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Despite the importance of yam ( Dioscorea spp.) tuber quality traits, and more precisely texture attributes, high-throughput screening methods for varietal selection are still lacking. This study sets out to define the profile of good quality pounded yam and provide screening tools based on predictive models using near infrared reflectance spectroscopy. Seventy-four out of 216 studied samples proved to be moldable, i.e. suitable for pounded yam. While samples with low dry matter (4%) and high protein (>6%) contents, low hardness (0.5) and high cohesiveness (>0.5) grouped mostly non-moldable genotypes, the opposite was not true. This outline definition of a desirable chemotype may allow breeders to choose screening thresholds to support their choice. Moreover, traditional near infrared reflectance spectroscopy quantitative prediction models provided good prediction for chemical aspects (R2 > 0.85 for dry matter, starch, protein and sugar content), but not for texture attributes (R2

Flour from numerous varieties of yams, representing the hardness diversity, were analyzed using Near Infrared Spectroscopy (NIRS). A total of 78 data were analyzed using the Chemflow software. The data pretreatment was standard normal variate and Savitzky Golay algorithm. Calibrations were developed using NIPALS Partial Least Square regression (PLSR), using the standard Wold's algorithm with 4 blocs cross validation. Principal component analysis (PCA) was performed before PLS regression. The coefficient of determination in cross validation (R2CV), the standard error in calibration (SEC) and in cross validation (SECV), the standard error in prediction (SEP) and the coefficient of correlation (R) were calculated. The objective was to evaluate yam flour samples for hardness parameter prediction, using NIRS.

Nutraceutical efficiency of tropical tannin rich plants for agroecological livestock production In view of the global challenges associated with food security and climate change by 2050, agro-ecology is an innovative option which seeks to improve in a greener way, the efficiency of production and use of resources in livestock systems. Livestock production is one of the mainstays of the world's diet, sheep and goats dominating in the tropics in terms of numbers and purposely raised for their milk and meat. However, unfavorable climatic conditions, threatens the production of livestock owing to unavailability of food resources and to increase in diseases inception. The risk of the latter is increased by globalization and human behavior, as illustrated by the high prevalence of gastrointestinal pathogens in farmed small ruminants, which, in addition, have developed significant resistance to most synthetic products worldwide. In order to enhance animal productivity, in the face of new challenges of global agriculture, alternative feed resources, prevention of disease resistance and natural resources, should be given the needed attention. Agroecology relies on fundamentals, among which, the crop-livestock synergy, found in more or less integrated in mixed farming systems (MFS). These MFS are based on certain agro-ecological principles contributing to the greater autonomy of the farm, such as the reduction of inputs on the farm, the recycling of co-products of harvest, the valorization of unconventional resources for animal feed, and the choice of local breeds for livestock. In tropical and subtropical PBS, sheep and goats of tropical breeds have a unique adaptation to tropical climates and local food resources. In addition, the presence of biomass with nutritional properties allows both to feed and care for animals. It is in this context that the valorization of plant secondary metabolites is important, given their food and / or health values.Condensed tannins (CT), which are part of plant secondary metabolites, have bio-activities that do not only influence animal's use of plant resource, but also its health, and gas emissions into the environment. The effects include toxicity, nematicidal activity (anthelmintic), rumen nitrogen fermentation and urinary nitrogen losses, microbial ruminal fermentation orientation and CH4 emissions, and intestinal protein digestibility. These polyphenolic multi-active compounds are present in many feed resources utilized in animal production. The biological effects of CTs depend on their concentration, structure, and molecular weight. The knowledge, and therefore the characterization of CT is an important criterion for the choice of the plant resource to be utilized. The study of the bioactive potential of plant resources rich in CT, for animal production, must therefore focus on the qualitative and quantitative evaluation of the compounds in plant materials.The research project, presented in this HDR, was conducted as part of the INRA-URZ research unit scientific project (which I have been part of since 2007), with the support of 44 students trainees (from Bac + 2 ; to Master degree) and 1 PhD thesis. The study sought to ascertain the chemical structures, nutritional value and anthelmintic characteristics of CTs from tropical resources and the optimal utilization of plant resources, while reducing the environmental footprint (CH4 emissions). The chemical and bio-active (anthelmintic, fermentation, nutraceutical) characterizations of CTs was concurrently studied with the small ruminant farming systems, before moving towards a finalized section for application to the breeding system (pellet test).Studies on CT have been done, partly, in support of our biological experiments, in particular for the evaluation of the CT content in the tested plant species. However, current assay methods do not allow for the comparison of CT concentrations of samples