Les caractéristiques pondérales de la portée à la naissance et au sevrage sont des caractères importants pour la survie de la portée mais aussi pour la croissance globale des porcs. L’hétérogénéité des poids intra-portée cause régulièrement des difficultés de conduite d’élevage, au moment de l’adoption ainsi qu’au moment de l’allotement des porcs charcutiers. Ce travail de thèse avait pour objectif d’analyser génétiquement la variabilité des caractères associés à la production de porcelets dans la lignée sino-européenne Tai Zumu, constituée à 50% de génétique Meishan et à 50% de génétique Large White, a été créée par l’organisation de sélection porcine GENE+. L’objectif ultime de ce travail de thèse est de proposer des pistes d’amélioration génétique de cette lignée.La première partie de cette thèse a été consacrée à l’étude de la variabilité génétique des caractères pondéraux de la portée et de leur évolution, suite à la sélection génétique menée pour améliorer la prolificité, la croissance et la condition corporelle précoces des truies Tai Zumu. Les héritabilités obtenues en lignée Tai Zumu sont d’une manière générale supérieures à la moyenne de la littérature. Les relations génétiques fortes entre la prolificité et le poids des porcelets, et entre le poids des porcelets et l’écart-type de poids intra-portée, rendent impossible une sélection conjointe sur l’ensemble de ces critères. La stratégie de sélection la plus cohérente avec les objectifs de GENE+ consisterait à intégrer l’écart-type de poids intra-portée à 3 semaines d’âge dans l’évaluation génétique des animaux. En plus de favoriser l’uniformité des porcelets, l’inclusion de ce caractère dans le schéma de sélection entraînera une augmentation du nombre de porcelets sevrés. La prise en compte de ce caractère conduira néanmoins à un léger ralentissement de la croissance des porcelets. Il a également été mis en évidence que la composante génétique directe du porcelet était autant impliquée que la composante génétique maternelle dans la croissance du porcelet en allaitement. Malgré un antagonisme fort et surprenant entre ces deux composantes, nous avons aussi montré que fixer cette corrélation à 0 ne semble pas influencer de façon importante l’évaluation génétique des animaux.Une seconde partie a été orientée sur l’analyse génétique des relations entre la mobilisation des réserves corporelles par la truie allaitante et les caractéristiques de la portée. Cette mobilisation des réserves corporelles pendant la lactation influence davantage les caractéristiques de la portée que les niveaux de réserves corporelles en entrée ou en sortie de maternité. Les truies avec une forte capacité génétique pour la mobilisation des réserves corporelles subissent une diminution de la prolificité mais au bénéfice d’une meilleure croissance de leur portée. Réduire l’adiposité des truies par sélection n’est donc pas une stratégie recommandée en lignée Tai Zumu puisque les truies assurent leur lactation majoritairement par le catabolisme des réserves corporelles.La dernière partie était dédiée à la mise en évidence de QTL pour les caractères numériques et pondéraux de la portée. Un faible nombre de QTL a été mis en évidence pour les caractères utilisés dans l’index de sélection de la lignée. Un seul QTL avec un effet modéré sur le nombre de porcelets nés vivants a été détecté sur le chromosome 14 ; il semble ségréger dans la population. Ce résultat peut être le fait de la pression de sélection forte appliquée sur la prolificité, puisque les QTL de la bibliographie sont majoritairement situés dans des régions du génome où les allèles Meishan sont en partie fixés en lignée Tai Zumu. Dans ce contexte, une sélection de type Sélection Assistée par Marqueur est difficilement envisageable. Si la variabilité génétique des caractères est le fruit de nombreux QTL à effets faibles, la sélection génomique devrait être plus adaptée. / Les caractéristiques pondérales de la portée à la naissance et au sevrage sont des caractères importants pour la survie de la portée mais aussi pour la croissance globale des porcs. L’hétérogénéité des poids intra-portée cause régulièrement des difficultés de conduite d’élevage, au moment de l’adoption ainsi qu’au moment de l’allotement des porcs charcutiers. Ce travail de thèse avait pour objectif d’analyser génétiquement la variabilité des caractères associés à la production de porcelets dans la lignée sino-européenne Tai Zumu, constituée à 50% de génétique Meishan et à 50% de génétique Large White, a été créée par l’organisation de sélection porcine GENE+. L’objectif ultime de ce travail de thèse est de proposer des pistes d’amélioration génétique de cette lignée.La première partie de cette thèse a été consacrée à l’étude de la