Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2009. / Bibliogr. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

La luzerne contient des fibres peu digestibles et une forte proportion de protéines dégradables. Les vaches laitières pourraient donc bénéficier d’une augmentation de la digestibilité des fibres de la luzerne, ou d’une meilleure adéquation entre l’apport en azote et en énergie disponible dans le rumen. Les cultivars de luzerne présentant une meilleure digestibilité des fibres sont une opportunité d’augmenter l’efficacité de la production laitière, mais aucune étude indépendante n’a testé ces cultivars dans les conditions agroclimatiques du Canada. Par ailleurs, la diminution de l’apport en protéines métabolisables est souvent associée à une diminution de la sécrétion de protéines dans le lait, possiblement causée par un apport réduit en acides aminés essentiels. Les objectifs de l’étude étaient (1) de comparer les performances de vaches laitières nourries avec des rations à base de luzerne, en utilisant un cultivar régulier et un cultivar sélectionné pour sa concentration réduite en lignine ; et (2) d’évaluer l’effet d’une variation de l’apport en énergie sur les performances de vaches laitières alimentées de rations ayant un apport réduit en protéines métabolisables, mais équilibrées pour les principaux acides aminés essentiels limitants. Les cultivars de luzerne n’ont eu aucun effet significatif sur l’ensemble des paramètres mesurés. La diminution de l’apport en protéines métabolisables et le maintien du même bilan énergétique ont permis de maintenir la prise alimentaire et la production laitière corrigée pour l’énergie. Cette stratégie alimentaire a également amélioré l’efficacité d’utilisation de l’azote tout en maintenant la production des composantes du lait et en diminuant l’excrétion azotée. Il est possible de réduire l’apport en protéines métabolisables sans avoir d’effet négatif sur la performance des vaches laitières, à condition de combler leurs besoins en énergie et en acides aminés essentiels. De tels changements permettraient de diminuer l’impact environnemental de la production laitière, en plus de réduire potentiellement les coûts d’alimentation. / Alfalfa contains poorly digestible fiber and a high proportion of degradable protein. For these reasons, dairy cows could benefit from an increased digestibility of alfalfa’s fibers, or from a better match between nitrogen and energy supply in the rumen. Alfalfa cultivars with improved fiber digestibility represent an opportunity to increase milk production efficiency, but no independent studies tested these cultivars under the agroclimatic conditions of Canada. Also, decreasing metabolizable protein supply is often associated with a decrease in milk protein yield, possibly caused by a reduced supply of essential amino acids. The objectives of the study were (1) to compare the performance of dairy cows fed alfalfa-based diets, using a regular cultivar and a cultivar selected for its reduced lignin concentration; and (2) to assess the effect of a variation in energy supply on the performance of dairy cows fed diets with a reduced supply of metabolizable protein, but balanced for the main limiting essential amino acids. Alfalfa cultivars had no significant effect on all measured parameters. Decreasing metabolizable protein supply and maintaining the same energy balance allowed cows to maintain their dry matter intake and energy corrected milk production. This feeding strategy also improved the nitrogen use efficiency while maintaining milk component production and reducing nitrogen excretion. Reducing metabolizable protein supply without negative effects on dairy cow performance is possible when energy and essential amino acids requirements are met. Such changes would decrease the environmental impact of milk production, in addition to potentially reduce feeding costs.

