Existe-t-il un déterminisme génétique de la dynamique des réserves corporelles ?

Pour étudier ce déterminisme, le choix a été fait de décomposer le cycle productif en plusieurs périodes physiologiques au sein des phases de mobilisation et de reconstitution de la DRC (cf. phases observées avec l’analyse de cluster). Les phénotypes caractérisant la DRC sont ainsi des amplitudes de variation au cours des périodes physiologiques définies. Cette étude multi-caractères a été privilégiée comme première approche en raison de la nature des données (fréquence faible des mesures) et pour acquérir des connaissances génétiques sur des phénotypes simples de la DRC en vue de proposer des outils aux filières pour la sélection génétique sur ce caractère.

Cette étude a permis de montrer pour la première fois que la DRC au cours de plusieurs cycles de production chez la brebis Romane était sous contrôle génétique, même si les valeurs d’héritabilité sont plus faibles que celles des niveaux d’état corporel. Les estimations d’héritabilité obtenues pour les niveaux de PV et de NEC à un stade physiologique donné sont similaires à celles de la littérature (Koenen et al., 2001 ; Gizaw et al., 2007 ; Shackell et al., 2011 ; Walkom et al., 2014a ; 2014b ; 2016), de même que certaines variations de NEC et de PV (Pryce et al., 2001 ; Dechow et al., 2002 ; Rose et al., 2013 ; Walkom et al., 2014a ; 2014b). Pour les variations de NEC et de PV, la littérature disponible jusqu’à maintenant montre que les études ont principalement porté sur une seule période et non sur plusieurs périodes physiologiques pour pouvoir caractériser l’ensemble de la DRC et des différences ont été calculées entre le début et la fin de cette période. Ainsi, Pryce et al. (2001) et Dechow et al. (2002) ont étudié une variation de NEC au début de la lactation chez des vaches laitières, tandis que Rose et al. (2013) ont étudié les variations de PV au moment de la mise à la reproduction, durant la gestation et durant la lactation des brebis Merinos. Walkom et al. (2014a; 2014b), quant à eux, ont étudié les variations de PV et de NEC chez les brebis durant les mêmes périodes que les auteurs précédemment cités, ainsi que pendant la période post-sevrage pour couvrir tout le cycle productif avec quatre variations. Etudier plusieurs variations au cours de plusieurs cycles productifs dans cette thèse nous a permis d’apporter de l’information sur le déterminisme génétique de la DRC au cours d’un cycle complet de production ainsi qu’au cours de la carrière d’un animal.

Cette étude sur les variations des RC a ensuite été complétée par l’étude du déterminisme génétique des paramètres synthétiques obtenus grâce au modèle (cf. et ; résultats non présentés). Ces paramètres complètent les résultats obtenus en considérant uniquement l’amplitude (cf. variations) de NEC puisqu’ils intègrent à la fois l’amplitude et la cinétique de variation d’état

189 corporel. Ils permettent ainsi de résumer l’information de la DRC en un nombre restreint de paramètres synthétiques. Des paramètres génétiques ont été estimés pour et . Ces caractères sont faiblement héritables (h2_{= 0,03 à 0,13), comme les variations de NEC, mais} présentent de la variabilité d’après les premières analyses.

Par ailleurs, parmi les résultats originaux de ce travail, figurent les corrélations génétiques modérées à fortes des variations d’état corporel entre les périodes de mobilisation et de reconstitution des RC. C’est la première fois que l’existence d’une relation génétique forte est mise en exergue entre ces périodes chez les ovins allaitants. Une forte corrélation génétique (0,65 ± 0,15) est également retrouvée entre le taux de mobilisation et le taux de reconstitution des RC, paramètres synthétiques issus de la modélisation (données non publiées). Ces résultats suggèrent que les brebis avec des fortes capacités de mobilisation, présentent aussi de forte capacités de reconstitution des RC. Cela signifie qu’il pourrait exister un régulateur commun pour les deux mécanismes impliqués que sont la lipolyse, qui permet la mobilisation des RC, et la lipogenèse, qui permet la reconstitution des RC. Ce régulateur permettrait d’activer ou d’inhiber ces voies métaboliques en fonction des besoins de l’animal. La leptine pourrait ainsi être un candidat intéressant puisque cette hormone métabolique, produite par le tissu adipeux, permet d’induire la lipolyse lorsqu’elle est présente en grande quantité.

La dernière étude a permis de mettre en évidence que la DRC est associée à plusieurs zones du génome (cf. QTL), suggérant son déterminisme polygénique. C’est la première fois que des QTL sont identifiés pour des variations d’état corporel basées sur des mesures de NEC. Cinq principales régions QTL ont été identifiées pour les niveaux et les variations de NEC, sur les chromosomes 1, 3, 8, 9 et 11. Les QTL identifiés sur les chromosomes 1, 3 et 8 sont associés à des niveaux de RC au moment de la mi-gestation et de la mise-bas tandis que les QTLs identifiés sur les chromosomes 9 et 11 sont associés à des pertes de RC entre la mise-bas et le début de l’allaitement et entre la période de gestation et le sevrage. Certains des QTLs observés dans notre étude ont aussi été identifiés chez les ovins dans d’autres analyses, en lien avec des caractères de croissance (Zhang et al. 2013), de condition corporelle et de variations des métabolites et d’hormones plasmatiques en lien avec les voies lipidiques (Hazard, données non publiées). Des gènes candidats ont ensuite été recherchés dans les régions QTL identifiées pour les caractères de NEC et de variations de NEC. Tous ces gènes candidats ont été décrits chez l’homme ou la souris, parfois chez le bovin, pour être associés avec des caractères de gras, de croissance ou impliqués dans les régulations des voies du métabolisme lipidique ou du métabolisme énergétique. Parmi ces gènes, nous avons retrouvé le gène codant pour le récepteur à la leptine (LEPR ; Tableau 2) dans la région QTL identifiée sur le chromosome 1 et associée au niveau d’état corporel pendant la gestation. Ce gène a été identifié dans plusieurs études antérieures pour être associé à des caractères de poids ou de gras chez le porc et les ovins (Lee et al.,