variabilité génétique des caractères pondéraux de la portée et de leur évolution, suite à la sélection génétique menée pour améliorer la prolificité, la croissance et la condition corporelle précoces des truies Tai Zumu. Les héritabilités obtenues en lignée Tai Zumu sont d’une manière générale supérieures à la moyenne de la littérature. Les relations génétiques fortes entre la prolificité et le poids des porcelets, et entre le poids des porcelets et l’écart-type de poids intra-portée, rendent impossible une sélection conjointe sur l’ensemble de ces critères. La stratégie de sélection la plus cohérente avec les objectifs de GENE+ consisterait à intégrer l’écart-type de poids intra-portée à 3 semaines d’âge dans l’évaluation génétique des animaux. En plus de favoriser l’uniformité des porcelets, l’inclusion de ce caractère dans le schéma de sélection entraînera une augmentation du nombre de porcelets sevrés. La prise en compte de ce caractère conduira néanmoins à un léger ralentissement de la croissance des porcelets. Il a également été mis en évidence que la composante génétique directe du porcelet était autant impliquée que la composante génétique maternelle dans la croissance du porcelet en allaitement. Malgré un antagonisme fort et surprenant entre ces deux composantes, nous avons aussi montré que fixer cette corrélation à 0 ne semble pas influencer de façon importante l’évaluation génétique des animaux.Une seconde partie a été orientée sur l’analyse génétique des relations entre la mobilisation des réserves corporelles par la truie allaitante et les caractéristiques de la portée. Cette mobilisation des réserves corporelles pendant la lactation influence davantage les caractéristiques de la portée que les niveaux de réserves corporelles en entrée ou en sortie de maternité. Les truies avec une forte capacité génétique pour la mobilisation des réserves corporelles subissent une diminution de la prolificité mais au bénéfice d’une meilleure croissance de leur portée. Réduire l’adiposité des truies par sélection n’est donc pas une stratégie recommandée en lignée Tai Zumu puisque les truies assurent leur lactation majoritairement par le catabolisme des réserves corporelles.La dernière partie était dédiée à la mise en évidence de QTL pour les caractères numériques et pondéraux de la portée. Un faible nombre de QTL a été mis en évidence pour les caractères utilisés dans l’index de sélection de la lignée. Un seul QTL avec un effet modéré sur le nombre de porcelets nés vivants a été détecté sur le chromosome 14 ; il semble ségréger dans la population. Ce résultat peut être le fait de la pression de sélection forte appliquée sur la prolificité, puisque les QTL de la bibliographie sont majoritairement situés dans des régions du génome où les allèles Meishan sont en partie fixés en lignée Tai Zumu. Dans ce contexte, une sélection de type Sélection Assistée par Marqueur est difficilement envisageable. Si la variabilité génétique des caractères est le fruit de nombreux QTL à effets faibles, la sélection génomique devrait être plus adaptée.

Le zinc est un élément essentiel, un métal polluant et une ressource non renouvelable. Les phytates sont identifiés comme facteur alimentaire principal qui limite la biodisponibilité du Zn chez le monogastrique. Le Zn sous forme organique (DZNO) est supposé moins interagir avec les phytates que celui de forme inorganique (DZNI). La biodisponibilité du Zn alimentaire a été étudiée en fonction des phytates chez le rat, le poulet et le porcelet pour mieux comprendre les mécanismes liés à cette interaction. Les expériences in vivo et les méta-analyses ont permis de mettre en évidence que : 1) L'absorption de DZNO est améliorée par rapport à DZNI, en présence de phytate de sodium qui suggère une protection, de DZNO contre cet antagoniste. 2) La biodisponibilité de DZNO n'est pas améliorée par rapport à DZNI chez le poulet et le porc nourri avec des aliments contenant des phytates d'origine végétale. L'antagonisme des phytates végétales agit sur le Zn natif seulement. 3) L'antagonisme des phytates végétales sur la biodisponibilité du Zn est plus prononcé chez le porc que chez le poulet. Contrairement au porc, le pH gastrique faible chez le poulet serait capable de valoriser le Zn natif, initialement lié aux phytates. 4) Pour une supplémentation optimale du Zn chez le porc, nous suggérons, en plus de la teneur en Zn native, la prise en compte d'une nouvelle variable " P phytique non hydrolysé ". Celle-ci tient compte de l'activité phytasique végétale et microbienne de l'aliment. La supplémentation en Zn peut ainsi être adaptée en fonction du potentiel antagoniste des phytates non hydrolysées. La capacité naturelle du poulet à valoriser le zinc natif limite la marge de progrès.

