Tesi sul tema "Bovins de boucherie – Environnement"

Cette thèse porte sur l’étude des impacts environnementaux de systèmes de production de bovins. Le premier objectif était d’analyser et de comparer les impacts environnementaux de systèmes de production de viande et de lait par analyse de cycle de vie (ACV) attributionnelle. Les effets de pratiques d’atténuation de ces impacts ont été évalués pour les systèmes de production de viande. Le second objectif était un développement méthodologique afin d’explorer les conséquences possibles d’une préférence accrue pour un lait produit à base d’herbe, par ACV conséquentielle. Dans un système de production de viande par le troupeau allaitant, le méthane entérique a été le principal contributeur à l’impact changement climatique, et la production de l’herbe a été la principale contributrice aux autres impacts (demande énergétique cumulée, eutrophisation, acidification, occupation du sol). L’atelier naisseur (vaches allaitantes et leurs veaux, génisses) a contribué de manière majeure aux impacts du système allaitant dans son ensemble. La pratique d’atténuation la plus efficace pour le système a été la diminution de l’âge au vêlage de 3 à 2 ans. L’utilisation de lipides riches en acides gras oméga-3 dans le régime a très peu affecté les impacts du système. L’application simultanée de plusieurs pratiques d’atténuation compatibles entre elles réduit sensiblement les impacts. L’application de pratiques telles que la réduction du gaspillage d’herbe, l’engraissement des génisses non utilisées pour le renouvellement et la diminution de l’âge au vêlage réduisent l’occupation du sol. Un usage alternatif des terres libérées tel que la plantation de forêt pour séquestrer du carbone dans la biomasse semble prometteur. L’étude de systèmes de production de lait a été centrée sur les comparaisons de systèmes à base d’herbe ou d’ensilage de maïs, d’une race spécialisée (Holstein) ou mixte (Normande) et sur l’effet du niveau de production laitière par ACV attributionnelle. Quelle que soit la méthode d’attribution des impacts aux co-produits, les impacts par kg de lait ont été plus faibles pour les systèmes à base d’ensilage de maïs et pour les Holstein, sauf pour l’eutrophisation. L’accroissement de la production de lait par vache grâce à une consommation d’énergie accrue et au vêlage à 2 ans a permis de réduire les impacts du lait et de son co-produit viande. Les conséquences de la conversion d’une exploitation laitière utilisant beaucoup de maïs ensilage vers une exploitation utilisant de l’herbe comme unique source de fourrage pour répondre à une demande de lait produit à base d’herbe en France ont été évaluées par ACV conséquentielle. Cette conversion entraîne des changements notables de l’utilisation des sols en dehors de l’exploitation, et donc un fort accroissement des impacts du système dans son ensemble et du lait produit
This thesis addresses the environmental impacts of cattle production systems. The first objective of this thesis was to analyse and compare the environmental impacts of suckler-beef and dairy production systems using attributional life cycle assessment (ALCA). Subsequently, the effects of mitigation practices for suckler-beef production systems were assessed. The second objective addressed methodology development by exploring possible consequences due to an increase in preference for grass-based milk using consequential LCA (CLCA).For a suckler-beef production system, enteric methane fermentation was the main contributor to the climate change impact, and grassland production contributed most to other impacts (cumulative energy demand, eutrophication, acidification and land occupation). The suckler cow-calf herd substantially contributed to the impacts of the suckler-beef system. The most effective mitigation practice for the suckler-beef production system was decreasing calving age from 3 to 2 years. The use of lipids rich in omega-3 fatty acids in ruminant diets did not substantially affect the impacts of the suckler-beef production system. Simultaneous application of several compatible practices can substantially mitigate the impacts of the suckler-beef production system. The application of certain practices (e.g. reducing ungrazed grass losses, fattening heifers not used for replacement and reducing calving age) reduced land occupation. Alternative uses for the “released land”, e.g. the introduction of forest to sequester C into biomass, seems promising. For dairy production systems, the assessment focused on a grass-based vs. maize-silage-based system, dual-purpose breed (Normande) vs. specialised breed (Holstein) and the effect of increasing milk yield per cow, using the ALCA approach. Independent of co-product handling methods, the impacts per kg of milk were lower with the maize-silage-based system and with Holstein cows (except for eutrophication). Increasing milk yield per cow by increasing feed energy intake and applying more intensive management (first calving at 2 years) decreased the impacts of milk and its beef co-product. The consequences of converting a maize-silage-based to a grass-based dairy farm in France to meet the increased domestic preference for grass-based milk were assessed using the CLCA approach. This farm conversion caused land-use change outside the dairy farm and thus substantially increased the impacts of the whole production system and the milk it produced

Les métapodes de 359 bovins charolais ont été récupérés à l'abattoir. Pour chaque animal, nous avons retenu un métacarpe et un métatarse. Ces métapodes ont été mesures (7 mesures par os) à l'aide d'un pied à coulisse. Le traitement statistique (uni et multivarié) a été mené sur la population toute entière, mais également après mise en classe en fonction de l'éruption des dents incisives adultes (taureaux, taurillons, vaches, génisses et bœufs). La distinction des cinq classes de bovins repose sur la taille, la forme et la longueur de l'os. Les vaches et les génisses sont délicates a discriminer ; les taurillons et les boeufs se mélangent partiellement ; les taureaux et les vaches se différencient de façon nette selon le facteur i de l’ACP (analyse en composantes principales). Les paramètres de largeur, d'épaisseur, le facteur i de l’ACP ou les indices de gracilité du métapode sont les plus variables et également les plus dimorphiques sexuellement, ils sont les mieux corrélés avec le poids de l'animal. Les mesures de longueur de l'os ou le facteur ii de l’ACP sont moins variables et également moins dimorphiques, ils sont corrélés avec la hauteur au garrot. Les rapports calculés entre le métacarpe et le métatarse sont peu variables et pratiquement indépendants du sexe, du poids, de la hauteur au garrot et de l’âge des animaux. Cette étude met en évidence la position originale de la race charolaise (type bovin viande) au sein des races bovines, avec des métapodes de grande taille et surtout très trapus, sans toutefois être parmi les plus longs rencontres. A cote des différences, la variabilité des paramètres mesures dans la race charolaise recoupe celle observée dans les autres races bovines, sélectionnées ou non, et de ce point de vue l'analyse s'affranchit du type morphologique

Ce travail traite de la thermotolerance des bovins en climat tropical humide (guadeloupe). Differents genotypes eleves dans l'ile sont testes au soleil et a l'ombre: taurillons metis (limousins et charolais x creoles) et ffpn en race pure, par rapport aux taurillons locaux (creoles), a l'aide de criteres physiologiques et zootechniques. Differentes methodes d'estimation de l'effet global des parametres climatiques sont presentees. Les croises limousins presentent une bonne thermotolerance. Les croises charolais au soleil ont des problemes d'aplombs. Les taurillons ffpn doivent etre maintenus a l'ombre

La maturation implique des mécanismes physico-chimiques et enzymatiques, et fait intervenir plusieurs systèmes cellulaires parmi lesquels la protéolyse est un point essentiel. Dans les cellules, il existe 3 systèmes protéolytiques majeurs représentés par les cathepsines, les calpaïnes et le protéasome. Les calpaïnes ont été étudiées et leur rôle mis en évidence dans la maturation, contrairement au protéasome. Le but de ce travail était de mettre en évidence le rôle potentiel du protéasome dans la maturation. Nous avons travaillé sur de l'extrait brut pour se rapprocher des conditions cellulaires. Les activités du protéasome ont été mesurées dans des conditions standard de pH et ses activités réelles ont été déterminées pour les différents temps de conservation et au Ph post mortem correspondant. Bien qu'une diminution des activités ChT-L, PGPH et caséinolytique du protéasome au cours du stockage post mortem ait été montrée, les activités restent importantes après 7 jours de stockage : 40, 77, 50 et 61% des activités initiales, respectivement. Nous avons étudié l'influence de facteurs biologiques (race, âge et type musculaire) et technologiques (croissance compensatrice) sur le potentiel protéolytique du protéasome. Les résulats obtenus ne montrent aucun effet significatif de la race, du type musculaire et de la croissance compensatrice (excepté pour l'activité PGPH) alors qu'un effet âge est constaté. La maturation se faisant sur une dizaine de jours, dans le cas du bovin, les calpaïnes ne peuvent, à elles seules, expliquer toutes les modifications de la structure myofibrillaire, du fait de la chute très rapide de leur activité. Nos résultats montrent que la quantité de protéasome est constante et qu'il reste actif sur toute la période de maturation. Cependant, il ne peut agir que sur des protéines partiellement dénaturées. Le protéasome est un facteur nécessaire mais pas limitant

