Implantation Du Microbiote Et Mise En Place Des Fonctions Du Rumen Chez Le Veau De Race Laitière Et Effet De La Supplémentation En Levures Vivantes
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En vue de l’obtention du DOCTORAT DE L’UNIVERSITÉ DE TOULOUSE Délivré par : Institut National Polytechnique de Toulouse (INP Toulouse) Discipline ou spécialité : Pathologie, Toxicologie, Génétique et Nutrition Présentée et soutenue par : Mickael Rey Le : 15 novembre 2012 Titre : Implantation du microbiote et mise en place des fonctions du rumen chez le veau de race laitière et effet de la supplémentation en levures vivantes Ecole doctorale : Sciences Ecologiques, Vétérinaires, Agronomiques et Bioingénieries (SEVAB) Unité de recherche : UMR 1289 INRA-INP/ENSAT-ENVT ‘TANDEM’ Directeur(s) de Thèse : Valérie Monteils Francis Enjalbert Rapporteurs : Evelyne Forano Véronique Julliand Membre(s) du jury: Evelyne Forano Véronique Julliand Gérard Fonty Valérie Monteils Francis Enjalbert 1 2 REMERCIEMENTS Ce manuscrit de thèse vient clôturer une belle expérience scientifique et humaine qui a été réalisée au sein de l’UMR 1289 TANDEM (Tissus Animaux, Nutrition, Digestion, Ecosystème, Métabolisme). Pour cela, je souhaiterai remercier toutes les personnes ayant contribué de près ou de loin à l’aboutissement de ce projet. Je tiens à remercier les personnes qui ont accepté de participer à mon jury de thèse : Evelyne Forano (Unité de Microbiologie, INRA, Clermont-Ferrand-Theix), Véronique Julliand (AgroSup Dijon, D2A2E, URANIE-USC INRA Nutrition du cheval athlète, Dijon), pour m’avoir fait l’honneur d’être rapporteurs de cette thèse. Mais aussi Gérard Fonty (Microorganismes : Génome et Environnement, CNRS, Aubière Cedex. France) pour avoir accepté de participer à ce jury et m’avoir fait l’honneur d’en être le président. Je tiens à remercier mes directeurs de thèse, Francis Enjalbert et Valérie Monteils pour leurs encadrements et leurs qualités scientifiques et pédagogiques qui m’ont permis de structurer mon travail au cours de ces trois années. Merci aussi pour m’avoir donné la chance de participer à ce nouveau projet de recherche et de m’avoir fait confiance pour le mener à bien. Je suis reconnaissant à la région Midi-Pyrénées et à l’INRA qui m’ont attribué une bourse pour réaliser ce projet. Je souhaite remercier la société Lesaffre Feed additives pour le financement de la 2ème expérimentation sur les veaux. Je tiens à remercier Monsieur Xavier Fernandez, Directeur de l’UMR TANDEM et Thierry Gidenne, animateur de l’équipe NED pour m’avoir accueilli au sein de leur équipe et permis de travailler dans leur laboratoire. Je souhaite aussi remercier les membres du comité de pilotage pour le temps qu’ils m’ont consacré et les discussions intéressantes qui ont permis d’améliorer ce travail de thèse : Cécile Martin (URH-DIMA INRA de Clermont-Ferrand Theix), Jérôme Hamelin (UR LBE INRA de Narbonne), Sylvie Combes (UMR TANDEM), Gérard Fonty (Microorganismes : Génome et Environnement, CNRS, Aubière Cedex. France) et Jean-Philippe Marden (Lesaffre Feed Additives). Ayant travaillé sur les 3 sites géographiques qui compose l’UMR TANDEM : - Je souhaite remercier tout le personnel qui travaille sur le site de l’Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse dont Annabelle Troegeler-Meynadier pour son aide scientifique et sa joie, Muhammad Kaleem et Yapo Magloire Yapi thésards dans la même galère et Asma 3 Zened pour sa joie de vivre, son oreille attentive et ses connaissances scientifiques sur de nombreux sujets. -Je souhaite remercier tout le personnel qui travaille sur le site INRA de Toulouse (site d’Auzeville-Tolozane) dont particulièrement Carole Bannelier, Véronique Tartié et Muriel Ségura pour m’avoir aidé dans l’analyse de nombreux échantillons de ce travail. Je tiens à remercier sincèrement Béatrice Gabinaud (traitement des échantillons en qPCR et en 454), Laurent Cauquil (pour son gros travail de traitement des données du 454 et l’appui technique sur R) et Sylvie Combes avec qui j’ai travaillé sur les techniques de biologie moléculaire et qui m’ont apporté toutes les connaissances et les notions essentielles qu’ils avaient sur ces techniques, leurs joies, leurs soutiens et permis de travailler dans de bonnes conditions tout au long de ce travail. Ce fut un plaisir et un enrichissement de travailler avec vous tous. Je tiens aussi à remercier Valérie Lozano et Viviane Batailler pour leur aide administrative. Viviane a su m’apporter pendant toute la durée de la thèse sa bonne humeur, son oreille attentive et de bons conseils. -Je souhaite remercier tout le personnel qui travaille sur le site de l’Ecole Nationale Supérieure Agronomique de Toulouse ou j’ai passé la majorité de mes 3 ans de thèse pour leurs aides et leurs bonnes humeurs. Que de bons moments en votre compagnie. Un grand merci à : Hélène Manse pour m’avoir transmis tous les conseils et aides essentielles pour l’analyse en laboratoire ; Nathalie Marty-Gasset pour sa joie de vivre, ses blagues toujours des plus recherchées