Dans le contexte de l'antibiorésistance, l'objet de ce doctorat vise à évaluer l'impact d'antibiotiques sur le microbiote intestinal de porcelets. La colistine et le ceftiofur, pour lesquels les résistances incluent essentiellement et respectivement mutations chromosomiques et gènes plasmidiques, ont été utilisés. La colistine a significativement réduit la population des entérobactéries, mais aucun E. coli résistant n'a été détecté. L'administration de ceftiofur a eu un impact limité sur les populations bactériennes composant l'écosystème digestif mais a conduit à une forte sélection et à la diffusion d'un gène plasmidique codant pour une bêta-lactamase à spectre étendu. Puis, dans le cadre de la réglementation visant à diminuer l'expérimentation animale, un modèle in vitro colique porcin, nommé PigutIVM, a été mis au point afin de simuler l'environnement digestif du porcelet et a permis de confirmer, in vitro, l'effet observé in vivo de la colistine sur le microbiote. Cet outil a ensuite été utilisé pour évaluer l'impact d'un probiotique, Saccharomyces cerevisiae, comme alternative aux antibiotiques. Le modèle PigutIVM devrait se positionner comme un outil de prédiction pertinent dans les domaines d'investigation aussi bien nutritionnels que pharmacologiques. / In the context of antibiotic resistance, the aim of the current PhD work is to assess the impact of antibiotics on intestinal microbiota of piglets. Two antibiotics i.e. colistin and ceftiofur, for which the main resistances include respectively chromosomal mutations and plasmid genes have been used. Colistin significantly reduced the population of Enterobacteriaceae, but there was no selection of resistant E. coli. The administration of ceftiofur had a limited impact on the bacterial populations that make up the digestive ecosystem but it led to strong selection and dissemination of a plasmid gene encoding an extended-spectrum beta-lactamase. Then, in the framework of regulations to reduce animal testing, an in vitro model of colonic pig named PigutIVM was developed in order to simulate the digestive environment of the piglet and then check the effect of colistin on the microbiota simulated in PigutIVM in vitro. Therefore both the approaches i.e. in vivo and in vitro were compared in order to check the effect of colistin on intestinal microbiota of piglets. This tool was then used to evaluate the impact of a probiotic i.e. Saccharomyces cerevisiae, as alternative to antibiotics. Therefore we assume that this PigutIVM model should be positioned as a relevant predictive tool in the fields of nutritional and pharmacological investigations.

Le chlordécone est un pesticide organochloré, qui a été utilisé dans les Antilles françaises pour lutter contre le charançon du bananier Cosmopolites sordidus. Ce pesticide a été interdit en 1993 en raison de sa toxicité et de sa persistance dans l'environnement. Cependant des études ont montré que la population antillaise continue d'être exposée (lait maternel et sang contaminés, transfert de chlordécone mère-jeune, retard du développement cognitif, risque de cancer de la prostate) en particulier via l'alimentation. Depuis 2008, la réglementation européenne n°396/2005 est appliquée sur le territoire antillais (limite maximale fixée à 10 et 20 µg chlordécone /kg poids frais repsectivement dans le foie et l'oeuf et de 100 µg/kg de matière grasse dans le gras). Il s'avère que la contamination des denrées au chlordécone est due au fait que les sols d'anciennes bananeraies autrefois traités au chlordécone (principalement des andosols, des nitisols et des ferrisols) demeurent contaminés. L'andosol contient de l'argile allophane, structure qui confère une microporosité élevée par l'enchevêtrement de motifs particulaires répétés à plusieurs échelles. Le chlordécone de l'andosol a été potentiellement piégé par ce réseau de micropores et est supposé être fortement retenu. Au contraire, le nitisol contient de l'argile halloysite, dont la structure correspond à une superposition de couches et ménage une faible porosité. Notre hypothèse est que le chlordécone est moins retenu par le nitisol que par l'andosol. Les animaux monogastriques élevés en plein air (porcin, volaille) sont susceptibles d'ingérer du sol de manière involontaire. Chez la poule pondeuse, les niveaux d'ingestion de sol peuvent atteindre 25 % de la ration alimentaire journalière dans le cas d'une réduction du couvert végétal et/ou d'un rationnement alimentaire. L'ingestion de sol pour le porcin a été peu étudiée. Nous avons cherché à déterminer les aptitudes d'un andosol et d'un nitisol à retenir le chlordécone durant le processus digestif. Pour cela nous avons évalué la biodisponibilité relative du chlordécone d'un andosol et d'un nitisol chez l'animal monogastrique. La détermination de la biodisponibilité relative repose sur la comparaison des pentes entre la réponse (concentration de chlordécone dans les matrices animales) obtenue lors des doses croissantes de chlordécone ingérées via la matrice testée (l'andosol ou le nitisol) à la réponse obtenue lors des mêmes doses de chlordécone ingérées via une matrice de référence (huile). Les résultats obtenus chez la poule pondeuse et le porcelet ont indiqué que l'andosol et le nitisol n'affectent pas la biodisponibilité du chlordécone. Ainsi, la biodisponibilité relative du chlordécone des sols étudiés a été identique et considérée égale à 100% aussi bien chez la poule que chez le porcelet. Le chlordécone