PGC-1a semblent être de puissants modulateurs de la masse musculaire. PGC-1a pourrait donc être un gène de plus à étudier lors de la sélection des animaux domestiques présentant une plus grande musculature. / The transcriptional co-activator PGC-1α (PPARGC1A) has been reported to play a key role in adaptive thermogenesis and to influence muscle homeostasis and growth in mouse and human. PGC-1α has a complex structure with multiple protein domains whose gene is controlled by two promoters and is subject to alternative splicing events. In cattle, very little is currently known about PGC-1α, despite its implication in growth and milk characteristics revealrd by SNP study. So, the aim of our study was to investigate the presence and the structure of bovine PGC-1α alternative transcripts. We found different transcripts, two full-length isoforms named PGC-1α-a and PGC-1α-b, and two truncated forms, NT-PGC-1α and PGC-1α4. In basal conditions, our results showed that the truncated forms are the most expressed in bovine muscle. In addition, the transcripts derived from the proximal promoter are predominant, suggesting that NT-PGC-1 would be the main form. Finally, we showed that the overexpression of either fulllength or truncated isoforms of bovine PGC-1 enhances myoblasts differentiation. The multiplicity of isoforms resulting from PGC-1α as well as their implication in myogenesismakes PGC-1α as a gene of interest for the study of the muscular phenotypic variability found in different cattle breeds. In addition, PGC-1 transctipts appear to be a strong modulators of muscle mass. So the bovine PGC-1a isoforms could be used to engineer future breeds with higher muscularity.

Les prairies permanentes constituent des réservoirs potentiels d’alimentation fourragère et occupent plus de 66% des surfaces dans les zones de montagne. Ces zones présentent de fortes contraintes naturelles qui rendent difficile la valorisation des ressources herbagères. Les caractéristiques géographiques des parcelles et la structure des exploitations doivent donc être mieux prises en compte dans la gestion des surfaces fourragères pour améliorer le fonctionnement des systèmes d’élevage herbagers. La conduite simultanée de troupeaux bovins laitiers et bovins allaitants, s’inscrit dans une démarche relevant de l’agroécologie et qui peut apparaitre comme un facteur favorable au fonctionnement des systèmes d’élevage bovins avec une plus grande autonomie fourragère et de meilleures performances économiques et environnementales. Nous proposons d’analyser et modéliser le fonctionnement de ces systèmes d’élevage mixtes avec doubles troupeaux bovins laitiers et bovins allaitants pour explorer les compromis entre conduite d’élevage et niveau de production des troupeaux, autonomie fourragère globale, valorisation de la diversité géographique, niveaux et variabilité des profits et durabilité de l’utilisation des prairies.Pour répondre à cette problématique nous avons testé trois hypothèses : (I)- La conduite simultanée de troupeaux mixtes bovins laitiers et bovins allaitants permet une meilleure valorisation de l’herbe par pâturage que les systèmes bovins spécialisés dans les zones de contraintes tout en maintenant de bonnes performances économiques. (II)- Dans des conditions optimisées de fonctionnement économiques, les systèmes d’élevage bovins mixtes laitier-allaitant s’adaptent mieux aux aléas de prix pour générer des profits plus stables et plus élevés, comparés aux systèmes bovins spécialisés. (III)- Les systèmes d’élevage bovins mixtes laitier-allaitant permettent une utilisation maitrisée de la biomasse avec de meilleures performances environnementales tout en maintenant les services écosystémiques des végétations.Nous utilisons le modèle d’optimisation bioéconomique Orfee (Optimization of Ruminant Farm for Economic and Environmental assessment) développé pour explorer les systèmes d’élevages, associé à des données d’exploitations en régime de croisière (choix des cas-types BL18 et BL22) issues de la base de données des exploitations, baptisée DIAPASON. Le modèle a été adapté pour prendre en compte les contraintes géographiques et l'hétérogénéité des parcellaires basée sur la typologie française des prairies permanentes.Nous souhaitons ainsi observer les meilleurs équilibres correspondants aux conditions optimales de fonctionnement des exploitations représentées par deux cas-types déclinés selon cinq scénarios (100D, 75D, 50D, 25D et 0D, D étant le pourcentage d’UGB bovin laitier dans le troupeau). Les analyses permettent via les simulations d’obtenir des indicateurs biotechniques et économiques robustes pour évaluer les systèmes bovins mixtes herbagers dans les zones de montagnes.Selon les résultats obtenus, les systèmes d’élevage bovins mixtes laitier-allaitant, et plus particulièrement les systèmes équilibrés entre troupeau bovins laitiers et troupeau bovins allaitants, maximisent la valorisation de l’herbe par pâturage dans les zones soumises à des contraintes de mécanisation et d'accès aux vaches laitières. Ces systèmes présentent les meilleures capacités d’adaptions aux aléas économiques avec de bonnes productions animales, des performances économiques intéressantes et moins variables, comparées aux systèmes bovins spécialisés. Ces systèmes présentent également de meilleurs compromis pour les performances environnementales par comparaison à ceux des systèmes bovins spécialisés. / Permanent pastures represent potential reservoirs of forage and cover more than 66% of the area of mountain zones. Nonetheless, these zones have strong natural limitations that make it difficult to use herbage resources. Geographic characteristics of fields and farm organization must thus be considered in more detail in the management of forage areas to improve pasture-based livestock systems functioning. Simultaneous production of dairy and beef cattle herds (i.e. “mixed dairy-beef cattle systems”) falls within the scope of agroecological approaches and may appear as factor favoring the functioning of cattle systems with greater forage autonomy and better economic and environmental performances. We analyzed and modeled the functioning of these mixed dairy-beef cattle systems to explore compromises between livestock management and the production level of the herds, overall forage autonomy, use of the geographical diversity, level and variability of profits and sustainability of pasture use.To address this issue, we tested three hypotheses: (I)- Mixed dairy-beef cattle systems use grazed herbage better than specialized cattle systems (dairy or beef) in zones with constraints while maintaining good economic performance. (II)- Under conditions of optimal economic functioning, mixed dairy-beef cattle systems adapt better to price variations, generating more stable and higher profits, than specialized cattle systems. (III)- Mixed dairy-beef cattle systems use biomass well, with better environmental performances, while conserving ecosystem services of the vegetation.We used the bioeconomic optimization model Orfee (Optimization of Ruminant Farm for Economic and Environmental assessment), developed to assess livestock systems, based on data from two farms in a steady state (case studies BL18 and BL22 from the French livestock-network database DIAPASON). Orfee was adapted to consider geographic constraints and field heterogeneity based on the French typology of permanent prairies. We then used the model to predict the best equilibria, corresponding to optimal conditions of functioning of farms, represented by the two case studies in five scenarios (100D, 75D, 50D, 25D and 0D, where D represents the percentage of dairy cattle in the herd). Analysis with the simulations yielded robust biotechnical and economic indicators for assessing mixed dairy-beef cattle systems in mountain zones.Based on the results, mixed dairy-beef cattle systems, especially those with 50% dairy cattle, maximize the use of grazed herbage in zones with constraints on mechanization and access of dairy cows to pastures. These systems have a greater ability to adapt to economic variations, with better levels of animal production and more attractive and less variable economic performances than those of specialized cattle systems. These systems also have better compromises between environmental performances than specialized cattle systems.