that do not belong to the same plant species. Based on the analytical database that generated, the current study focuses on the development of a common standard and a calculation model (equation) to estimate the CT content of plants, and to allow the comparison of samples, independently of the internal standards of each plant species. In addition, the results obtained during the chemical characterization of the CTs highlighted the presence of specific galloyls and epi-afzelechins groups in some plant species. These functional groups, rarely found in such high proportions, could influence the biological effect of CTs. On the other hand, the database, derived from the wide phytochemical screening of plant resources containing CT, supplemented with data obtained by near-infrared spectroscopy (NIRS), was evaluated during a first calibration study, for the prediction of levels and the discrimination of CT of the 3 model resources Manihot esculenta, Leucaena leucocephala, and Cajanus cajan. A NIR database has thus been created and can now be used to evaluate these 3 model resources, in terms of CT (3 plant species, 3 botanical families, 481 PIR spectra and CT contents: 246 with Manihot esculenta, 64 with Leucaena leucocephala and 81 with Cajanus cajan). A quantitative method for the rapid prediction of CT contents using the NIRS method was developed for Manihot esculenta (cassava) and Cajanus cajan (pigeon pea). The coefficients of correlations of the calibration straight lines for the estimation of the CT contents and standard errors of cross-validation (SECV) were 0.64 and 3.16% for Manihot esculenta, and 0.87 and 2.95% for Cajanus cajan. Standard Errors of Prediction (SEP) were 3.89% and 1.58% respectively for Manihot esculenta and Cajanus cajan.On the other hand, the study of fifteen tropical plants with CT, carried out for their biological influence on animal productions, validated their nutritional, fermentative and anthelmintic effects. The CTs of all tested resources had significant depressive effects on CH4 emissions (eg 4.7%, 29.3% and 28.9% for Glyricidia sepium, Leucaena leucocephala and Manihot esculenta compared to the control, gCH4 / kg of digestible organic matter ingested ) and on the fecal excretion of gastrointestinal nematode eggs by the animals (from 33 to 80% reduction of parasite fecal egg count, for a ≥50% quantity of ingested DM). In addition, the fertility of female worms and the eggs of the gastrointestinal parasitic nematode H. contortus appeared to be weakened. The fermentation profiles and the effects on the parasitic stages being variable according to different CT, the structure-activity link was thus highlighted. Similarly, the differences in CT reactivity at the different parasite stages (from 0 to 60% efficiency on the larval development of L1 to L3 stages and from 0 to 99% efficiency on the exsheathment of the L3 infesting stage, at the concentration of 2.5 mg / ml CT extract, relative to the negative control) are explained, depending on the dose, but are also related to the chemical structure. For example, according to our results, prodelphinidin CTs would be more effective on parasite development, while prodelphinidin monomers would be more effective on L3 stage larval exsheathment. The analysis of the chemical and biological databases established, allow us, in part, to strengthen the structure-activity link thereafter. In addition, a more in-depth study of the structural differences in CTs should allow a better understanding of the differences in action and in the CT-protein interactions involved.For the use of the 3 forages with CT, namely, Manihot esculenta, Leucaena leucocephala and Cajanus cajan, selected for their dual nature (presence of CT and proteins) and their availability on the farm, drying and granulation of the forages promoted the nutraceutical effect on Manihot esculenta, Cajanus cajan and Leuacaena leucocephala. This process preserved dietary and anthelmintic effects. In addition, the mixture of the 3 resources showed a synergistic in vitro effect against the nematode H. contortus, and substantially increased by granulation (+ 3% inhibition of larval exsheathment of H. contortus). Moreover, quantities of plants with CT were determined (75 to 150 g of fresh product, i.e. 15 to 30 g of dry product, per kilo of live weight) making it possible to treat the animals against gastrointestinal parasitism (reduction of the parasite infestation of animals at 67% relative to the alfalfa control), while ensuring good growth (increase in post-infestation growth of 6.8, 31.1, 45.8 and 21.7 g / day respectively for Manihot esculenta, Cajanus cajan, Leucaena leucocephala, and the combination of the three forages). It is now a matter of refining the values by studying a dosing regimen.For the future, an exploration of the potentials of the NIR technology and chemometrics, should be considered by coupling databases from phytochemical and biological works on plant resources with CT, with those obtained from the NIR study. A high-throughput qualitative and quantitative analysis of CT rich plants could thus contribute to developing, more rapidly, the knowledge of the anthelmintic, nutritional and environmental values of tropical CT rich plants, for small ruminant breeding. It may also lead to a tool for predicting the bio-activity of the resources on the health, production and emissions from animals.; Face à l’enjeu mondial de sécurité alimentaire dans un contexte de changement climatique à horizon 2050, l’agro-écologie est une option innovante, permettant d’améliorer de manière plus écologique, l’efficacité de la productivité et l’utilisation des ressources dans les systèmes d’élevage. Les productions animales, sont l’un des supports de l’alimentation mondiale, avec en zone