du sol a donc été extrait durant le processus digestif et absorbé par l'animal monogastrique à l'identique du chlordécone dissous dans de l'huile. Le chlordécone du sol est donc assimilable par l'animal d'élevage. Ainsi, les sols contaminés en chlordécone présentent un réel risque pour la filière animale. Les teneurs en chlordécone des produits (foie, gras, oeuf) ont dépassé les limites maximales acceptables dès lors que les animaux monogastriques ont ingéré 6,8 µg chlordécone /jour/kg de poids vif. Sachant que 10% des sols cultivables contiennent au moins 1 mg chlordécone /kg, dès lors qu'un animal monogastrique (poule pondeuse ou porcelet) ingère 17 % de sol dans sa ration alimentaire quotidienne, les teneurs en chlordécone des produits dépasseront les limites maximales et seront « impropres » à la consommation. Il convient ainsi d'identifier les pratiques d'élevage à risques pour préconiser des mesures limitant la contamination des produits animaux au chlordécone / Chlordecone (CLD) is an organochlorine pesticide used in the French West Indies against black weevil Cosmopolites sordidus. This pesticide was banned in 1993, because of the toxicity and persistence of this compound in the environment. However, several studies indicated that the population is already exposed to chlordecone (contaminated blood and maternal milk, chlordecone transfer to the mother from the child, memory delay in child and risk to the prostate cancer) particularly by food ingestion. Since 2008, European Regulation °396/2005 is applied in French West Indies (maximal limit fixed at 10 and 20 µg chlordecone/kg of fresh weight in liver and egg and at 100 µg chlordecone /kg of fat in fat). Soils of banana crops previously treated by chlordecone (mainly andosols, nitisols, ferrisols) are still contaminated and are the major source of contamination of food products. Andosol contains allophane clay structure which allows a high microporosity with the formation of particle aggregates in a pattern repeated at different scales. chlordecone would be strongly trapped by this micropores structure and supposed to be strongly retained. Nitisol contains halloysite clayed structure composed to the clay layers superposition with a low porosity. Our hypothesis is that chlordécone is less retained by nitisol than by andosol. Monogastric animals reared outside (pig, poultry) may involuntary ingest soil. It has been shown that hen can ingest soil amounts corresponding to 25 % of the daily ration in the case of vegetation reduction and of nutritional imbalance. Soil ingestion by pig was less studied. In the frame of this research work, we determined andosol and nitisol capacities to retain chlordecone during the digestive process. The relative bioavailability of soil-bound chlordecone in monogastric farm animals (laying hen and juvenile swine) was established. The relative bioavailability determination consists to the slope comparison between the response (concentrations of chlordecone in animal matrices) obtained with increasing chlordecone doses via andosol or nitisol and the response obtained with the same chlordecone ingestion doses via a reference matrix (oil). Results showed that andosol and nitisol did not reduce the chlordecone bioavailability. Thus, relative bioavailability of soil-bound chlordecone was considered to be equal to 100% in laying hen and in juvenile swine. chlordecone was extracted during the digestive process and was absorbed by the monogastric animals. Thus, soil-bound chlordecone is directly assimilated by monogastric farm animals. Concentrations of chlordecone in animal products (liver, fat, egg) exceeded maximal limits for a chlordecone ingestion at least equal to 6.8 µg chlordecone/day/kg of body weight. Since 10% of agricultural soils are contaminated with at least 1 mg/kg, the ingestion of 17% of soil in the daily food ration will result in animal products not acceptable for human consumption. Therefore, it is important to characterize the risk livestock farming practices in order to limit the contamination of food products

L’industrie porcine met beaucoup d’efforts pour contrôler la contamination par Salmonella en fin de production. Malgré tout, d’après des données européennes de la European Food Safety Authority (EFSA), les produits de viande porcine pourraient être responsables de 10 à 20 % des cas rapportés de salmonellose chez l’Homme. Il semble donc qu’une approche incluant des actions en amont, c’est-à-dire à la ferme, pourrait permettre de réduire la pression de contamination au niveau de l’abattoir et donc la contamination de la viande. Le transfert de Salmonella entre les truies contaminées et les porcelets pourrait être une source importante de contamination dans la filière porcine. Cependant au Canada peu d’information est disponible sur cette voie d’introduction. Nous avons donc décrit le lien entre les souches retrouvées chez les truies et celles retrouvées chez leurs porcelets dans les étapes subséquentes d’un système de production commercial Québécois. De plus, l’établissement du microbiote intestinal chez le porc en production est directement influencé par le microbiote maternel et celui-ci influence l’excrétion de Salmonella chez les porcs en engraissement. Dans cette étude, nous avons donc tout d’abord décrit, dans ce même système, le microbiote des truies en lien avec leur excrétion de Salmonella. Nous avons ensuite décrit le microbiote des porcelets et des porcs en engraissement en