Nous défendons l'hypothèse selon laquelle la construction de la qualité des viandes bovines pampéennes est dépendante de la manière dont les éleveurs intègrent dans leurs stratégies la gestion des risques et des incertitudes liés à la production et à la commercialisation. Pour analyser les déterminants de ces stratégies, nous utilisons les acquis de la sociologie des organisations. Nous analysons ainsi de quelle façon elles contribuent à déterminer la structure de la filière et à établir les "règles du jeu". Nous notons que la structure de la filière et ses règles déterminent les stratégies adoptées. Pour interpréter les modes d'insertion des éleveurs dans les filières, nous faisons appel à l'économie des conventions qui permet de prendre en compte la diversité des situations chez les producteurs et de traiter des aspects liés à la qualité des produits. Considérant les caractéristiques de chaque zone étudiée et la diversité des stratégies des producteurs présents dans chacune d'elles, et compte tenu du diagnostic obtenu, nous proposons différentes possibilités d'évolution. Cette évolution de la qualité des bovins produits résulte des apprentissages organisationnels et collectifs. Concernant la méthodologie de travail, la filière a été analysée à partir d'entretiens semi-directifs conduits avec les acteurs de l'intermédiation dans la vente de bovins sur pied, de l'abattage et de la distribution, et auprès de certains référants. L'information propre aux exploitations agro-pastorales a été recueillie par la réalisation d'enquêtes ayant plusieurs questions ouvertes relatives aux stratégies productives et transactionnelles. Nous concluons que ce sont les incertitudes existantes dans la filière (notamment celle du paiement et celle concernant l'estimation de qualité) et dans le territoire qui déterminent chez les éleveurs l'adoption de conventions dans lesquelles la qualité des produits est faiblement prise en compte
We support the hypothesis according to the dependence of bovine meat quality on how farmers integrate the management of risks and commercial uncertainty into their production strategies. To analyse the determining factors in farmers' strategy we employ the knowledge acquired by the theory of organisations as applied in Crozier and Friedberg's works. In this way, we analyse how the strategies of actors help to determine the channel structure and to define the "game rules". In a reciprocal way, the channel structure and rules determine the range of possible strategies offered to farmers. To asses the mode of insertion of farmers into the channels we appeal to the economy of conventions because it is an approach richer than "standard" economy to take into account the diversity of production situations and to deal with all the aspects linked to the quality of products. Considering the characteristics of every region and the diversity of production strategies in each of them, and according to the previous diagnosis, we propose different ways of evolution. The evolution of the quality of bovine products has been considered as the results of organisational and collective process of learning. Methodology of the work : The channels of commercialisation were analysed from results of partially direct enquiries lead with actors of livestock selling, slaughtering and distribution, as well as to diverse informants. The information proper to agropastoral farms has been obtained from enquiries including open questions about productive and business strategies

Cette these etudie l'evolution contemporaine des relations clients fournisseurs dans la filiere des viandes de boucherie en france. L'analyse est realisee par le biais de la notion de strategie de differenciation des produits. Le cadre theorique de l'economie des conventions se revele approprie car il permet d'etablir un lien entre strategie de differenciation et relations verticales (au sens des relations clients fournisseurs) grace aux concepts de conventions de qualite et de coordination. Ces references theoriques et des enquetes menees sur le terrain ont permis d'obtenir les resultats suivants. Jusque dans les annees 1980, les relations verticales peuvent etre caracterisees par une convention marchande de coordination dans la mesure ou les produits ne font pas l'objet de strategies de differenciation et ou la concurrence porte essentiellement sur les prix. Notons qu'a cote de ce modele marchand, resiste un modele domestique. De nombreuses unites de petite taille travaillent encore suivant des methodes traditionnelles et sont inserees dans des reseaux locaux dans lesquels la confiance et la reputation jouent un role essentiel dans les relations avec les clients et fournisseurs. Depuis le debut des annees 1980, avec la saturation des marches alimentaires, la concurrence se durcit. Des entreprises souhaitent segmenter les marches en differenciant leurs produits. Ce choix necessite un suivi du produit le long de la filiere car il implique que l'incertitude sur la qualite soit reduite. Le partenariat s'avere alors necessaire. Ces situations nouvelles apparaissent analysables au travers de compromis realises entre plusieurs modeles conventionnels. Bien que sources de tensions ces compromis semblent appeles a se developper largement avec la multiplication des actions de differenciation
This thesis studies the contemporay evolution of buyer seller relationships in the trade-butchery meat chain in france. Product differentiation constitutes a way to approach the problem. The concept convention seems to be available to link differentiation strategies and vertical relations with quality convention and coordination convention concepts. These theoritic references - the literature of economic conventions - and the concrete investigations show that, as far as 1980's years are concerned, vertical relations can be characterized by a trade convention. Goods are not differentiated and competition is on prices. But a domestic convention is useful to explain the behaviour of some economic agents. Many small firms, attached to local areas, work using traditional methods. Trust and reputation are the necessary elements in establisching buyer seller relationships. Since 1980, with the saturation of foods markets, competition is reinforced. Firms want to divide the market into segments by differentiating products. This choice involves a follow-up of the product - meat - in the chain because it implies to reduce qualitative uncertainty. Thus cooperative behaviours appear in the chain. These new positions are studied with the notion of compromise. Compromises arise from the mixing of several conventional models. Despite of constituting clashes sources, these compromises seem to spread with the increase in differentiation strategies