190 2006 ; Haldar et al., 2014). L’identification de ce gène est intéressante au vu de la corrélation génétique obtenue entre les périodes de mobilisation et de reconstitution des RC. En effet, le récepteur à la leptine pourrait servir de régulateur commun entre les deux voies métaboliques (lipolyse et lipogenèse). Une mutation dans ce gène, impliquant une perte de fonction du récepteur en lien avec le caractère d’obésité chez la souris, a déjà été démontrée (Donato et al., 2011). De plus, l’hormone de la leptine est aussi en lien avec ces deux voies métabolique (Delavaud et al., 2000 ; Ingvartsen et Boisclair, 2001 ; Altmann et al., 2006). Dans notre étude, les brebis porteuses de la mutation sont plus grasses que les autres, mais elles ne présentent pas de différences de pertes ou de gains de NEC durant les périodes de mobilisation ou de reconstitution des RC. Le fait d’avoir des brebis plus grasse lorsqu’elles sont porteuses de la mutation pourrait indiquer une perte partielle de fonction du récepteur à la leptine, comme la mutation décrite par Donato et al. (2011). Avec cette perte de fonction du récepteur, la lipolyse risque de diminuer puisque la leptine ne pourrait plus se fixer sur les récepteurs du tissu adipeux. En réponse à cette perte de fonction, la concentration en leptine pourrait soit diminuer du fait d’un impact de cette mutation du récepteur sur la leptine, soit augmenter pour compenser la diminution de la lipolyse. Des dosages de leptine pourraient être réalisés pour obtenir plus de connaissances sur l’action de la leptine. Une autre possibilité pourrait aussi être de quantifier l’expression du gène LEPR.

Un autre gène identifié dans notre étude semble également très intéressant : le gène GRM1 (glutamate metabotropic receptor 1). Le SNP qui ressort significatif dans cette étude est situé dans le gène GRM1. Ce SNP affecte significativement des caractères de NEC et de variation de NEC. Les brebis hétérozygotes (AC) et homozygotes (AA) pour ce SNP ont une plus forte perte de NEC entre le début de gestation et la mise-bas et une plus faible perte de NEC en début de lactation, comparé aux brebis homozygotes (CC). Ce gène a aussi été identifié précédemment dans une étude chez les ovins pour être associé avec des caractères de poids (GRM1 ; Tableau 2 ; Zhang et al., 2013). Ce gène est un régulateur important de l’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien qui peut agir sur le stockage et les dépenses énergétiques (Menke et al., 2012). Un autre gène candidat, GK5 (glycérol kinase 5) identifié chez les bovins, est aussi intéressant puisqu’il semble impliqué dans la régulation de l’état corporel chez les animaux. En effet, ce gène participe à la régulation du glycérol, un des produits de la lipolyse et pourrait donc être impliqué dans la régulation des RC chez les ruminants (Langin, 2006). Il semblerait que la production de glycérol et l’augmentation de la lipolyse soient favorisées chez les souris pour lesquels le gène est plus exprimé (Lindholm‐Perry et al., 2017 ; Zhang et al., 2017) La recherche de QTL et de gènes candidats reste encore à réaliser pour les paramètres synthétiques du modèle. D’autres gènes candidats pourraient aussi être intéressants à étudier, tels que SYBU et

191 significatif au niveau génomique présentent jusqu’à trois fois plus de mobilisation des RC et deux fois plus de reconstitution des RC que les brebis homozygotes. Le gène TRPS1 est associé avec le poids au post-sevrage chez les ovins tandis que le gène SYBU est connu pour être impliqué dans la sécrétion de l’insuline stimulée par le glucose chez la souris (Ying et al., 2012 ; Zhang et al., 2013). L’insuline étant un hormone permettant la régulation de la lipogenèse dans les tissus adipeux, le gène SYBU paraît être un gène candidat intéressant pour la régulation des RC chez les ruminants.

Ces différentes études indiquent ainsi que la DRC semble être intéressante pour améliorer les capacités adaptatives des ruminants face aux effets négatifs du CC sur la disponibilité de biomasse pour les ruminants. Cependant, des analyses d’interaction génotype × milieu devraient aussi être menées puisque les brebis les plus intéressantes dans un certain milieu ne le seront pas obligatoirement dans un milieu différent. Hors, une grande diversité de milieux et de systèmes d’élevages sont présents en France et ailleurs, et il semble important de prendre en compte cette diversité pour avancer sur ce sujet.