relation avec ce microbiote maternel et avons tenté d’identifier des déterminants de l’excrétion qui peuvent être transférés de la truie à sa progéniture à l’intérieur de cette pyramide de production. Pour ce faire, nous avons tout d’abord échantillonné les matières fécales de truies à différents moments de la gestation dans une maternité. Une détection de Salmonella a été effectuée et les populations bactériennes retrouvées dans le microbiote fécal de ces truies ont été décrites par séquençage à haut débit de type MiSeq. Ceci nous a permis de mettre en évidence une réduction significative du niveau de Salmonella excrétées par ces truies entre le début et la fin de la gestation. Nous avons aussi pu mesurer des variations dans le microbiote fécal de celles-ci selon l’excrétion de Salmonella, mais aussi selon le moment de la gestation. Un séquençage a aussi été effectué sur les fèces des porcelets nés de ces truies avant leur sevrage. Ceci nous a permis de démontrer que le statut d’excrétion de la truie influence leur microbiote fécal. Cependant, aucun transfert direct de taxon spécifique de cette relation n’a pu être mesuré. De plus, indépendamment du statut d’excrétion de Salmonella des truies, nous avons démontré qu’à ce moment les porcelets d’une portée avaient des microbiotes fécaux plus semblables entre eux que comparativement à ceux de leurs contemporains, confirmant l’influence de la truie sur le microbiote des porcelets dans les fermes échantillonnées. Finalement, des échantillonnages de matière fécale de ces porcs ont aussi été effectués en engraissement. Leur statut d’excrétion de Salmonella et la composition de leur microbiote ont aussi été évalués à cette étape. Grâce à ces échantillons, nous avons démontré que, dans le système de production étudié, le statut d’excrétion de la truie n’avait pas d’impact sur le microbiote des animaux après l’étape du sevrage. Nous avons cependant démontré que dans les fermes faisant partie de l’étude, les porcs nés d’une même mère avaient toujours un microbiote fécal différenciable de celui de leurs congénères. Ceci suggère ainsi le potentiel d’actions visant à moduler le microbiote intestinal de la truie et qui pourrait être transféré au bénéfice de leurs porcelets. Nous avons aussi décrit par typage, à l’aide de courbes de fusion à haute résolution (HRM), la circulation et le transfert des Salmonella de la maternité vers les autres étapes de la production dans cette pyramide de production. Les résultats obtenus démontrent ici que, malgré une excrétion des truies dans la période périnatale, les souches retrouvées plus tard chez les porcelets en pouponnière et dans leur environnement ont des profils HRM différents de celles retrouvées en maternité. Les truies auraient donc, dans le système de production étudié, un effet marginal sur la contamination des porcelets et ceux-ci se contamineraient plutôt dans l’environnement de la pouponnière ou de l’engraissement. Cette étude a permis de mieux décrire la présence de Salmonella dans un système de production porcine commercial au Québec et ainsi de mieux comprendre l’impact de la transmission de Salmonella entre les truies et les porcelets. Ces nouvelles connaissances permettront de mieux cibler les étapes où des mesures efficaces pourraient être implantées pour réduire la contamination du produit fini. L’étude du microbiote a aussi permis de mettre en évidence une influence de la truie sur le microbiote fécal de ses porcelets et ce jusqu’en engraissement, sans pour autant avoir pu identifier de taxons directement transférés, ni avoir pu mesurer d’effet de cette influence sur l’excrétion de Salmonella. Néanmoins, au-delà de la problématique spécifique de Salmonella, cette étude ouvre des perspectives de modulation du microbiote intestinal de la truie au bénéfice de l’orientation du microbiote digestif du porc pendant toute la production, microbiote dont les effets sur la santé et le bien-être sont de mieux en mieux documentés. / The pork industry is putting a lot of effort into controlling Salmonella contamination at the end of production. However, according to the European Food Safety Authority (EFSA) data, pig meat products may be responsible for 10-20% of reported cases of salmonellosis in humans. It therefore seems that an approach including actions upstream, on the farm, could make it possible to reduce the pressure of contamination at the slaughterhouse and therefore the contamination of the meat. The transfer of Salmonella between contaminated sows and piglets could be an important source of contamination in the pig sector. However, in Canada little information is available on this route of introduction. We have therefore described the link between the strains found in sows and those found in their piglets in the subsequent stages of production in a Quebec commercial production system. In addition, the establishment of this microbiota in pigs in production is directly influenced by the maternal microbiota and that the intestinal microbiota influences the excretion of Salmonella in fattening pigs. In this study, we therefore first described the microbiota of sows in relation to their excretion of Salmonella in this same production system. We then described the microbiota of piglets and fattening pigs in relation to this maternal microbiota and attempted to identify determinants of shedding that can be transferred from the sow to its offspring within this production pyramid. To do this, we first sampled