et les grands moments de rires même derrière la blouse quand il fait très chaud ; Michel Bouilliet-Oudot pour ses visites dans le bureau et sa joie de vivre ; Stéphane Seidlinger pour son rire communicatif ; Alain Auvergne pour ses réflexions scientifiques et mais aussi ses nombreuses visites dans le bureau ; Zulma Vitezica pour sa bonne humeur et son accent tout aussi joyeux ; Caroline Molette qui est toujours là pour aider les autres, avec le sourire, les bons repas, les taquineries et Corine Bayourthe pour son aide scientifique et le temps passé à mes côtés pour m’aider dans mon travail, les repas toujours d’un régal digne d’un restaurant 3 étoiles et délicieux, ses rires et taquineries. Un grand merci à tout le personnel du Domaine de Borret : (station expérimentale) Caroline Dufresne, Anaïs Segaillat et plus particulièrement un très grand merci à Brigitte Santacruz qui m’ont aidé lors des expérimentations sur les veaux, pour la mise en place et la prise des échantillons souvent très contraignants. Je remercie la plateforme génomique de l’INRA (Génopole Toulouse/Midi-Pyrénées, Castanet-Tolosan) pour leur connaissance dans l’analyse du pyroséquençage sur leur site. Un grand merci à tous les stagiaires du bureau central comme Valérie Degand et Nina Munster (mes stagiaires) que j’ai torturé mais grâce à qui ce travail de thèse a pu avancer, 4 mais aussi tous les autres qui sont passés à un moment donné dans ce bureau comme Carole, Viviana, Marco, Madonna, Anaïs… et les thésard qui sont dans la même galère Sahar Awde et Yohanna François. Je remercie aussi Katia Julian avec qui j’ai partagé de très bons moments. Je remercie également tous les anciens doctorants qui sont passés par l’UMR 1289 TANDEM durant ces 3 années de thèse. Enfin je souhaite remercier ceux grâce à qui cette thèse n’aurait pas pu se passer aussi bien, qui m’ont soutenu, épaulé pendant ces 3 années et ceux avec qui j’ai partagé les mauvais et surtout les meilleurs moments (Karaoké, repas, rigolade en tous genres) : Julien Arroyo, Christine Julien et particulièrement Corinne Pautot. Un très grand MERCI, je n’y serais jamais arrivé sans vous et vous serez toujours avec moi ou que je sois et je vous dois beaucoup. Je remercie aussi ma famille, ma moitié et Marie-Laure ainsi que les autres amis qui me sont proches pour m’avoir supporté, épaulé… et avoir participé à ce travail pendant ces 3 années de thèse. Merci cela n’a pas été facile pour vous de me supporter. En tous cas merci à tous pour ces 3 années qui m’ont permis d’apprendre beaucoup intellectuellement (scientifiquement ou pas) et émotionnellement. Je ne vous oublierai pas. 5 6 PUBLICATIONS SCIENTIFIQUES ET COMMUNICATIONS ISSUES DE LA THESE Publications dans des revues à comité de lecture de rang A Articles au cours de la thèse Article 1: Rey M., Enjalbert F., and Monteils V. (2012). Establishment of ruminal enzyme activities and fermentation capacity in dairy calves from birth through weaning. J. Dairy Sci. 95 :1500–1512. Article 2: Rey M., Enjalbert F., Combes S., Cauquil L., Bouchez O., and Monteils V. Establishment of ruminal bacterial community in dairy calves from birth to weaning using high throughput 454 GS FLX pyrosequencing (en preparation, Applied and Environmental Microbiology). Article 3: Rey M., Enjalbert F., Combes S., Cauquil L., Bouchez O., and Monteils V. Establishment of protozoal and archaeal communities in the rumen of dairy calves from birth to weaning (en preparation, Applied and Environmental Microbiology). Article 4: Rey M., Monteils V., Bayourthe C., Marden J-P.M. and Enjalbert F. Effects of live yeast (Saccharomyces cerevisiae) supplementation on pre- and post-weaning ruminal enzyme activities and fermentation capacity in dairy calves weanied at 60 days (en preparation, Journal of Dairy Science). Article 5: Rey M., Enjalbert F., Combes S., Cauquil L., Bouchez O., Marden J-P.M. and Monteils V. Effect of live yeast (Saccharomyces cerevisiae) supplementation on pre- and post-weaning ruminal microbiota (bacteria, archaea and protozoa) in dairy calves weaned at 60 days (en preparation, Journal of Dairy Science). 7 Communications en congrès scientifiques Congrès Internationaux 1-Rey M., Enjalbert F., Cauquil L., Combes S. and Monteils V. (2011). Evolution of bacterial diversity in the rumen in dairy calves from birth to weaning using a high throughput 454 GS FLX pyrosequencing. In Advences in Animal Biosciences Volume 2 Part 2. Proceedings of the 8th International Symposium on the Nutrition of Herbivores (ISNH8). September 2011, p. 252. Aberystwyth UK. (oral communication). 2- Rey M., Enjalbert F., Cauquil L., Bouchez O, Combes S. and Monteils V. (2012). Establishment of archaea in the rumen of dairy calves from birth to weaning using 454 GS FLX pyrosequencing. IIXth INRA-Rowett Symposium on Gut Microbiology. Clermont- Ferrand, France (Poster). Journées scientifiques 3- Rey M., Enjalbert F. and Monteils V. (2010). Evolution des paramètres physico- chimiques et fermentaires dans le rumen du veau de la naissance au sevrage.