L'état de déficit énergétique ou balance énergétique négative (BEN) peut souvent engendrer un stress métabolique important qui est habituel lors de la lactation post-partum chez la vache laitière. Cette adaptation face à la production de lait est caractérisée par une métabolisation accrue des réserves lipidiques afin de compenser l'apport énergétique gagné par la consommation, qui est insuffisant. Néanmoins, afin de maximiser la profitabilité de la production laitière, l'insémination post-partum, lors de la lactation, est une pratique courante au sein de l'industrie laitière. Cet état de stress métabolique est reflété, non seulement au niveau de plusieurs métabolites en circulation, mais au niveau de l'environnement folliculaire également, influençant potentiellement la maturation, la compétence ovocytaire ainsi que le développement embryonnaire par la suite. Notre projet vise la compréhension des mécanismes responsables de l'influence générationnelle du métabolisme maternelle, particulièrement dans le cas du BEN. En effet le présent mémoire analyse l'influence du BEN sur le développement embryonnaire en exposant des ovocytes de vaches laitières à l'acide bêta-hydroxybutyrique (BHB) pendant la maturation in vitro. Le BHB est un corps cétonique dont la production augmente dû à une métabolisation accrue des réserves lipidiques lors du BEN. L'élévation des niveaux de BHB est reflétée, non seulement en circulation, mais également au niveau de l'environnement folliculaire. Nos résultats soulignent l'importance du métabolisme maternel lors de la période préconceptionnelle et comment celui-ci peut, en effet, influencer l'embryon en développement. Nous voyons que l'exposition au BHB lors de la maturation ovocytaire in vitro mène à des altérations transcriptomiques au niveau de gènes impliqués dont diverses voies, dont l'inflammation, le métabolisme et le développement. Ces changements surviennent sans doute afin de préparer ou mieux adapter l'embryon à l'environnement énergétique dans lequel il se développera. / A state of negative energy balance (NEB) can often depict important metabolic stress and is typically brought on by lactation in dairy cows. This particular state of metabolic stress can be characterized by an increased use of fat reserves in order to compromise for the lack of energy uptake from consumption, as milk production requires significantly more energy. Nevertheless, post-partum insemination, during lactation, is a common practice in the dairy industry in order to maximize profitability. This state of metabolic stress is not only reflected in metabolite levels circulating in plasma, but in follicular fluid as well, potentially impacting the oocytes prior to conception and even throughout its development. This research project brings light to the mechanisms behind the impact of maternal metabolic state on offspring health and its generational importance. Our work highlights the impact of NEB on embryo development and quality. We exposed oocytes from over 50 cows to beta-hydroxybutyrate (BHB) during in vitro maturation. BHB is a ketone body that accumulates in circulation due to a higher fat metabolization rate while in a state of negative energy balance The rising levels of circulating BHB is reflected in the follicular environment. Our results support the understanding that maternal metabolism can indeed influence embryo health, as we see alterations in the embryo transcriptome, particularly impacting the expression of genes regarding inflammation, metabolism and development pathways. These changes most likely occur with the « intention» of preparing the embryo for the future energetic environment in which it might have to survive.

Montréal Trigonix inc. 2018

Le stress de chaleur chez la vache laitière est une problématique reconnue pour entraîner des diminutions de performances se répercutant ultimement sur la profitabilité de la filière laitière. Plusieurs technologies de refroidissement sont actuellement disponibles sur le marché. Le projet présenté dans le cadre de ce mémoire avait comme objectifs de quantifier le nombre de jours par année pouvant provoquer un stress de chaleur dans les principales régions laitières de la province, d'évaluer le taux d'adoption des technologies de refroidissement au Québec et d'évaluer leur efficacité dans le contexte québécois. Pour les années 2019-2021, une moyenne de 91,0 ± 9,9 jr/année, 171,5 ± 1,1 jr/année et 153,0 ± 2,8 jr/année étaient susceptibles de déclencher une diminution de la production de lait, de gras ou de protéines due au stress de chaleur, respectivement dans les deux régions les plus chaudes de la province (Lanaudière et Montérégie-Ouest). En comparaison, dans les deux régions les plus froides (Abitibi-Témiscamingue et Bas-Saint-Laurent), ce sont en moyenne 54,3 ± 11,3 jr/année, 118,7 ± 27,3 jr/année et 106,5 ± 20,3 jr/année qui étaient susceptibles de déclencher une baisse de production de lait, de gras ou de protéines respectivement. L'analyse de la banque de données a démontré que 23% des troupeaux ont rapporté employer une technologie de refroidissement pendant l'été. Peu importe le type de stabulation, la technologie de refroidissement la plus utilisée était les ventilateurs de recirculation. Les modèles multivariés de prédiction des performances pendant l'été ont démontré une