the feces of sows at different times of gestation in a maternity unit. Salmonella was detected and the bacterial populations found in the fecal microbiota of these sows were described by high-throughput sequencing of the MiSeq type. This allowed us to highlight significant variations in the level of Salmonella excreted by these sows at different times of gestation. We were also able to measure variations in the fecal microbiota of these depending on the excretion of Salmonella, but also according to the time of gestation. Sequencing was also carried out on the feces of piglets born from these sows before weaning. This allowed us to demonstrate that the sow's shedding status influences their fecal microbiota. However, no direct taxon transfer specific to this relationship could be measured. In addition, up to the nursery, we have demonstrated that piglets from the same litter have more similar fecal microbiota than compared to other contemporary animals, confirming the influence of the sow on the piglet microbiota in the sampled farms. Finally, fecal samples from these pigs were also carried out for fattening. Their Salmonella excretion status and the composition of their microbiota were also assessed at this stage. Using these samples, we demonstrated, in the production system that was studied, that the impact of the sow’s status on the microbiota was not retained for fattening after the weaning stage and did not affect the risk of shedding during fattening. However, we have shown that on the farm included in our study that pigs born to the same mother always have a differentiated fecal microbiota from that of their counterparts. This thus demonstrates the potential for actions aimed at modulating the intestinal microbiota of the sow and which could be transferred to the benefit of their piglets. We have also described by High Resolution Melt typing (HRM) the circulation and transfer of Salmonella from the maternity to the other stages of production in this production pyramid. The results obtained demonstrate here that despite the excretion of sows in the perinatal period, the strains found later in the piglets at the nursery and their environment have different HRM profiles from those found in maternity. In the studied production system, sows would therefore have a marginal effect on the contamination of piglets in the production system studied, compared to the environment in the nursery among other things. This study made it possible to better describe the circulation of Salmonella in a commercial swine production system in Quebec and thus to better understand the impact of Salmonella transmission between sows and piglets. This new knowledge will allow us to better target the stages where effective measures could be implemented to reduce contamination of the finished product. The study of the microbiota also made it possible to highlight an influence of the sow on the fecal microbiota of its piglets and this until fattening, without being able to identify taxa directly transferred nor to have been able to measure the effect of this influence on the excretion of Salmonella. However, beyond the specific problem of Salmonella, this study opens up perspectives for modulating the intestinal microbiota of the sow for the benefit of the orientation of the digestive microbiota of pigs throughout production, a microbiota whose effects on health and well-being are getting increasingly well documented.

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

Weaning is one of the most critical periods in pig production due to a high susceptibility to gut disorders and infections induced by psychological, social, environmental and dietary stresses interfering with gut development and adaptation. This period was managed for decades by incorporating antibiotics in the diet. However, the European Union implemented a full ban on in-feed antibiotics since 1 January 2006. In this context, many alternatives are studied. We chose to study bovine colostrum for its richness in essential nutrients but also in bioactive peptides known for their growth promoting and antimicrobial properties in the calf but also in other species (poultry, pig, human). It was also selected for its high disponibility (Banque de colostrum, CER, Marloie, Belgium). The objective of this thesis is to investigate the potential of the use of bovine colostrum in the newly-weaned piglet diet and its mechanism of action. This thesis is composed of two parts : In the first part, the effects of bovine colostrum on growth performances, feed intake and physiological parameters were studied in two experiments. In the first experiment, 24 newly weaned piglets were fed daily a diet supplemented with 0, 1 or 5 g of defatted bovine colostrum. Our measures on the immune system showed that bovine colostrum could influence the development of the IgA response by potentiating a Th2 response in the ileal Peyer patch. In the digestive tract, no effects were shown on the morphology of the intestinal wall but a local anti-colostral immunisation was observed. In a second experiment, we demonstrated the efficiency of a 2 % bovine colostrum whey supplementation in weaning piglet diet to reduce the post-weaning growth check and undernutrition. The blood parameters showed a systemic IgA response, confirming previous results, and a higher IGF-I level in the colostrum-fed piglets the first week post-weaning. No effects on the faecal E. coli population were recorded. In