L’équilibre entre les masses des tissus musculaire (TM) et adipeux (TA) conditionne le poids de carcasse et son rendement (rapport TM et TA), mais aussi les qualités sensorielle et nutritionnelle des viandes. Comprendre comment contrôler le rapport des masses de muscle relativement à celle des tissus adipeux reste un enjeu majeur pour les filières de production bovine. Les méthodes omiques ont abondamment été utilisées pour comprendre les mécanismes explicatifs de la variabilité du croît ou de la masse des tissus adipeux et musculaire chez le bovin. Cependant, à partir de cette masse de données, il n’est pas toujours aisé d’extraire ou de générer une information biologique synthétique. L’objectif de ma thèse était donc d’agréger et de ré-analyser des données publiques pour proposer des gènes ou protéines marqueurs de l’adiposité corporelle ou musculaire, compléter les connaissances disponibles ou identifier des manques de données. Pour ce faire, des techniques in silico et expérimentale ont été combinées. La majorité des données disponibles dans les bases publiques concernaient le muscle et étaient des données transcriptomiques, rarement protéomiques. Les résultats de 5 publications comparant le protéome musculaire de bovins divergents pour la teneur en lipides intramusculaires ont été agrégés pour identifier 50 protéines avec des abondances divergentes, dont 9 trouvées dans au moins 2 publications. Ces données ayant été obtenues chez des races précoces, nous avons analysé le protéome d’une race plus tardive. Le muscle Longissimus thoracis de bovins, Rouges des Prés divergents par les adiposités musculaire et corporelle ont été analysés par les techniques de shotgun et de 2DE. Sur les 47 protéines liées significativement aux dépôts adipeux dans le muscle ou la carcasse, 21 étaient communes avec les résultats publiés, et 26 n’avaient jamais été identifiées. En particulier, l’abondance d’APOBEC2 était fortement corrélée à l’adiposité de la carcasse et du muscle.Parmi les données issues de puces à ADN accessibles dans les bases de données publiques, 84 et 12 jeux de données relatifs, respectivement à la croissance musculaire et adipeuse, ont été sélectionnés. En raison de manques dans les métadonnées, seulement 33 (32 « TM », 1 « TA ») d’entre eux ont été rendus comparables par la mise à jour des noms de gène sur le génome bovin actuel (UCD1.2 ; collaboration avec Sigenae). Les données des 32 jeux de données « muscle » ont été catégorisées selon l’âge, la race, le sexe ou l’alimentation. Par catégorie, les données ont été regroupées et analysées par combinaison de valeurs p selon la méthode inverse normale (collaboration avec l’UMR Gabi). Pour la catégorie âge, facteur de variation majeur de la teneur en lipides intramusculaires, nous avons identifié 238 gènes (sur les 715 communs à 10 jeux de données) différentiellement exprimés dans le longissimus dorsi de bovins de 5 races. Parmi ces 238 gènes, 97 étaient différentiels dans au moins 2 des jeux de données analysés individuellement et la méta-analyse. Ils confirmaient par exemple la dynamique de régulation des métabolismes glycolytiques et oxydatif en fonction de l’âge des bovins. 17 gènes ont été identifiés comme différentiel selon l’âge exclusivement dans la méta-analyse. Parmi les gènes identifiés certains sont liés au métabolisme des lipides (APOE, LDLR, MXRA8) et d’autres pourraient induire (YBX1) ou réprimer (MAPK14, YWAH, ERBB2), la différenciation de cellules progénitrices musculaires vers le lignage adipeux. L’intégration de données publiques, notamment par la méta-analyse, a donc augmenté les connaissances sur les mécanismes biologiques et biomarqueurs contribuant au rapport TA/TM. Les relations entre les abondances des molécules identifiées et des critères d’adiposité restent à quantifier dans une perspective de validation des biomarqueurs
Producing meat animals with adequate muscular and adipose masses (i.e. lean-to-fat ratio) is an economic challenge for the beef industry. The lean-to-fat ratio influence weight and yield of carcasses as well as the sensorial and nutritional quality of the meat. Omics methods have been widely used to understand mechanisms underlying the variability of the adipose and muscle tissue growth in the bovine. However, it is not always easy to extract or generate a synthetic biological information from this volume of data. The objective of my thesis was to aggregate and analyse public data to propose genes or proteins related to the lean-to-fat, and to identify data to be completed by experiment. To achive this goal, experimental and in silico methods were combined.Majority of available data in public databases were muscle transcriptomic data, and very rarely proteomic data. Data from 5 publications comparing muscle proteome of bovine breeds divergent in their intramuscular lipid content were aggregated and allowed the identification of 50 differently abundant proteins. Of these, 9 were concordant in at least 2 publications. As those data were obtained only in late-maturing breeds, we analysed proteome of “Rouges des Prés” cows which deposit fat in a later stage of development. Longissimus thoracis muscle of bovine “Rouges des prés”, that diverges in their muscular and corporal adiposity were analysed by shotgun and 2DE techniques. Of the 47 proteins significatively associated to adipose depots in muscle or carcass, 21 were common to published data and 26 had never been identified before. Particularly, APOBEC2 abundance was strongly correlated with both carcass and muscle adiposity.Among the microarray data available in the public databases, 84 and 12 datasets relative to muscular and adipose growth were selected, respectively. Because of missing metadata, only 33 (32 “MT” and 1 “AT”) were used and their identifiers updated on the current bovine genome (UCD1.2; collaboration with Sigenae). Data of 32 “muscle” datasets were categorized according to the age, breed, sex or nutrition. Data were regrouped by categories and analysed by p-value combination according to the inverse normal method (collaboration with Gabi UMR). For the age category, a major factor influencing intramuscular lipid content, we identified 238 genes differentially expressed between two ages in longissimus dorsi of bovine of 5 different breeds. Among these 238 genes, 97 were identified in at least 2 datasets analysed individually and in the meta-analysis. The meta-analysis confirmed the dynamic regulation of glycolytic and oxidative metabolisms depending on bovine age. 17 genes were exclusively identified in the meta-analysis as differentially expressed between two ages. Among the identified genes, some are linked to lipid metabolism (APOE, LDLR, MXRA8) and other may induce (YBX1) or repress (MAPK14, YWAH, ERBB2) the differentiation of muscle progenitor cells towards the adipose lineage.Integration of public data, in particular by the meta-analysis, provided a global view of biological mechanisms and biomarkers (genes or proteins) of the lean-to-fat ratio that were the most frequently identified in several breeds. The relationships between the abundances of the identified molecules and adiposity criteria remain to be quantified in a perspective of biomarker validation (prior to animal slaughter/ without the need to slaughter the animal).Integration of public data, in particular by the meta-analysis, allowing to aquire a global view of biological mechanisms and biomarkers (genes or proteins) of the AT to MT ratio. This approach will allow to check and evaluate carcass and muscle AT percentage from gene or protein abundance prior to animal slaughter/ without the need to slaughter the animal

L'objectif de cette recherche est de mettre en évidence et d'évaluer les proximités qui peuvent exister entre les pratiques d'élevage des animaux et la qualité sensorielle des viandes. 99 génisses ont été utilisées. Les propriétés musculaires du rectus abdominis (RA) et du longissimus thoracis ont été déterminées et la qualité sensorielle du RA a été évaluée. 4 classes de pratiques d'élevage ont été différenciées par analyse multidimensionnelle. Un niveau alimentaire élevé durant toute la vie des animaux conduisant à un abattage à un âge limité et permettant un poids de carcasse élevé est à l'origine des viandes les plus tendres, indépendamment du type de finition et du type de fourrage distribué durant cette période. Les propriétés physico-chimiques des muscles, expliquant moins de 23% de la variance des descripteurs sensoriels, ne diffèrent selon les classes de pratiques. Les performances à l'abattage semblent déterminer la majeure partie de la variation de la qualité sensorielle : un risque supérieur d'obtenir des viandes de moindre tendreté apparaît lorsque l'âge à l'abattage des génisses augmente ou que le gain de poids vif sur la vie diminue
The aim of this study was to highlight and to evaluate the relation between breeding practices and meat sensorial quality. 99 heifers were used. Rectus abdominis and longissimus thoracis physicochemical properties were analysed and meat quality of the rectus abdominis muscle was evaluated by sensorial analysis. 4 classes of breeding practices were differentiated by multidimensional analysis. A high feeding level during the animals' entire life permit slaughter at a young age and result in high carcass weight. Such a breeding method is linked to more tender meat, independent of the finishing stage and the forage given to the animals. Only 12% to 23 % of the variability of the sensorial characteristic can be explained by physicochemical properties, which is the likely reason there are only small differences in the muscles of the four classes. Heifer performances at slaughter seems to be more important in the determination of meat quality than breeding practices themselves : there exists a higher risk of less tender meat when age increases or when daily weight decreases, independent of breeding practices

Les Escherichia coli entérohémorragiques (EHEC) sont des pathogènes majeurs en santé publique. Les Shiga-toxines et l'intimine sont leurs principaux facteurs de virulence mais d'autres, comme Cif, pourraient intervenir. Les animaux de boucherie constituent un réservoir important d'EHEC et la contamination des effluents des abattoirs reste à déterminer. Des souches d'EHEC potentielles ont été isolées dans les effluents des abattoirs étudiés. La diversité des facteurs de virulence détectés suggère que l'environnement interviendrait dans l'émergence de nouvelles souches EHEC. L'étude de la distribution, de la fonctionnalité et de l'organisation génétique de Cif a montré que cif est disséminé dans les populations d'E. Coli mais est souvent non fonctionnel. La caractérisation précise des souches devrait être inclue dans l'estimation de la virulence des EHEC. L'adoption de mesures d'hygiène peut réduire le risque de transmission d'EHEC de l'animal à l'homme via les effluents des abattoirs
Enterohaemorrhagic Escherichia coli (EHEC) are major human pathogens. Shiga-toxins and intimin are key virulence factors but others, such as Cif, could be involved. Livestock is the main reservoir of EHEC but contamination of sewage from slaughterhouses has to be checked. Sewage samples from slaughterhouses were tested for the presence and characteristics of putative EHEC. Potentially pathogenic strains were detected in the samples collected. The diversity observed among virulence factors suggests that the environment could play an important role in the emergence of EHEC strains. The study of distribution, functional expression and genetic organization of Cif has shown that cif has been spread within the natural population of E. Coli but was often not functional. Precise characterization of the strains should be included in the assessment of EHEC pathogenicity. Applying hygiene rules could reduce the risk of environmental transmission of EHEC from livestock to humans