association significative positive entre la présence d'une stratégie de refroidissement et les performances des animaux. De plus, nos résultats ont démontré que la présence de technologie de refroidissement diminue (odds ratio 0,587 ; 95% IC : 0,420-0,820 ; P = 0,002) le risque de chute de lait en été alors qu'elle n'a aucun lien (P > 0,05) avec la chute des composants. / Heat stress to dairy cattle is a known issue that leads to reduced performance that ultimately affects the profitability of the dairy industry. Several cooling technologies are currently available on the market. The objectives of the project of this M. Sc. thesis were to quantify the number of days per year that can cause heat stress in the main dairy regions of the province of Québec, to evaluate the rate of adoption of cooling technologies and to evaluate their effectiveness in the Quebec context. For the years 2019-2021, an average of 91.0 ± 9.9 days/year, 171.5 ± 1.1 days/year, and 153.0 ± 2.8 days/year were likely to trigger a decrease in production of milk, fat, or protein due to heat stress, respectively in the two warmest regions of the province (Lanaudière et Montérégie-Ouest). In comparison, in the two coldest regions (Abitibi-Témiscamingue and Bas-Saint-Laurent), the average is 54.3 ± 11.3 days/year, 118.7 ± 27.3 days/year, and 106. 5 ± 20.3 days/year which was likely to trigger a drop in milk, fat or protein production respectively. The analysis of the database showed that 23% of herds reported using cooling technology during the summer. Regardless of the type of barn, the most used cooling technology was recirculation fans. Multivariate performance prediction models during summer demonstrated a significant positive association between the presence of cooling technology and animal performance. In addition, our results demonstrated that the presence of a cooling technology decreases(odds ratio 0.587; 95% CI: 0.420-0.820; P = 0.002) the risk of suffering a milk drop in summer while it has no association (P > 0.05) with milk component drop.

Titre de l'écran-titre (visionné le 7 juillet 2023) / Les techniques de reproduction assistée (TRA) sont d'importants outils de la révolution génomique de l'industrie laitière. En dépit de l'amélioration fulgurante des taux de succès de la fécondation in vitro (FIV) et malgré l'engouement croissant pour les embryons bovins produits in vitro, certains problèmes restent à résoudre pour assurer la totale innocuité de ces interventions en reproduction. En effet, l'avancée rapide de la recherche en épigénétique a mis au jour l'influence possible de l'environnement artificiel durant la période critique qu'est le développement embryonnaire précoce. Bien que l'incidence de troubles développementaux majeurs tel le syndrome du « gros veau » ait beaucoup diminuée avec l'adoption de meilleures pratiques de culture embryonnaire, un ensemble d'indices probants suggère que des modifications à long terme plus subtiles affectent toujours le métabolisme, la croissance, la fertilité et donc la productivité des animaux découlant de ces pratiques. Les travaux menés dans le cadre de cette thèse reposent sur l'hypothèse que la FIV chez les bovins laitiers a des effets sur la programmation épigénétique de l'embryon ce qui peut affecter le phénotype postnatal. La première partie de cette thèse consistait à évaluer la qualité de la programmation épigénétique d'embryons bovins produits in vitro en fonction de paramètres comme l'âge de la donneuse d'ovocytes et le type de milieu de culture. Pour ce faire, nous avons évalué par pyroséquençage la méthylation de l'ADN de gènes soumis à l'empreinte parentale d'embryons bovins au jour 7 et 12 produits dans différentes conditions. Pour chaque gène, nous avons observé une méthylation globalement moins élevée ainsi qu'une plus grande variabilité chez les trois groupes d'embryons produits in vitro étudiés. Afin de pallier des contraintes techniques et d'évaluer les conséquences réelles des différences moléculaires observées, nous avons comparé la population de vaches du Québec conçues par FIV avec celles conçues par insémination artificielle (IA) et transfert embryonnaire (TE) pour des critères de santé, fertilité et productivité. L'analyse de cohorte rétrospective n'a pas révélé, en tenant compte des valeurs d'élevage supérieures des animaux issus de TE et de FIV, de différences significatives entre les méthodes de conception pour la production de lait des filles lors de leurs trois premières lactations. Par contre, les animaux produits par FIV montrent une fertilité légèrement réduite, des temps de gestation plus longs et une incidence relative de maladie commune différente du reste de la population. De façon logique avec leur rôle dans l'industrie de la génétique laitière, l'indice de performance à vie (IPV) moyen des animaux conçus par FIV est supérieur. Cependant, entre 2012 et 2019, le taux d'amélioration de l'IPV des animaux conçus par FIV était près de deux fois moins rapide que celui de la population générale. Nous postulons qu'une pénalité épigénétique, cohérente avec et potentiellement dérivée des différences moléculaires trouvées dans les embryons à la suite des TRA diminue le progrès génétique intergénérationnel et explique les altérations phénotypiques observées. Par la qualité et la quantité des données