the second part of this thesis, different ways to make the use of bovine colostrum more cost-effective for pig production were studied. It was shown that it was possible to maintain the same efficiency while reducing the dose of supplementation from 2 to 1 % and the period of administration from 28 to 10 days and replacing bovine colostrum whey by defatted bovine colostrum, a product 50 % less expensive to produce. Le sevrage est une des périodes les plus critiques en production porcine à cause d'une plus forte sensibilité des animaux aux problèmes intestinaux et aux infections suite aux stress psychologique, social, environnemental et alimentaire interférant avec le développement du tube digestif. Cette période délicate a été maîtrisée durant des décennies par l'incorporation d'antibiotiques dans l'aliment. Cependant, depuis le 1er Janvier 2006, cette pratique est totalement interdite dans l'Union Européenne. Dans ce contexte, de nombreuses alternatives sont étudiées. Nous avons choisi le colostrum bovin pour sa richesse en éléments essentiels et surtout en peptides bioactifs connus pour leurs propriétés promotrices de croissance et antimicrobiennes chez le bovin mais également chez d'autres espèces (poulet, porc, homme). Il a également été retenu pour sa grande disponibilité (banque de colostrum, CER, Marloie, Belgique). L'objectif de cette thèse est d'évaluer l'intérêt d'utiliser du colostrum bovin dans l'alimentation du porcelet au sevrage et d'étudier son mécanisme d'action. La thèse se compose de deux parties : Dans la première partie, les effets d'une supplémentation en colostrum bovin sur les performances, l'ingestion et certains paramètres physiologiques ont été étudiés au cours de deux expériences. Au cours d'une première expérience, un aliment supplémenté quotidiennement avec 0, 1 ou 5 g de colostrum bovin dégraissé a été testé. Au niveau immunitaire, nos mesures ont montré une influence du colostrum bovin sur le développement de la réponse en IgA en induisant une réponse de type Th2 au niveau de la plaque de Peyer iléale. Dans le tube digestif, aucun effet n'a été observé sur la morphologie de la paroi intestinale, mais une immunisation locale anti-colostrale a été mise en évidence. Une seconde expérience a démontré l'efficacité d'une supplémentation de 2 % de sérum de colostrum dans l'aliment pour réduire la perte de poids et la sous-alimentation provoquées par le sevrage. Les paramètres sanguins ont montré une augmentation des IgA, confirmant nos résultats précédents, et un taux en IGF-I plus important chez les porcelets recevant le colostrum. Par contre, aucun effet n'a été observé sur la population d'E. Coli fécale. Dans la seconde partie de la thèse, différents moyens de réduire le coût de la supplémentation en colostrum bovin ont été étudiés. Il a été démontré qu'il était possible de maintenir l'efficacité du colostrum tout en réduisant la dose (de 2 % à 1 %) et la durée de supplémentation (de 28 à 10 jours) et en remplaçant le sérum de colostrum par du colostrum dégraissé, un produit 50 % moins cher.

L'objectif de notre projet de recherche est l'exploration de la faisabilité de l'allogreffe des tissus composites (ATC) chez les nouveau-nés ayant des anomalies congénitales sévères de la main ou du visage. Dans la partie bibliographique, nous avons étudié les mécanismes de tolérance néonatale chez la souris, ainsi que la transplantation in utero des cellules souches hématopoïétiques avec des modèles animaux et humains. Ensuite, les propriétés du système immunitaire du nouveau-né humain ont été décrites avec étude des différents protocoles de conditionnement non-myéloablatifs utilisés pour induire une tolérance aux greffes d'organes solides, afin de trouver le type de conditionnement utilisable chez les nouveaux nés pour l'induction de tolérance. La greffe du thymus et de la moelle osseuse vascularisée avec l'ATC ont été également étudiés. Enfin, une revue exhaustive des différentes études d'ATC concernant l'induction de tolérance chez les humains et les larges animaux a été faite. Un premier modèle préclinique expérimental d'ATC a été élaboré chez le porcelet nouveau-né. Des études ultérieures ont par suite étudié les agents immunosuppresseurs ainsi que le régime de conditionnement avec l'administration de cyclosporine A., des thymo-globulines de lapin anti-porc et du mycophénolate mofétil. Un protocole d'induction de tolérance pour l'ATC chez les porcelets nouveau-nés a été rédigé et l'expérimentation sera réalisée courant 2014-2015. Si la tolérance d'ATC spécifique du donneur pourra être induite avec notre protocole, nous allons par la suite élaborer un protocole d'induction de tolérance et un programme d'allogreffe de main applicable chez les nouveau-nés humains / This present research is devoted to the exploration of performing vascularized composite allografts as a treatment for severe congenital hand or face anomalies in neonates or very young infants. The bibliographic studies at first revised the discovery and mechanisms of neonatal tolerance in mice, as well as in utero hematopoietic stem cells transplantation in large-animal models and human fetuses. Then the properties of human neonatal immune system were described; and the non-myeloablative or non-toxic conditioning regimens for solid organ transplant tolerance induction were also studied, in order to give the clue to a applicable conditioning regimen for tolerance induction in neonates. The potent thymus and vascularized