La mise en place de la sélection génomique rend possible l’inclusion de nouveaux caractères dans les objectifs de sélection, en profitant des marges offertes par l’augmentation du progrès génétique sur les caractères historiques. En parallèle, les attentes des éleveurs, de la société et des filières orientent la sélection génétique vers des objectifs plus larges et complexes. Deux groupes de nouveaux caractères ont été analysés dans le cadre de l’amélioration génétique des bovins laitiers : les caractères de carcasse des jeunes bovins de races mixtes et les caractères de résistance aux lésions podales en race Holstein, afin de préparer la mise en place d’une sélection génétique et génomique de ces caractères. Pour ces deux caractères, les modèles d’évaluation polygénique les plus pertinents ont été développés et les paramètres génétiques correspondant ont été estimés. Ces derniers révèlent que la sélection génétique des caractères de carcasse des jeunes bovins sera relativement aisée, alors que celle de la résistance aux lésions podales sera plus difficile, mais possible, du fait de l’existence d’une variabilité génétique. Ils mettent également en évidence qu’un progrès génétique sur les caractères de carcasse des jeunes bovins n’est pas génétiquement opposé à un progrès génétique sur la production laitière. Ils mettent enfin en évidence deux groupes de lésions podales génétiquement distinctes. Par ailleurs, plusieurs stratégies pour prendre en compte la nonexhaustivité des données de lésions podales ont été testées. Plusieurs approches d’évaluation ont été comparées. Pour les deux groupes de caractères, l’approche dite « Single-Step Genomic BLUP » s’est révélée la plus prometteuse, même si les autres approches génomiques « en deux étapes », donnaient des résultats aux caractéristiques relativement proches. Ces études ont mené à la mise en place d’évaluations génétiques et génomiques en routine pour les deux groupes de caractères, pour lesquelles les méthodes d’évaluation classiques ont été retenues par souci de cohérence avec les évaluations actuelles, tout en démontrant l’intérêt d’une évolution vers l’approche en une étape à moyen terme. Les principales questions soulevées et les grandes étapes identifiées lors des études de ces deux caractères ont été rassemblées au sein d’une ébauche de méthodologie pour le développement d’évaluations génétiques pour de nouveaux caractères
The implementation of genomic selection makes possible the inclusion of new traits in breeding goals, by taking advantage of the opportunities coming from the increased genetic trend on traits currently under selection. Breeders, breeding companies and society all have changing expectations regarding genetic selection. Two groups of new traits were analyzed in the context of genetic improvement of dairy cattle: carcass traits of young bulls in dual-purpose breeds and claw health traits in Holstein, in order to prepare the implementation of genetic and genomic selection on these traits. For both sets of traits, suitable genetic evaluation models were developed and genetic parameters were estimated. Genetic parameters reveal that genetic selection of carcass traits of young bulls appears to be fairly easy and that selection of claw health traits is going to be more difficult, but possible, given the existing genetic variation. They also highlight that there is no strong negative genetic correlation between carcass traits of young bulls and dairy production traits. Finally, they reveal that there are two genetically distinct groups of claw health traits. Several strategies to account for non-exhaustive recording of cows for trimming were tested. Several evaluation approaches were compared. For both sets of traits, Single-Step Genomic BLUP was the most promising approach, although other (two-step) genomic approaches allowed for relatively similar accuracies and control of bias. These studies led to the implementation of routine genetic and genomic evaluations for both sets of traits, for which a usual two-step genomic approach was preferred over Single-Step Genomic BLUP for consistency with the current evaluation of other traits. However these two examples illustrate the benefit of implementing routine Single-Step Genomic BLUP evaluations. The main questions and principal steps identified in these studies were gathered into tentative guidelines for the development of genetic evaluations for new traits

Le but de l’étude était de déterminer l’impact d’un supplément d’acide folique et de vitamine B12 (v+ ou v-) à la vache et de diètes contenant différentes teneurs en hydrates de carbone non structuraux sur la production laitière, le gain des veaux, le rendement de carcasse et la qualité de la viande des veaux. Trente-deux couples vache-veau ont été répartis en blocs selon la parité de la mère et la date de vêlage (8 blocs de 4 paires) selon un plan en blocs complets aléatoires. Dans chaque bloc, 2 vaches ont reçu une diète pauvre en hydrates de carbone non-structuraux (PHC) et 2 vaches ont reçu une diète riche en hydrates de carbone non-structuraux (RHC). À l’intérieur de chaque diète, les vaches ont reçu un supplément d’acide folique et de vitamine B12 ou aucun supplément. Durant les 100 premiers jours suivant le vêlage, les vaches ont reçu de l’ensilage avec (RHC) ou sans (PHC) 1 kg de mélasse sèche. Entre 100 et 200 jours, les paires vaches-veau ont reçu de nouvelles parcelles d’ensilage quotidiennement à 6h30 (PHC) ou 18h30 (PHC). Entre 200 et 300 jours, les paires vache-veau ont reçu de l’ensilage fauché à 6h00 (PHC) ou 18h00 (RHC). Les veaux ont été abattus à 305 ±12 jours. La production laitière et le gain des veaux n’ont pas été influencés par les traitements (P>0.05). La qualité de la viande n’a pas été influencée par les traitements sauf la concentration en collagène total qui a été diminuée par le supplément de vitamines (P=0.03). Ces résultats indiquent que les suppléments d’acide folique et de vitamine B12 ont peu d’impact chez des vaches de boucherie qui ne sont pas en carence et que les teneurs en hydrates de carbone non-structuraux n’étaient vraisemblablement pas suffisantes pour affecter les performances animales.
Thirty-two spring calving cows (760 ± 91 kg BW) and calves (44 ± 4.53 kg BW) were blocked according to parity and calving date (8 blocks of 4 cows) according to a randomised complete block design. Within each block, 2 cows were fed a low total non-structural carbohydrate (LTNC) diet, while 2 were fed a high TNC (HTNC) diet. Within each diet, cows were administered either no vitamins (v-) or weekly intramuscular injections of 160 mg of folic acid plus 10 mg of vitamin B12 (v+). From parturition to 100 d post-calving cows received grass silage ad libitum with (HTNC) or without 1 kg of dried molasses (LTNC). From day 100 to 200, cow-calf pairs were allotted new pasture daily at 0630h (LTNC) or 1830h (HTNC). During days 200 to 300, cow-calf pairs were fed ad libitum silage cut at 0600h (LTNC) or 1800h (HTNC). Calves were slaughtered at 305±12 d. Treatments had no effect on milk yield (P=0.17) but increased milk vitamin B12 excretion (P<0.01) at 195 days post-calving. Treatments had no effect on calf performance except for meat collagen (P>0.05). These results indicate that folic acid and vitamin B12 supplements have little impact on healthy beef cattle and that plant TNC levels did not differ sufficiently to elicit an animal response.

Cette thèse porte sur l'étude des impacts environnementaux de systèmes de production de bovins. Le premier objectif était d'analyser et de comparer les impacts environnementaux de systèmes de production de viande et de lait par analyse de cycle de vie (ACV) attributionnelle. Les effets de pratiques d'atténuation de ces impacts ont été évalués pour les systèmes de production de viande. Le second objectif était un développement méthodologique afin d'explorer les conséquences possibles d'une préférence accrue pour un lait produit à base d'herbe, par ACV conséquentielle. Dans un système de production de viande par le troupeau allaitant, le méthane entérique a été le principal contributeur à l'impact changement climatique, et la production de l'herbe a été la principale contributrice aux autres impacts (demande énergétique cumulée, eutrophisation, acidification, occupation du sol). L'atelier naisseur (vaches allaitantes et leurs veaux, génisses) a contribué de manière majeure aux impacts du système allaitant dans son ensemble. La pratique d'atténuation la plus efficace pour le système a été la diminution de l'âge au vêlage de 3 à 2 ans. L'utilisation de lipides riches en acides gras oméga-3 dans le régime a très peu affecté les impacts du système. L'application simultanée de plusieurs pratiques d'atténuation compatibles entre elles réduit sensiblement les impacts. L'application de pratiques telles que la réduction du gaspillage d'herbe, l'engraissement des génisses non utilisées pour le renouvellement et la diminution de l'âge au vêlage réduisent l'occupation du sol. Un usage alternatif des terres libérées tel que la plantation de forêt pour séquestrer du carbone dans la biomasse semble prometteur. L'étude de systèmes de production de lait a été centrée sur les comparaisons de systèmes à base d'herbe ou d'ensilage de maïs, d'une race spécialisée (Holstein) ou mixte (Normande) et sur l'effet du niveau de production laitière par ACV attributionnelle. Quelle que soit la méthode d'attribution des impacts aux co-produits, les impacts par kg de lait ont été plus faibles pour les systèmes à base d'ensilage de maïs et pour les Holstein, sauf pour l'eutrophisation. L'accroissement de la production de lait par vache grâce à une consommation d'énergie accrue et au vêlage à 2 ans a permis de réduire les impacts du lait et de son co-produit viande. Les conséquences de la conversion d'une exploitation laitière utilisant beaucoup de maïs ensilage vers une exploitation utilisant de l'herbe comme unique source de fourrage pour répondre à une demande de lait produit à base d'herbe en France ont été évaluées par ACV conséquentielle. Cette conversion entraîne des changements notables de l'utilisation des sols en dehors de l'exploitation, et donc un fort accroissement des impacts du système dans son ensemble et du lait produit.