La mammite bovine est l’inflammation des tissus internes de la glande mammaire des vaches laitières. Elle est la plupart du temps causée par l’intrusion d’agents pathogènes dans le canal du trayon de la glande mammaire causant ainsi une infection intramammaire (IIM). La mammite engendre des pertes économiques importantes pour l’industrie laitière en raison de la faible production du lait, des coûts de traitements élevés, la présence de résidus d’antibiotiques dans le lait suite à leur utilisation, le rejet de lait non destiné à la consommation et les faibles taux de rendement pendant la transformation du lait en divers produits laitiers. Le développement de l’inflammation est souvent associé au degré d’exposition des glandes mammaires aux pathogènes. Staphylococcus aureus est le pathogène le plus souvent responsable de la mammite bovine au Canada. Il est capable de causer des infections intramammaires persistantes sous-cliniques souvent réfractaires à l’antibiothérapie. En outre, le biofilm représente un facteur de virulence clé dans la persistance de S. aureus pendant la mammite, car il augmente la résistance des bactéries contre les antibiotiques grâce à la matrice extracellulaire qui recouvre et protège la communauté. Le biofilm représente donc, une problématique majeure de l’industrie laitière et le besoin de nouveaux outils thérapeutiques alternatifs adressant ce facteur de virulence est très urgent. Le chitosane est une molécule naturelle extraite de la carapace des crustacés. Elle est exploitée pour de multiples applications biologiques, y compris certaines activités antibiofilm. Dans cette étude, nous avons démontré que les formes de 2,6 kDa et 4 kDa empêchaient la production de biofilm des souches : S. aureus 2117 (forte productrice du biofilm) et le SARM bovin (S. aureus résistant à la méthicilline). Chez la souris, l’administration d’un chitosane de 2,6 kDa n’a démontré aucun effet inflammatoire comparativement au 4 kDa. Les tests de bactéricidie ont démontré que le 2,6 kDa était capable de tuer les bactéries incorporées dans les biofilms préformés d'une manière dose-réponse avec une réduction de > 3 log[indice inférieur 10] CFU / biofilm à la concentration de 4 mg / ml. En culture cellulaire, nous avons observé que le chitosane de 2,6 kDa pouvait empêcher la persistance du SARM bovin dans les cellules épithéliales bovines MAC-T. Les tests de combinaison sur plaque ont révélé que le 2,6 kDa produit une synergie avec les antibiotiques de la classe des macrolides (par exemple, la tilmicosine) contre S. aureus, en réduisant la CMI des deux molécules par 2-8 fois. Finalement, l'administration intramammaire de 2,6 kDa, seul (p <0,01) ou en combinaison avec la tilmicosine (p <0,0001), a réduit la colonisation de S. aureus dans les glandes mammaires de notre modèle de mammite aigu murin.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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Dans une situation de forte vulnérabilité induite par les crises laitières de 2009 et 2014-2016, de nombreux éleveurs laitiers se convertissent à l’AB qui semble une alternative prometteuse. Mais la conversion à l’AB est une période de changements de pratiques agricoles, d'interlocuteurs de conseil, etc. sources d’incertitudes sans valorisation immédiate du lait au prix du lait AB avant 1 an ½ à 2 ans. Ce choix de conversion pose la question de la vulnérabilité des exploitations laitières, c’est à dire de leur capacité à faire face, à s’adapter ou à se remettre des effets de divers aléas avant, pendant et à l’issue de la conversion à l’AB. Ma thèse visait à évaluer si la conversion à l’AB est un moyen de réduire la vulnérabilité des exploitations laitières. Pour ce faire, je me suis appuyée sur trois dispositifs de suivis d’éleveurs laitiers à différents moments de leur conversion à l’AB. Au plan de la production de connaissances, ce travail montre que la conversion à l’AB peut être un levier important pour la réduction de la vulnérabilité des exploitations agricoles à condition de s’orienter vers un système à dominante herbagère. Au plan méthodologique, la principale originalité de mon travail réside dans le développement d’une méthode d’évaluation intégrée et dynamique de la vulnérabilité.