disponibles, nos travaux ont permis d'illustrer avec une résolution jamais égalée les causes et les impacts des conditions de développement précoce des gamètes et des embryons. Nos résultats mettent en évidence les défis de l'amélioration de la génétique laitière d'élite tout en attestant des progrès réalisés par l'industrie pour minimiser les perturbations épigénétiques sévères menant à des syndromes graves de dérégulation de l'empreinte parentale. Cependant, les TRA laissent toujours des traces bien détectables à la fois au niveau moléculaire chez les embryons et au niveau physiologique chez les animaux à l'âge adulte. Ces résultats permettront ainsi aux producteurs laitiers canadiens de prendre des décisions éclairées sur la méthode de conception à utiliser pour constituer leur troupeau en tenant compte des avantages et inconvénients de ces approches. Nos travaux permettront aussi d'orienter la recherche et les efforts de l'industrie de la génétique laitière en les équipant d'un nouvel outil pour détecter les perturbations épigénétiques à la suite des TRA. De manière similaire, l'analyse épidémiologique développée permettra de surveiller à l'échelle de la population l'évolution de santé et productivité des animaux qui découlent de ces techniques. / Assisted reproduction technologies (ART) are important tools in the genomic revolution of the dairy industry. Despite the phenomenal improvement in the success rates of in vitro fertilization (IVF) and the growing popularity of bovine embryos produced in vitro, certain problems remain to be resolved to ensure the total safety of these interventions in reproduction. Indeed, advances in epigenetic research have revealed the possible influence of the artificial environment during the critical period of early embryonic development. Although the incidence of major developmental disorders such as the large offspring syndrome has been greatly reduced with the adoption of better embryo culture practices, a body of evidence suggests that more subtle long-term changes still affect metabolism, growth, fertility and thus the productivity of animals resulting from these practices. The work carried out in this thesis is based on the hypothesis that epigenetic differences caused by the ovarian and in vitro environment during the last part of folliculogenesis and embryonic culture are responsible for long term phenotypic difference well into the productive life of dairy cows. The first part of this thesis consisted in evaluating the quality of the epigenetic programming of bovine embryos produced in vitro under different conditions such as the type of culture medium or the age of the oocyte donor. To achieve this, we evaluated the DNA methylation of imprinted genes of day 7 and day 12 bovine embryos by pyrosequencing. For each gene, we observed an overall lower methylation as well as a greater variability in the three groups of in vitro conditions we examined. In order to overcome technical constraints and to assess the real consequences of the molecular differences observed, we compared Quebec's population of IVF derived of cows with those conceived by artificial insemination (AI) and multiple ovulation embryo transfer (MOET). Our analysis focused on health, fertility and productivity parameters. The conducted retrospective cohort study did not reveal any significant differences between conception methods for milk production of daughters in their first three lactations when taking into account the higher breeding values of animals derived from MOET and IVF. On the other hand, IVF animals showed a slightly reduced fertility, longer gestations and a relative incidence of common disease different from the rest of the population. Consistent with their role in the dairy genetics industry, the average lifetime performance index (LPI) of IVF animals was higher. However, between 2012 and 2019, the rate of improvement in LPI of IVF derived population was nearly half that of the AI population. We postulate that an epigenetic penalty, consistent with and potentially caused by the molecular differences found in embryos following ART decreases intergenerational genetic progress and explains the observed phenotypic alterations. Thanks to the quality and quantity of the data available, our work has made it possible to illustrate with unprecedented resolution the causes and long-term impacts of the gametes and early embryos environments. Our results highlight the challenges of elite dairy genetics improvement while attesting to the progress industry has made to minimize epigenetic dysregulation leading to severe imprinting disorders. However, ART still leave detectable traces both at the molecular level in embryos and at the physiological level in adult animals. These results will allow Canadian dairy producers to make informed decisions on the conception method to use to build their herd by considering the advantages and disadvantages of each approach. Our work will also help guide future research and efforts of the dairy genetics industry to address the identified problems by equipping them with a new tool to detect epigenetic disturbances following ART. Similarly, the epidemiological analysis developed will make it possible to monitor at the population level the evolution of animal health and productivity resulting from these techniques.