La tuberculose bovine est une maladie infectieuse contagieuse causée par Mycobacterium bovis. Cette maladie touche les bovins et de nombreuses espèces de mammifères domestiques et sauvages, ainsi que l’homme. La circulation de la bactérie dans des systèmes multi-hôtes variés favorise l’entretien de la maladie et la contamination des bovins vivant à proximité des animaux sauvages infectés. En marge de la transmission directe de M. bovis par voie respiratoire, la transmission indirecte aux bovins, liée à l’inhalation ou à l’ingestion de matrices environnementales contaminées par un animal infecté excréteur, est suspectée dans plusieurs régions du monde. L’existence de réservoirs environnementaux où le bacille M. bovis est capable de persister, pourrait donc être un facteur important de la réémergence puis du maintien de la maladie dans les systèmes multi-hôtes.En Côte d’Or, département fortement touché par la tuberculose bovine depuis 2004, la transmission indirecte de la bactérie entre la faune sauvage infectée et les bovins est suspectée dans plusieurs élevages. Pour évaluer la présence et la survie de cette bactérie dans l’environnement, nous avons analysé un grand nombre d’échantillons prélevés dans des zones partagées par les bovins et/ou la faune sauvage infectés dans le but de déterminer la distribution environnementale de M. bovis. Pour ce faire, nous avons développé ou modifié des systèmes de détection moléculaire adaptés aux matrices environnementales complexes. Nous avons également évalué l’impact de la température et des propriétés physico-chimiques de deux sols sur la survie de M. bovis, ainsi que le rôle de la mésofaune du sol (lombrics en particulier) dans la dissémination de la bactérie à partir de matière organique contaminée. L’étude environnementale a mis plus particulièrement en évidence la contamination de deux biotopes: les zones humides des pâtures et les sols de terriers de blaireaux. De plus, les études expérimentales ont montré que M. bovis pouvait survivre plusieurs mois dans le sol à 4°C et que les lombrics pouvaient disséminer la bactérie dans le sol, voire jouer un rôle potentiel de vecteur pour les animaux qui les consomment. Ces résultats apportent de nouvelles connaissances sur la persistance et la circulation de M. bovis dans l’environnement en Côte d’Or et permettront de proposer des améliorations aux mesures de biosécurité déjà existantes dans les élevages bovins
Bovine tuberculosis is an infectious disease caused by Mycobacterium bovis. This disease affects cattle, and many species of domestic and wild mammals, and humans. The circulation of the bacteria in various multi-host systems promotes the maintenance of the disease and the contamination of cattle in the vicinity. Beside direct transmission of the bacteria through the respiratory route, indirect transmission, through inhalation or ingestion of environmental matrices contaminated by an infected animal excretory, is suspected in several countries. Environmental contamination with M. bovis appears to be a crucial factor in the persistence of the infection in multi-host systems.In Côte d'Or, a French department affected by bovine tuberculosis since 2004, the indirect transmission of the bacteria from infected wildlife to cattle is suspected in several cases. To assess this type of transmission of the bacillus, we evaluated the environmental contamination with M. bovis on a large number of samples taken in areas shared by cattle and / or wildlife infected. For this purpose, we developed or modified molecular detection systems adapted for environmental complex matrices. We also assessed the impact of physicochemical properties of both soil and temperature on survival of M. bovis and the role of earthworms in the spread of the bacteria from contaminated organic material. The environmental study showed the contamination of two media in particular: wetlands pastures and soil badger setts. Moreover, experimental studies have shown that M. bovis can survive in soil for several months at 4 ° C and the worms could spread the bacteria in the soil, or even play a potential role for vector animals that consume them. These results will propose improvements to existing biosecurity measures on cattle farms and provide new knowledge about the persistence and circulation of M. bovis in the environment in Côte d'Or

Les bovins sont porteurs de souches d'Escherichia coli entérohémorragiques (EHEC), pathogènes pour l'homme et également de souches d'E. coli résistantes aux antibiotiques. Dans un premier temps, nous avons évalué la fréquence de ces souches dans les effluents de station d'épuration des eaux usées de deux abattoirs, l'un de bovins adultes et l'autre de veaux de boucherie. Les pourcentages d'E. coli antibiorésistantes et porteuses d'intégrons de résistance de classe 1 étaient significativement plus élevés dans les effluents et boues d'abattoirs de veaux (87,5%, 56,2%) par rapport aux bovins adultes (5,0%, 0%). Ces pourcentages n'étaient pas modifiés par le traitement épuratoire. Le traitement épuratoire n'a également eu aucun impact sur les pourcentages de souches d'E. coli productrices de shigatoxines (STEC). Une souche STEC O157:H7 hautement pathogène a été isolée des boues destinées à l'épandage agricole dans la station d'épuration d'abattoir de bovins adultes. Ces résultats ont confirmé qu'il existe des risques de dissémination environnementale d'E. coli antibiorésistantes et/ou pathogènes via les effluents d'abattoir de bovins et ont mis en évidence que ce risque était différent selon la catégorie de bovins abattus. Dans un deuxième temps, nous avons évalué la résistance de souches STEC du top 5 (O26:H11, O103:H2, O111:H8, O145:H28 et O157:H7) isolées de fèces de bovins adultes. Sept des 39 souches STEC testées étaient résistantes, dont 6 à au moins 3 classes d'antibiotiques. Les souches non-STEC et aEPEC du top 5 d'E. coli de la flore fécale de ces mêmes bovins étaient toutes sensibles, indiquant un possible lien génétique entre gènes de résistance et virulence. Nous avons mis en évidence que le gène ehxA, marqueur fiable du plasmide de virulence des EHEC, et les gènes de résistance blaTEM, strA-strB, tet(A), sulII étaient localisés sur un même plasmide de grande taille pour 4 souches STEC (1 O26:H11, 1 O103:H2 et 2 O111:H8). Cette association génétique soulève la problématique de la sélection clonale de ces souches pathogènes lors du traitement des bovins porteurs avec des antibiotiques
Cattle are known to be reservoir of enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC), pathogenic for humans and antibiotic resistant E. coli as well. In a first stage, we assessed frequencies of these strains in two bovine slaughterhouse wastewater treatment plants, one slaughtered only adult cattle and the other only veal calves. Percentages of resistant and class 1 integron-bearing E. coli were significantly higher in veal calves effluents and thickened sludges (87.5%, 56.2%) compared to those of adult cattle (5.0%, 0%). These percentages were not impacted by treatment process. The treatment had no impact on percentages of Shiga toxin-producing E. coli (STEC) either. A STEC O157:H7 highly pathogenic for humans was isolated from the thickened sludge of the adult cattle slaughterhouse, intended to be spread on agricultural lands. These results confirmed that bovine slaughterhouse effluents might contribute to the environmental dissemination of antibiotic resistant and/or pathogenic E. coli and underlined that the risks of dissemination differ according to slaughtered bovine category. In a second stage, we assessed the antibiotic resistance of top 5 STEC (O26:H11, O103:H2, O111:H8, O145:H28 and O157:H7) isolated from adult cattle fecal samples. Seven of the 39 top 5 STEC were resistant, of which 6 resistant to at least 3 classes of tested antibiotics. Non-top 5 STEC and aEPEC E. coli strains from fecal flora of the same bovine carriers were all susceptible to the tested antibiotics, indicating a possible link between EHEC-associated virulence genes and antibiotic resistance genes. We showed that ehxA gene, which is a reliable marker of the EHEC virulence plasmid, and antibiotic-resistance genes blaTEM, strA-strB, tet(A), sulII were located on a same large plasmid in 4 antibiotic-resistant top 5 STEC strains (1 O26:H11, 1 O103:H2 and 2 O111:H8). This genetic association raises the concern about the clonal selection of such pathogenic strains by antibiotic use in bovine carriers

Les hormones et les antibiotiques administrés aux animaux d’élevage peuvent contaminer les terres agricoles et parfois les plantes lors de l’épandage du fumier. Pour déterminer les concentrations d’antibiotiques dans les fumiers de ferme, il est important d’élaborer une méthode d’extraction et de détection fiable, rapide et peu coûteuse. Dans la présente étude, des méthodes d’extraction liquide et les ultrasons ont été employés pour extraire l’oxytétracycline (OTC), la chlortétracycline (CTC) et la tylosine (TYL) dans quelques fumiers de ferme enrichis en OTC, CTC et TYL. Plusieurs paramètres ont été analysés pour optimiser les méthodes d’extraction d’antibiotiques développées par Blackwell et al. (2004b) : la longueur d’onde de détection, la dégradation des antibiotiques dans le méthanol, le type de fumiers, le temps de contact entre l’antibiotique et le fumier, la concentration en solutés, le volume de la solution extractive, la température d’extraction et le type de méthode SPE (Solid phase extraction). La détection a été effectuée par LC-UV. Après un ajout de 20 ppm d’antibiotiques, les taux d’extraction de l’OTC, de la CTC et de la TYL étaient respectivement de 79,4 ± 0,4 %, 58,9 ± 1,3 %, 40,7 ± 1,5 % pour le fumier de porc frais et de 72,2 ± 10,8 %, 40,2 ± 3,7 % et 49,6 ± 4,2 % pour le fumier de bovin de boucherie frais. Quant au fumier lyophilisé, les taux d’extraction étaient de 81,7 ± 32,3 % et de 55,7 ± 4,7 % pour l’OTC et la CTC respectivement. D’autres techniques ont été testées à savoir l’ELISA, le LC-MS et le FT-NIR. L’utilisation de l’ELISA pour la détection de CTC et de TYL est possible, mais la variabilité entre les répétitions est élevée. Des enrichissements allant de 1,4 à 75 ppm en CTC dans des fumiers préalablement lyophilisés et broyés à 1mm ont été analysés par FT-NIR (Fourier transform near-infrared). Des régions spécifiques ont été sélectionnées et le modèle de régression PLS (Partial least square) a permis la prédiction des données (validation). Selon les lignes directrices interprétant des indices de précision (r2, RPD, RER), le FT-NIR peut être utilisable pour la plupart des applications, car sa classification est acceptable et son filtrage non précis.