bone marrow transplantation in neonatal VCA were considered as advantages. Finally, the researches concerning tolerance induction for VCA in large animal models and in human patients were reviewed. ln experimental studies, the preclinical VCA was firstly established in neonatal swines. Subsequent experiments thus studied the immunosuppressive agents, as well as conditioning regimen, including the administration of cyclosporine A, rabbit anti-pig thymocyte globulin and mycophenolate mofetil for VCA in pig neonates. The findings in these experiments were then concluded. Based on these finding, a general tolerance induction protocol for VCA in neonatal swines was designed and experiment will be performed in year 2014-2015. lf donor-specific tolerance for VCA could be induced with present protocol, we will subsequently elaborate an applicable tolerance induction protocol and hand allotransplantation program in human newborn infants

La prise en compte du microbiote intestinal porcin est une approche de plus en plus considérée dans la qualification des mesures de contrôle des pathogènes alimentaires issus de cette filière de production. Toutefois, ces études, en conditions protégées, sont généralement réalisées in vivo, nécessitent des installations spécialisées, coûteuses en fonctionnement. Une alternative possible à l’utilisation des animaux serait la disponibilité d’un système in vitro mimant le microbiote intestinal cultivé en bioréacteur. Ce projet de recherche vise la mise au point d’un système de culture en bioréacteur pour la production d’un microbiote dérivé du microbiote intestinal porcin, puis la mesure de l’effet de deux huiles essentielles sur le microbiote. Un système, original par son alimentation continue par un digestat d’aliment conventionnel porcin, a été utilisé dans le cadre de ce projet. En effet, ce système est composé de huit réacteurs, dont un réacteur mère permettant la croissance du microbiote qui a été distribué dans les sept réacteurs fils afin de disposer de conditions reproductibles. Les résultats obtenus par séquençage métagénomique 16S par Illumina MiSeq des échantillons démontrent une grande évolution de la composition des échantillons à 48 h par rapport au contenu intestinal utilisé pour l’inoculation. Toutefois, cette variation a diminué considérablement entre 48h et 72h, pour offrir une fenêtre d’analyse de microbiotes complexes d’origine intestinale porcine pour l’évaluation d’additifs alimentaires. Dans le cadre de cette étude, l’introduction de deux huiles essentielles, le Thymol et le Carvacrol, a été testée dans le système à 48h, pour deux concentrations (200 ou 1000 ppm). Les résultats de PCR quantitative ont démontré une augmentation significative des populations de Lactobacilles dans les réacteurs contenant du Thymol à 1000 ppm en 24h (entre l’ajout à 48h et la fin de l’expérience, à 72 h) ou par comparaison avec le réacteur contrôle sans huile à la fin de l’essai, mais aucune différence significative n’a été observée pour le Carvacrol. Toutefois, aucune différence significative n’a été observée au niveau de la composition du microbiote entre les réacteurs comportant des additifs différents. Cette étude a permis le développement d’un système de bioréacteur permettant de maintenir un microbiote dérivé du microbiote intestinal porcin sur 72h, ainsi que sa mise en oeuvre pour mesurer l’effet de l’addition d’une huile essentielle dans un réacteur. / Pig intestinal microbiota is an approach more considered in the foodborne pathogen control qualification in the pig production. However, these studies are commonly conducted in vivo needing specific installation and significant costs. A possible alternative to the use of animals would be the used of an in vitro system to mimic the intestinal microbiota, in a bioreactor. This research project aims to setup a bioreactor system to produce a microbiota derived from the pig intestinal microbiota, and to assess the effect of two essentials oils on this microbiota. The system used in this project is unique by its design, continuously supplied using digested piglet feed as a culture media. This system is composed of eight reactors, including a mother reactor for the growth of the microbiota that was divided between seven daughter reactors to obtain reproducible conditions. Results obtained by 16S metagenomic sequencing using Illumina MiSeq of the samples showed an evolution of the sample composition at 48h compared to intestinal content used for inoculation. However, this variation decreases between 48h and 72h, offering a window for the analysis of food additives effect on the microbiota from piglet origin. In this study, two essentials’ oils, Thymol and Carvacrol, were added to the system at 48h, at a concentration of 200 and 1000 ppm, respectively. Quantitative PCR showed a significant increase of Lactobacilli in reactors containing Thymol at 1000 ppm in 24h (between the addition at 48h and the end of the experiment at 72h) or when comparing with the control reactor without oils at the end of the experiment, but no significative difference was observed for the Carvacrol. However, no significative difference was observed in microbiota composition between the reactors containing the different additives. This study enabled the development of a bioreactor system to maintain a microbiota derived from the pig intestinal microbiota over 72h, and the possibility to assess the effect of essential oils addition in a reactor.