Le présent mémoire porte sur le confort des vaches laitières logées en stabulation entravée vis à vis la litière de fumier recyclé. Une expérience a été réalisée dans le but de comparer la paille hachée à une profondeur de 6 centimètres (2 pouces) à du fumier recyclé à 6 centimètres et 15 centimètres (6 pouces) de profondeur. Les mesures ont été prises sur 18 vaches Holstein et sur l’état de la litière dans les stalles. Alors que la litière de fumier recyclée a entraîné des surfaces de stalles plus humides et plus sales, le temps de couchage, les blessures, la boiterie ainsi que la propreté des pattes et du pis n'ont pas été affectés par les traitements. Cependant, la litière de fumier recyclé a réduit la propreté des trayons, des flancs et des jarrets et augmenté les durées des mouvements de lever et de coucher. Nos résultats montrent que la litière de fumier recyclé pourrait être une bonne alternative de litière pour les vaches laitières maintenues dans des stabulations entravées sur la base des indicateurs de confort mesurés. Toutefois, les producteurs qui décident d’adopter la litière de fumier recyclé doivent accorder une plus grande attention au nettoyage des trayons avant la traite. / While many studies have evaluated deep bedding’s impact on cow comfort, few of those studies have been done in tie stall barns. To get a better understanding on that matter, this thesis deals with the effect of using recycled manure solids as bedding for dairy cows housed in tie-stall. An experiment was conducted to compare straw bedded stalls at a depth of 6 centimeters (2 inches) to recycled manure solids at 6 centimeters and 15 centimeters (6 inches) of depth. Measurements were taken on 18 Holstein cows and stalls. While recycled manure solid bedding led to wetter and dirtier stall surfaces, lying time, injuries, lameness, along with leg and udder cleanliness, were not impacted by the bedding treatments. However, recycled manure solids decreased teat, flank, and hock cleanliness and increased the duration of the lying and rising movements. Our results show that recycled manure solids could be a good bedding alternative for dairy cows kept in tie stalls based on tested comfort indicators. However, those who use recycled bedding solids must place greater attention to teat cleaning prior to milking.

Titre de l'écran-titre (visionné le 4 mars 2024) / Les différentes activités au sein des élevages laitiers peuvent mener à la génération de grandes quantités de bioaérosols et à la suspension de contaminants dans l'air. Le personnel travaillant dans ces élevages est donc constamment exposé à divers agents biologiques pouvant provoquer un déclin des fonctions pulmonaires. Les méthodes de logement alternatif (stabulation libre) sont utilisées afin de respecter les nouvelles revendications sur le bien-être animal. Toutefois, le mouvement accentué des vaches pourrait être lié à un déclin dans la qualité de l'air au sein du bâtiment et augmenter les risques de maladies pulmonaires. Cette étude avait pour but de caractériser la qualité de l'air entre cinq élevages à stabulation libre et cinq élevages à stabulation entravée au Québec. Cette étude avait également pour but de caractériser les bioaérosols et les agents étiologiques dans ces environnements et d'identifier les facteurs environnementaux ayant le plus grand impact sur leur concentration. L'air a été prélevé dans chaque élevage à trois reprises à l'aide d'un SASS$^\textup{®}$ 3100 durant l'hiver. Les élevages visités utilisaient tous la litière de paille et la ventilation mécanique. D'autres caractéristiques des bâtiments ont été récoltées, comme le nombre de vaches dans l'étable (vaches laitières, génisses et taures), le volume du bâtiment, les taux de changement d'air et bien d'autres. Les poussières organiques ont également été monitorées à l'aide du *DustTrakᵀᴹ DRX Aerosol Monitor* et les concentrations de gaz avec un analyseur de gaz infrarouge. De la litière souillée a aussi été échantillonnée à plusieurs endroits dans les élevages. Les comparaisons ont été effectuées au niveau des bactéries totales, des moisissures de genre *Penicillium/Aspergillus*, des archées, des endotoxines, des poussières organiques (total, PM10, PM4, PM2.5, PM1) et des gaz (CO₂, NH₃, N₂O). Plusieurs microorganismes ont également été ciblés afin de détecter leur présence dans les élevages visités. Aucune différence significative n'a été observée entre les deux types d'élevage au niveau de la qualité de l'air. De plus, *Escherichia coli, Enterococcus spp., Clostridium perfringens, Aspergillus fumigatus, Staphylococcus aureus, Saccharopolyspora rectivirgula, Coxiella burnetii* et *Klebsiella pneumoniae* ont été détecté en grandes concentrations. Les analyses de corrélation avec les variables environnementales semblent montrer que les concentrations dans la litière souillée seraient liées aux concentrations dans l'air pour la plupart des microorganismes. De plus, la qualité de l'air semble être grandement influencée par la conception des bâtiments (Volume et ventilation) et non par le mouvement accentué des vaches, / The various activities within dairy barns can generate large amounts of bioaerosols and the suspension of contaminants in the air. Barn workers are therefore constantly exposed to various biological agents that can cause a decline in lung function. Alternative housing methods (free-stall housing) are used to respect the new demands on animal welfare. However, the increased movement of cows in free-stall farms might produce a decline in air quality within the barn and increase the risk of disease of barn workers. The purpose of this study was to compare air quality between five free-stall and five tie-stall farms in Quebec. This study also aimed to characterize bioaerosols and etiological agents collected in these environments and to identify the environmental factors with the greatest impact on their concentration. Air was sampled from each barn at three different times using the SASS$^\textup{®}$ 3100 Dry Air Sampler during the winter. All farms used straw bedding and mechanical ventilation. Other characteristics of the barns were collected (number of cows housed in that barn, volume, air exchange rates, etc.). Organic dust and gas concentrations were also monitored using the DustTrakᵀᴹ DRX Aerosol Monitor and an infrared gas analyzer, respectively. Soiled bedding was also sampled at several locations in the barns. Comparisons were made for total bacteria, *Penicillium/Aspergillus* moulds, archaea, endotoxins, organic dust (total, PM10, PM4, PM2.5, PM1) and gases (CO₂, NH₃, N₂O). Several microorganisms were also targeted to detect their presence in the farms visited. No significant differences in air quality were observed between the two types of farming. In addition, *Escherichia coli, Enterococcus spp., Clostridium perfringens, Aspergillus fumigatus, Staphylococcus aureus, Saccharopolyspora rectivirgula, Coxiella burnetii* and *Klebsiella pneumoniae* were detected in high concentrations. Analyses of correlations with environmental variables suggest that, for most microorganisms, concentrations in soiled bedding are related to airborne concentrations. In addition, air quality appears to be greatly influenced by building design (volume and ventilation) and not by the increased movement of cows.