Le secteur de l'élevage bovin est en attente d'outils permettant de prédire et piloter les qualités sensorielles de la viande, notamment la tendreté qui est une priorité pour les consommateurs et pour la filière. La qualité de la viande est un phénotype complexe qui ne peut être évalué que tardivement après l'abattage des animaux et maturation de la viande. Depuis plus de 15ans, des recherches ont permis d'identifier des marqueurs de la qualité de la viande utilisables sur échantillons musculaires prélevés par biopsie ou sur carcasse. Cependant, des travaux récents ont rapporté des relations parfois inverses entre l’abondance de certains biomarqueurs et la tendreté de la viande selon le muscle ou le type d’animal considéré. Ainsi, l'identification de biomarqueurs « génériques » et peu-invasifs s’impose comme un enjeu pour le secteur bovin. Dans ce contexte, l’objectif de ma thèse a été d’identifier de potentiels biomarqueurs plasmatiques pour prédire la tendreté de la viande bovine. Afin de répondre à cet objectif, mes travaux de thèse se sont articulés autour de deux approches: (i) une approche d’intégration de données moléculaires combinée à une analyse bio-informatique (approche in-silico) pour prédire le sécrétome plasmatique ; (ii) une approche expérimentale, basée sur la stratégie protéomique Shotgun LC MS/MS, pour identifier des candidats plasmatiques et des candidats musculaires (muscles Longissimus et Rectus abdominis) à partir de groupes de génisses IGP Fleur d’Aubrac contrastées pour la tendreté. Afin de caractériser ce phénotype complexe, les groupes extrêmes analysés ont été déterminés selon trois systèmes d’évaluation de la tendreté (Warner Brazler Shear Force, sensoriel et index synthétique combinant ces deux systèmes). La combinaison de ces deux approches a permis de proposer pour la première fois une liste de 107 protéines plasmatiques candidates pour évaluer la tendreté de la viande bovine, parmi lesquelles 32 sont retrouvées dans des QTL de tendreté. Cette stratégie a également permis de compléter la liste de candidats musculaires déjà connus. Les données agrégées dans la littérature sont majoritairement associées à des bovins mâles (taurillons et bouvillons), ainsi ces travaux permettent de proposer pour la première fois une liste de candidats musculaires et plasmatiques pour la tendreté de génisses. Ces travaux de thèse ont également permis de compléter les connaissances sur le déterminisme de la tendreté, notamment via l’implication des voies de sécrétion vésiculaires (micro-vésiculaire et macro-vésiculaire (exosome)) et les cils primaires. Ces résultats pourraient permettre de proposer des outils de phénotypage pour prédire « le potentiel tendreté » du vivant de l’animal, mais aussi de valoriser des filières de qualité, d’orienter/segmenter les marchés et de proposer des conduites d’élevage adaptées au potentiel des animaux
A challenge for the ruminant sector is to predict and manage the phenotypic traits related to meat production and quality especially tenderness, a priority of the beef industry. Meat quality is a complex phenotype that can be evaluated only after slaughtering and meat ageing. Previous research efforts have investigated the potential of muscle-derived markers to assess meat quality from biopsy or on carcass samples. However, recent studies have reported relationship sometimes inverse between protein abundance and tenderness depending on the muscle type or animal considered. Thus, the identification of “generic” and low-invasive biomarkers is an issue for the beef sector. In this context, the objective of my PhD thesis was to discover plasma candidate biomarkers to predict and manage beef tenderness. To meet this objective, my research included two complementary approaches: (i) a molecular data aggregation from publicly available data combined with bioinformatics (in silico approach) to reconstruct the secretome associated withtenderness; (ii) a proteomic analysis (Shotgun LC-MS/MS) to identify plasma and muscle candidates (Longissimus et Rectus abdominis muscles) from contrasted tenderness groups of PGI Fleur d’Aubrac heifers. Extreme groups of tenderness were established based on three evaluation methods: Warner Bratzler Shear Force, sensory analysis, and according to a synthetic index which combines the previous two evaluation systems. Thanks to the combination of the two approaches, I can propose for the first time an atlas of 107 plasma candidate proteins to assess the tenderness in cattle, of which 32 are included in tenderness QTL. I could also complete the list of muscle candidates reported in the scientific literature. While published data report mainly data on male bovines (steers, bull calves), my PhD work allows to propose for the first time a list of plasma and novel muscle candidates for heifer tenderness. My results also contribute to improve knowledge on tenderness determinism, notably through the involvement of extracellular vesicles (micro-vesicular (EVs), macro-vesicular (exosomes)), and the primary cilia. This knowledge will help to design phenotypic tools for “tenderness potential” prediction, in living animal and to add value to high-quality beef sector

La recherche des marqueurs biologiques de la tendreté a fait l’objet de nombreux travaux chez les animaux producteurs de viande et en particulier les bovins. A l’issue de ces études, une expression différentielle de la protéine Hsp27 entre des groupes de tendreté extrême a été mise en évidence. Cette protéine est présente à un « carrefour » biologique de l’interactome lié à la tendreté. Comprendre les mécanismes d’action de la protéine Hsp27 dans la tendreté de la viande bovine est l'un des défis de recherche dans le domaine de la production de viande. Dans cette optique, mon travail de thèse (2010-2013) avait pour objectif d’analyser le rôle de Hsp27 dans le développement du muscle et son implication dans le déterminisme des caractéristiques des tissus liés à la qualité de la viande. La première étape de ce travail a consisté à produire un modèle de souris présentant une inactivation du gène de la protéine Hsp27 (KO HspB1) et d’analyser leur phénotype comparativement à des témoins. Les souris KO HspB1 sont viables, fertiles et ne présentent aucune anomalie majeure, mais ont un format plus petit que celui de leurs témoins. L’analyse de leurs caractéristiques musculaires par une technique immunohistoligique mise au point spécifiquement (Publication 1) n’a pas révélé de différences. Au niveau ultrastructural, l'observation du muscle des souris par microscopie électronique à transmission a révélé des différences ultrastructurales entre les deux génotypes à T0 post-mortem avec des écarts entre les myofibrilles très espacées chez les souris KO HspB1 et un appareil contractile musculaire moins organisé. Ces différences sont encore plus marquées à T72 heures post-mortem. Ainsi le phénotype musculaire fin des souris KO HspB1 est plus altéré (Publication 2). Une analyse bio-informatique a été réalisée dans l'objectif de compléter la liste des interacteurs de la protéine Hsp27 et des gènes cibles de l’invalidation d’HspB1 susceptibles de participer à des différences de structure du muscle et de la tendreté. Les partenaires ou cibles prédits de Hsp27 sont des protéines impliquées dans différentes fonctions, comme des Heat shock proteines, des régulateurs de l'apoptose, des facteurs de traduction, des protéines du cytosquelette et des antioxydants. Les abondances de 15 protéines ont été quantifiées par Western-bloting dans deux muscles (m. Soleus, m. Tibialis). Elles sont modifiées chez les souris dépourvues de Hsp27 principalement dans le muscle le plus oxydatif. Cette étude démontre l'existence de liens fonctionnels entre Hsp27 et ses cibles prédites qui pourraient participer au phénotype fin des souris (Publication 3). Pour compléter cette étude, une analyse protéomique du muscle Tibialis anterior a été menée en utilisant la technique d’électrophorèse bidimensionnelle couplée à la spectrométrie de masse. La comparaison des protéomes spécifiques de ces deux génotypes a permis de mettre en évidence des profils d’expression différents pour plusieurs protéines. Elle confirme l’effet muscle spécifique du KO et révèle un lien avec le métabolisme du calcium et des Hsps différentes de celles mises en évidence dans le muscle oxydatif (Publication 4). L'ensemble des données issues de cette étude réalisée dans une espèce modèle apporte des connaissances nouvelles susceptibles d’éclairer sur les mécanismes moléculaires impliqués dans l’établissement de la tendreté de la viande bovine. Elle suggère que le statut en Hsp, les processus apoptotiques et la protection contre le stress oxydatif contribuent à l'évolution de l'ultrastructure post-mortem des muscles et à la tendreté de la viande. Ces nouvelles connaissances seront validées ultérieurement sur muscle bovin
Thanks to genomics, we have previously identified markers of beef tenderness, and computed a bioinformatic analysis that enabled us to build an interactome in which we found Hsp27 at a crucial node. Understanding the role of Hsp27 in the development of muscle and in the determinism of beef tenderness is one of the research challenges in meat production. In this context, my pHDthesis (2010-2013) aimed to analyze the role of Hsp27 in muscle development and its involvement in the determination of the characteristics related to the quality of the meat tissue. In this study, we generated mice devoid of Hsp27 protein by homologous recombination of the HspB1 gene as an animal model. The HspB1-/ - mice were viable and fertile, showing no apparent abnormality but a smaller than their control format. The muscle structure of animals was examined by optical microscopy and transmission electron microscopy. The first approach, made by a developed immunohistochemical classification (Publication 1), did not reveal any differences in the characteristics of muscle fibers (contractile and metabolic type, shape, perimeter, cross-sectional area) but a trend for a higher proportion of small fibers. Different myosin heavy chains electrophoretic profiles were also observed in HspB1-/- mice. At the ultrastructural level, examination of the myofibrillar material showed destructured myofibrils and higher gaps between myofibrils in HspB1-/-, and a greater disintegration of myofibrils at 72h postmortem (Publication 2). We have used a network-based approach for understanding the contribution of Hsp27 to tenderness through the prediction of its interactors related to tenderness. We have revealed the direct interactors of Hsp27. The predicted partners of Hsp27 included proteins involved in different functions e.g. members of Hsp families, regulators of apoptosis, translation factors, cytoskeletal proteins and antioxidants. The abundances of 15 proteins were quantified by Western blotting in two muscles of HspB1-null mice and their controls. We observed changes in the amount of most of the Hsp27 predicted targets in mice devoid of Hsp27 mainly in the most oxidative muscle (Soleus. Our study demonstrates the functional links between Hsp27 and its predicted targets. It suggests that Hsp status, apoptotic processes and protection against oxidative stress are crucial for post-mortem muscle metabolism, subsequent proteolysis, and therefore for beef tenderness (Publication 3). To complete this study, we performed a proteomic analysis of m. Tibialis anterior (glycolytic muscle), using 2D gel electrophoresis, to detect changes in protein abundance subsequent to the invalidation of HspB1 gene. This study confirms the muscle specific effect of HspB1 invalidation and reveals a new list of Heat shock proteins different from those highlighted in oxidative muscle and relationships with calcium (Publication 4). All together, these results provided from a model species showed the very important role of Hsp27 for muscle ultrastructure and revealed its implication in different muscle biological pathways. This provided new elements for understanding the crucial role for Hsp27 in the modulation of the tenderizing process of muscle during meat ageing that will be further examined in beef

La variabilité non maîtrisée de la tendreté de la viande bovine est un problème majeur pour la filière industrielle, cette qualité étant très recherchée par les consommateurs. Depuis de nombreuses années, différents programmes de recherche ont identifié des marqueurs ADN, ARN et protéines de la tendreté de la viande bovine, dans des contextes différents. Aux Etats-Unis et en Australie, des recherches ont abouti à la conception de tests efficaces de prédiction de la qualité de la viande. Ces tests ne fonctionnent cependant pas sur les élevages français. La filière française est donc demandeuse de tests de prédiction simples permettant de mesurer la tendreté sur l'animal vivant et la carcasse. De tels tests sont inexistants à l'heure actuelle. L'objectif de la thèse est de valider ou non une liste de potentiels marqueurs protéiques de la tendreté, et de développer des équations de prédiction de cette qualité, afin d'envisager la conception de tests immunologiques de prédiction à destination de la filière sur l'animal vivant et la carcasse, dans un avenir proche. Une nouvelle technique pour quantifier les protéines d'un échantillon de muscle bovin a été développée, le Dot-Blot, et permet de disposer de prototype pour de futurs tests de phénotypage de la tendreté. L'utilisation de cette technique a permis de quantifier 24 protéines sur 111 échantillons de deux muscles de boeufs et de taurillons de race Charolaise. Ces travaux ont identifié en premier lieux des effets biologiques liés au type de muscle et d'animal sur l'abondance des protéines. Puis, trois analyses différentes, dont les résultats sont concordants, ont validé des marqueurs de tendreté et mis en lumière les principaux mécanismes cellulaires impliqués dans la tendreté, générant des équations de prédiction de la tendreté. Des outils de bioinformatique ont été construits à partir de données expérimentales de la thèse sur les protéines de la tendreté et de bases de données humaines, afin de mieux comprendre les mécanismes biologiques impliqués dans la mise en place de la tendreté. En conclusion, ce travail de thèse a développé un nouvel outil d'analyse et les premières équations de prédiction de la tendreté de la viande bovine fiables sur un système centré sur les mâles, supports indispensables au développement de tests de prédiction de la tendreté sur l'animal vivant et la carcasse. De plus, ce travail a permis de mieux comprendre et caractériser les mécanismes moléculaires impliqués dans la mise en place de la tendreté.

Dans un contexte où la consommation de viande bovine est en constante diminution, en partie à cause de sa composition lipidique, il apparaît important pour l'ensemble de la filière de pouvoir communiquer sur l’intérêt nutritionnel de cette viande et plus particulièrement sur sa composition en acides gras (AG). Pour que cette communication soit « efficiente » à tous les niveaux de la filière, il faut disposer de moyens analytiques fiables mais aussi faciles de mise en œuvre et de surcroît peu coûteux. La méthode analytique que nous avons choisi de tester est la spectrométrie proche infrarouge (SPIR) qui présente l’avantage d’être peu coûteuse, peu invasive et qui pourrait ainsi être utilisée à grande échelle et en routine en abattoir. Nous avons montré que la SPIR est performante pour déterminer les teneurs en AG saturés (AGS) et monoinsaturés (AGMI) (R2>0,9). Dans les meilleures conditions pour la prédiction des AGPI (échantillons comportant des teneurs élevées en AGPI et/ou une grande variabilité), les performances de prédiction restent encore insuffisantes (R2 <0,75). Pour pallier cette faiblesse de la SPIR, des équations de prédiction indirectes des AGPI ont été mises en place à partir des teneurs en AGS et AGMI, teneurs correctement déterminées par SPIR, et les informations disponibles en abattoir. Ces équations élaborées par régression linéaire multiple ont permis de prédire correctement les AGPI totaux et les AGPI n-6 (R2 >0,8). Elles restent perfectibles pour la détermination des AGPI n-3 totaux (R2=0,64) mais surtout pour le 18:3 n-3, le 20:5 n-3 et le 22:6 n-3 (R2 <0,55). L’objectif final de ce travail étant d'utiliser les équations en complément des mesures réalisées par SPIR à des fins industrielles afin de déterminer rapidement la composition en AG de la viande bovine, des études complémentaires seront nécessaires pour tester l'ensemble de notre démarche associant SPIR et équations de prédiction
In a context where the consumption of beef is declining in part because of its lipid composition, an opportunity to revive the beef industry is to communicate with consumers on nutritional quality of beef, especially its fatty acids (FA) composition. To ensure this communication is “efficient” at all levels of the industry, we must have reliable analytical resources but also easy to implement and also inexpensive. The analytical method proposed for determining the beef FA composition is the near-infrared spectroscopy (NIRS) which is inexpensive, minimally invasive and could thus be widely used in routine in slaughterhouse. We showed that NIRS was effective to determine the concentrations of saturated (SFA) and monounsaturated (MUFA) FA (R2> 0.9). Under the best conditions for the prediction of PUFA (samples containing high levels of PUFA and / or with a high variability), PUFA predictions were still not enough (R2 <0.75). So, to overcome this weakness of NIRS, indirect prediction equations of PUFA were performed from the SFA and MUFA contents correctly determined by NIRS and information available in slaughterhouses. These equations, developed by multiple linear regression, were used to correctly predict total and n-6 PUFA (R2> 0.8). These equations are still to be improved for the determination of the total n-3 PUFA (R2 = 0.64) and of the 18:3 n-3, the 20:5 n-3 and the 22:6 n-3 (R2 <0.55). Given that the ultimate aim of this research is to use the equations as a complementary tool in tandem with NIRS measurements to serve industry as a way to rapidly determine the FA content of beef, further studies will be needed to trial and test our novel coupled NIRS–prediction equations approach