L’objectif des travaux effectués dans le cadre de cette thèse étaient de fournir de l’information concernant les impacts du stress de chaleur dans les troupeaux laitiers québécois. Le programme de recherche présenté a été conçu en prenant en considération le climat de la province et l’unicité du contexte de production canadien. La relation entre les conditions climatiques mesurées dans six étables laitières québécoises et celles mesurées à des stations météorologiques a d’abord été investiguée. L’objectif était de vérifier si les données collectées aux stations météorologiques pouvaient servir de substitut aux données des étables afin de juger adéquatement du niveau de stress de chaleur des animaux. Les résultats ont démontré que la température ambiante mesurée à l’intérieur des étables était significativement (P < 0,001) plus élevée que celle mesurée aux stations météorologiques alors que le contraire a été observé pour l’humidité relative. Ultimement, cela s’est traduit par un indice de température-humidité (ITH) significativement moins élevé de 4,6 unités dans l’Est du Québec et de 3,7 unités dans le Sud-Ouest du Québec lorsque les données des stations météorologiques sont utilisées au lieu des données des étables dans les calculs d’ITH. Finalement, l’adaptation du calcul d’ITH en substituant les conditions moyennes des stations météorologiques par la température maximale et l’humidité relative minimale a permis une meilleure représentation des conditions de l’étable. Néanmoins, une différence significative (P < 0,05) a été mesurée entre l’ITH modifié et l’ITH de l’étable. À la lumière de ces résultats, il est recommandé d’adapter les seuils d’ITH associés aux impacts négatifs du stress de chaleur lorsque les données environnementales dérivées des stations météorologiques sont utilisées. Dans le deuxième projet, la relation entre les performances de production et la durée des épidoes de stress de chaleur a été caractérisée grâce à un modèle multivarié. Pour ce faire, une banque de données incluant plus de 600 000 contrôles de production de 34 360 vaches a été utilisée et bonifiée de données environnementales exprimées sous forme d’ITH estimé à partir de la station météorolgique la plus près. Tout d’abord, les régressions linéaires effectuées ont révélé qu’il existe un délai de 24 heures entre un stress de chaleur et les impacts négatifs qui lui sont associés. Les résultats ont aussi suggéré que le stress de chaleur avait un effet persistent de huit jours sur les performances de production. Des pertes de production de 20 g de gras suite à une exposition d’un à deux jours de stress de chaleur et des pertes de protéines variant de 20 à 30 g selon la parité de l’animal ont été mesurées après trois ou quatre jours de stress de chaleur. Toutefois, aucune relation (P > 0,05) n’a été mesurée entre les productions de lait et de lactose et la durée des épisodes de stress de chaleur. Dans la troisième étude, les performances de production des vaches de la banque de données décrite précédemment ont été simulées pendant une période de référence (REF : 1971‒2000) et projetées pendant deux horizons futurs (FUT1: 2020‒2049; FL: 2050‒2079). L’objectif était de caractériser l’évolution des diminutions des composants laitiers associées au stress de chaleur et d’en chiffrer l’impact économique. Tout d’abord, les ITH quotidiens des trois périodes temporelles ont été calculés grâce aux données environnementales dérivées de six scénarios climatiques. Ensuite, le modèle élaboré dans la précédente étude a été adapté afin de projeter les performances de production des vaches pour les trois périodes mentionnées. Globalement, les scénarios climatiques utilisés dans cette étude ont démontré que la fréquence, l’intensité ainsi que la durée des épisodes de stress de chaleur pourront augmenter dans le FUT1 et dans le FL comparativement à la période de référence. Dans la région de l’Est du Québec, des pertes moyennes de gras et de protéines de 2405 ± 10 et de 1990 ± 7 kg/année par troupeau ont respectivement été projetées dans le FUT1 comparativement à REF. Dans la région du Sud-Ouest du Québec, des pertes moyennes de gras et de protéines de 2361 ± 147 et de 2057 ± 17 kg/année par troupeau ont respectivement été projetées dans le FUT1 comparativement à REF. Comparativement à REF, les diminutions projetées dans le futur (FUT1 et FL) se sont traduites par des pertes économiques moyennes allant de 5,02 à 7,07 can$/hl dans les troupeaux de l’Est du Québec et allant de 4,75 à 6,99 can$/hl dans les troupeaux du Sud-Ouest du Québec. / The main objective of this thesis was to provide information about heat stress related production impacts in Québec dairy herds. The relationship between on-farm summer environmental conditions and data retrieved from local meteorological stations was first investigated on six dairy farms. Secondly, the relationship between measurements previously established was considered in order to verify if