La méthanisation agricole des effluents animaux est une pratique en fort développement en France. Elle produit de l’énergie renouvelable (biogaz). La valorisation des digestats au champ, comme celle des effluents non méthanisés, permet le retour au sol de nutriments et de matière organique, ce qui diminue le besoin en engrais minéraux et entretient les stocks de C des sols. Le traitement et l’épandage de ces produits peut aussi induire l’émission de gaz à effet de serre et de contaminants. La méthanisation agricole influence ces impacts : pour les maitriser, il faut comprendre comment la digestion des effluents avec des déchets importés modifie les cycles du C et du N à l’échelle de la ferme. Cette question a été traitée en s’appuyant sur un cas d’étude à l’INRAE de Nouzilly (Centre – Val de Loire) : une exploitation agricole avec un méthaniseur traitant les effluents de son élevage bovin et divers déchets organiques. Lors de l’essai au champ MétaMétha, nous avons comparé les flux d’azote au cours d’une rotation culturale fertilisée avec des engrais minéraux, des lisiers et fumiers bovins, ou des digestats issus de ces effluents. Les digestats se substituent bien aux engrais minéraux, mais ils sont sensibles à la volatilisation d’ammoniac (NH3). Les vers de terre peuvent être négativement impactés juste après l’épandage de digestat ou de lisier, mais les effets sont similairement positifs après 2 ans d’apports de matière organique. Nous avons ensuite évalué les modèles STICS et SYS-Metha pour simuler respectivement l’essai au champ et le traitement des digestats. Ces modèles ont été couplés pour simuler les flux de C et N à l’échelle de la ferme. Avec de forts imports de déchets, la méthanisation favorise la substitution des engrais minéraux, le stockage de C dans les sols, mais aussi les émissions de NH3. Ce travail permet de mieux évaluer les conséquences de l’introduction d’un méthaniseur dans une exploitation agricole et ainsi d’optimiser la filière
The anaerobic digestion (AD) of animal effluents is strongly developing in France. It produces renewable energy (biogas). Like undigested effluents, the use of anaerobic digestates in the field enables the recycling of nutrients and organic matter in the soil, which decreases the need for synthetic fertilizers and maintains soil organic carbon stocks. However, the treatment and field application of those organic products can also cause greenhouse gas emissions and contaminants. The on-farm AD nfluences those impacts. In order to control them, we need to understand how the co-digestion of animal effluents with imported organic wastes influences C and N cycles at the farm scale. We studied this question with the support of a case study at INRAE in Nouzilly (Centre – Val de Loire, France): a crop and livestock farm where an anaerobic digester treats the cattle effluents together with imported wastes. During the MetaMetha field experiment, we compared N fluxes during a crop rotation that was fertilized with synthetic N fertilizers, undigested cattle slurry and farmyard manure, or digestates issued from their digestion. We found that digestates can substitute synthetic fertilizers, despite the risk of ammonia (NH3) emissions. Earthworms can be negatively impacted just after the application of digestate of slurry, but the input of organic matter induced similar positive impacts after two years. We then evaluated the STICS and SYS-Metha models to simulate the field experiment, and digestate treatment and storage, respectively. Both models were coupled to simulate C and N fluxes at the farm scale. The models showed that when large amounts of digested wastes are imported, AD promotes substitution of synthetic N fertilizers and storage of soil organic C, but also NH3 emissions. The study enabled us to better evaluate the consequences of the on-farm AD and therefore to optimize the sector

Résumé L’objectif de cette étude était de déterminer les effets de la source de sélénium sur les concentrations de Se et de GSH-Px des vaches de boucherie (n =33) et leurs veaux et sur des paramètres immunitaires des veaux. Deux groupes de vaches ont reçu 3 mg/j/animal de Se organique ou inorganique dans le minéral. Le troisième groupe n'a pas été supplémenté en Se et leurs veaux ont été divisés en deux sous-groupes, l’un des deux a reçu une injection de sélénite de sodium (0,087 mg/Kg) à la naissance. Le Se et la GSH-Px ont été respectivement mesurés par HPLC-UV et par cinétique enzymatique. La phagocytose, la flambée respiratoire et le ratio CD4:CD8ont été évalués par des kits commerciaux et les IgG totales ont été mesurés par immunodiffusion radiale. La supplémentation de Se a augmenté significativement le Se sérique et colostral (P<0,02) et la GSH-Px(P≤0,04) pour les vaches et leurs veaux avec un effet significativement plus élevé pour le Se organique. Le Se du lait a augmenté de façon significative uniquement avec la source organique du Se (P≤0,0007). L’injection du Se chez les veaux a permis une augmentation significative mais temporaire (P<0,0001) du Se sérique. La supplémentation en Se n’a pas influencé les paramètres immunitaires mesurés (P>0,01, non significatif après correction de Bonferroni). Nous concluons que la supplémentation en Se améliore le niveau du Se colostral, lacté et sérique ainsi que la GSH-Px pour les vaches et leurs veaux sans effet sur les paramètres immunitaires mesurés des veaux. Mots clés: Sélénium, veaux de boucherie, phagocytose, flambée respiratoire, anticorps, ratio CD4:CD8, GSH-Px.
Abstract The aims of this study were to determine the effects of selenium (Se) supplementation sources (organic and inorganic) on Se and GSH-Px concentrations of beef cows (n=33) and their calves and on immune parameters of the calves. Two groups of cows were given daily 3 mg of either organic or inorganic Se in mineral supplement starting from 12 weeks before calving until weaning. The third group had no Se added into the diet and their calves were divided into two subgroups either injected or not with 0.087 mg/kg of sodium selenite after birth. Serum Se and whole blood GSH-Px were respectively measured by HPLC-UV and by kinetic-enzymatic technique. Calves immune parameters were evaluated using commercial kits for phagocytosis, respiratory burst and CD4:CD8 ratio and radial immunodiffusion for total IgG concentrations. In cows and calves, Se supplementation increased significantly serum and colostrum Se concentrations (P<.02) with significant higher effect for organic source. However, milk Se concentrations increased significantly only with the organic source (P≤.0007). Se supplementation increased GSH-Px concentrations in cows (P≤.04) and their calves (P≤.0004); organic source induced a higher effect than inorganic one in calves (P≤.0004). Se injection in calves allowed a temporary increase (P<.0001) of serum Se concentrations. No significant differences were noticed throughout the experiment for all of the immune parameters measured (P>.01, not significant after Bonferroni adjustment). Our results showed that Se supplementation improved colostrum, milk and serum Se and GSH-Px concentrations in cows and their calves without effect on the measured immune parameters in calves. Key words: selenium, beef calves, phagocytosis, respiratory burst, antibodies, CD4:CD8 ratio, GSH-Px.

Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (MAP) cause la maladie de Johne, une maladie chronique et incurable affectant les ruminants partout dans le monde. Plusieurs pays ont mis en place des programmes de contrôle afin de prévenir la transmission entre et au sein des troupeaux. Afin d’arriver à prévenir et contrôler cette maladie, une bonne compréhension des facteurs de risque impliqués dans la transmission est essentielle. Des tests diagnostiques performants et à coût abordable sont aussi nécessaires afin de détecter la présence du MAP et/ou les animaux infectés. L’objectif de la première étude était de réviser systématiquement la littérature scientifique concernant les facteurs de risque associés à la transmission du MAP aux génisses laitières. La présence d’une association significative entre les facteurs de risque concernant l’environnement néonatal, le colostrum, le lait, le logement des veaux et le contact des veaux avec le fumier de vaches adultes et la transmission du MAP a été compilée de 23 articles. Le contact des veaux avec le fumier de vaches adultes est le facteur de risque le plus important dans la transmission du MAP. L’objectif de la seconde étude était d’évaluer la relation entre le nombre d’échantillons de l’environnement positifs pour le MAP et la prévalence individuelle d’excrétion fécale dans les troupeaux laitiers entravés du Québec. Le nombre de cultures positives d’échantillons de l’environnement s’est avéré associé à la prévalence individuelle d’excrétion fécale du MAP. Une association significative a été trouvée entre la présence d’une forte charge bactérienne dans un échantillon de fumier individuel et la détection du MAP dans l’environnement.
Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (MAP) causes Johne’s disease, a chronic and incurable enteric disease of ruminants that has a worldwide distribution. Many countries have implemented control programs to prevent transmission between and within herds. For these to be efficient, knowledge of the risk factors involved in transmission is essential. Efficient and cost effective diagnostic tests are also necessary to detect presence of MAP. The objective of the first study was to systematically review the scientific literature concerning risk factors associated with MAP transmission to dairy calves. Presence of a significant association between risk factors concerning neonatal environment, colostrum, milk, housing of calves and contact of calves with adult cow feces and MAP transmission were recorded from 23 articles. The contact of calves with adult cow feces appeared to be the most important risk factor in MAP transmission. The 5 categories of risk factors are linked one to each other. The objective of the second study was to evaluate the relation between the number of positive samples for MAP in the environment and the prevalence of individual fecal shedding in Québec tie-stall dairy herds. The number of positive cultures of environmental samples was associated with the prevalence of individual fecal shedding of MAP. A significant association was found between presence of a heavy bacterial load in an individual fecal sample and environmental detection of MAP.