temperature-humidity index (THI) calculations with weather station data could be adapted to better represent on-farm conditions. The farms recruited in the study were located in two contrasting dairy regions of the Province: East (EQ) and Southwest Quebec (SWQ). Our results showed that in both regions ambient temperature (AT) was consistently higher (P < 0.001) on-farm compared to AT measured at the weather station. The opposite was observed with relative humidity (RH), as it was significantly lower on-farm in EQ and numerically (P > 0.05) lower in SWQ compared to RH extracted from weather stations. Overall, this led to lower (P < 0.001) THI by 4.6 and 3.7 units at the weather stations compared to within-barn conditions for EQ and SWQ farms, respectively. Hence, using local meteorological station data to estimate on-farm conditions would lead to an underestimation of heat stress level in dairy cows. Adapting THI calculations by including daily maximum AT, and minimum RH retrieved from local weather station instead of their average counterparts led to a better estimation of within-barn conditions. However, difference between THI measured on-farm compared to the adapted THI calculated with weather station data remained significant. Although the adaption allowed for a closer relation to on-farm conditions, THI calculated with weather station data should only be used to gauge heat stress level in cows when heat stress thresholds are adapted for such data. In a second study, the relationship between milk performance and the cumulative number of days with heat stress was investigated with a multivariate model. A 6-year dataset containing 606,031 milk analysis records for 34,360 Holstein dairy cows at different parities was matched with the corresponding daily maximum THI. On average, cows were exposed to heat stress conditions for 135.8 ± 5.9 days per year in SWQ and 95.3 ± 10.2 days per year in EQ. Cows experiencing heat-stress conditions produced on average less fat, protein, and energy-corrected milk and lower fat and protein concentrations (P < 0.05). The decrease in milk fat reached a maximum of 6 % after an exposure of 7 to 8 heat stress days in cows at parity of three or more. The association between heat stress exposition duration and milk and lactose yields was weak (P > 0.05). Ultimately, heat stress lowered milk fat and protein production but had little effect on milk volume output. Further research is necessary to understand better the mechanism underlying the effects of sporadic low-to-medium-intensity heat stress on dairy productivity. The objective of the third study was to project milk performance of Holstein dairy cows under different climate scenarios through a reference period (REF: 1971–2000), near future (NF: 2020–2049) and distant future (DF: 2050–2079) using a predictive multivariate model. Moreover, this study provided information about the evolution of economic losses due to decreases in milk components associated with heat stress in Québec, Canada. Daily ambient temperature and relative humidity were derived from six climate scenarios in order to calculate daily THI through REF, NF and DF. Secondly, the model developed in the prior study was adapted to project annual milk performance of 71 dairy herds located in EQ and SWQ during the three aforementioned time horizons. Under NF climate conditions and relative to the reference period, projected fat and protein yields declined respectively by 2405 ± 10 and by 1990 ± 7 kg/yr per herd in EQ whereas decreases reached 2361 ± 147 and 2057 ± 17 kg/yr per herd in SWQ. Relative to the reference period, decreases in major milk components reached a maximum during DF in both regions. Ultimately, projected milk components declines resulted in average economic losses ranging from 5.02 to 7.07 can$/hL per EQ herds and from 4.75 to 6.99 can$/hL per SWQ herds.

Des études ont démontré que l'utilisation d'inhibiteurs non-spécifiques de PDE comme la caféine augmentait la production laitière. La présente étude avait pour but d'investiguer pour la première fois la présence fonctionnelle de la famille d'enzymes appelée phosphodiesterases (PDE) dans la glande mammaire bovine. Il a donc été démontré que la PDE4D, une PDE connue comme étant impliquée dans la sécrétion de caséines, y est présente et fonctionnelle. De plus, cette étude s'est étendue au niveau de l'expression et de la régulation fonctionnelle des PDE durant une lactation complète. Il a alors été démontré que les gènes de la PDE4D et la PDE7A, toutes deux spécifiques à l'AMPc, ainsi que la PDE5A, spécifique au GMPc, sont exprimés dans la glande mammaire bovine. Ces résultats suggèrent aussi une régulation post-traductionnelle des PDE dans ce tissu. Finalement, les essais enzymatiques AMPc mesurant l'activité PDE totale ont décrit une courbe inverse à celle de la production laitière. De par leur présence la PDE4D, la PDE5A et la PDE7A doivent jouer un rôle au niveau de lactation chez la vache laitière.