tropicale, une prédominance pour l’élevage de moutons et de chèvres, qui sont associés à la production de lait et de viande. Cependant, du fait des aléas climatiques, la production de protéines d’origine animale est menacée par la diminution de la disponibilité des ressources alimentaires, et par l’augmentation du développement des maladies. Le risque de ces dernières est augmenté par la mondialisation et les comportements humain, comme l’illustre la forte prévalence des pathogènes nématodes gastro-intestinaux chez les petits ruminants d’élevage, qui de surcroit, ont développé mondialement une résistance importante à la plupart des produits anthelminthiques de synthèse. Afin d’accroitre les productions animales, il s’agit donc, dans un contexte de changement climatique, de protéger les animaux des maladies et de produire des aliments alternatifs, tout en valorisant les ressources naturelles. L’agro-écologie s’appuie sur des fondamentaux parmi lesquels, la synergie cultures-élevage, déclinée dans les systèmes de type polyculture élevage (SPE) plus ou moins intégrés. Ces SPE reposent sur certains principes agro-écologiques contribuant à la plus grande autonomie de l’exploitation, comme la réduction des intrants à la ferme, le recyclage des co-produits de récolte, la valorisation de ressources non conventionnelles pour l’alimentation animale, et le choix de races locales pour le bétail. Dans les SPE tropicaux et subtropicaux, les moutons et chèvres de races tropicales présentent une adaptation unique aux climats tropicaux et aux ressources alimentaires locales. De surcroit, la présence de biomasse aux propriétés alicamentaires permet à la fois de nourrir et de soigner les animaux. C’est dans ce contexte que la valorisation des métabolites secondaires des plantes prend toute son importance, au regard de leurs valeurs alimentaires et/ou santé.Les tanins condensés (TC), qui font partie des métabolites secondaires des plantes, ont des bio-activités qui impactent l’utilisation de la ressource végétale par l’animal, sa santé, et différentes émissions dans l’environnement, notamment en termes de toxicité, d’activité nématicide, de fermentescibilité de l’azote dans le rumen et émission d’azote urinaire, d’orientation des fermentations microbiennes du rumen et des émissions de CH4, et de digestibilité intestinale des protéines. Ces composés polyphénoliques multi-actifs, sont présents dans de nombreuses ressources végétales valorisables pour les productions animales. Les effets biologiques variables des TC dépendent de leur concentration, leur structure et de leur poids moléculaire. La connaissance, et donc la caractérisation des TC est un critère important pour le choix de la ressource végétale à valoriser. L’étude du potentiel bio actif des ressources végétales riches en TC, pour une utilisation en productions animales, doit par conséquent être liée à une évaluation qualitative et quantitative des composés dans les matières végétales. Le projet de recherche, présenté dans le cadre de cette HDR, a été mené dans le cadre du projet d’unité de l’INRA – URZ, dont je fais partie depuis 2007. Avec l’appui de 43 étudiants stagiaires (de Bac+2 à Bac+5) et d’1 thèse, sur la période 2010-2019, il s’est agi par mes travaux, d’acquérir une meilleure connaissance (structures chimiques, modes d’action alimentaire et anthelminthique) des TC issus de ressources tropicales, afin de fournir des éléments permettant d’optimiser l’utilisation des ressources végétales en élevage tropical, pour améliorer les productions et santé animales, tout en réduisant l’empreinte environnementale (émissions de CH4). Les travaux de recherche ont donc été menés de manière parallèle, selon les volets de caractérisations chimique et bio-active (anthelminthique, fermentaire, alicamentaires) des TC, en lien avec les systèmes d’élevage de petits ruminants, avant d’évoluer vers un volet finalisé pour une application au système d’élevage (test de granulés alicamentaires). Les travaux sur la connaissance chimique des TC ont été développés, pour partie, en support à nos expérimentations biologiques, notamment pour l’évaluation des teneurs en TC dans les espèces végétales testées. Cependant, les méthodes de dosage actuelles ne permettent pas de comparer les concentrations en TC d’échantillons n’appartenant pas à la même espèce végétale. En prenant appui sur la base de données analytiques que nous avons générée, nous travaillons actuellement à la mise au point d’un standard commun et d’un modèle de calcul (équation), afin d’estimer la concentration en TC de plantes, et de permettre la comparaison d’échantillons, indépendamment des standards internes à chaque espèce végétale. De plus, les résultats obtenus lors de la caractérisation chimique des TC mettent en évidence la présence de groupements galloyls et epi-afzelechines particuliers dans certaines espèces végétales. Ces groupes fonctionnels, rarement retrouvés dans des proportions aussi élevées, pourraient influer sur l’effet biologique des TC. D’autre part, la base de données, issue du large screening phytochimique de ressources végétales à TC, complétée de données obtenues par spectroscopie dans le proche infrarouge(SPIR), a été valorisée lors d’une première étude de calibration, pour la prédiction des teneurs en TC, et la discrimination des 3 ressources modèles Manihot esculenta, Leucaena leucocephala, et Cajanus cajan. Une base de données PIR a ainsi été constituée, et est désormais mobilisable pour l’évaluation de ces 3 ressources modèles, sur le plan des TC (3 espèces de plantes, 3 familles botaniques, 481 spectres PIR et teneurs en TC : 246 Manihot esculenta, 64 Leucaena leucocephala, 81 Cajanus cajan). Une méthode quantitative applicable aux Manihot esculenta (manioc) et Cajanus cajan (pois d’angole), pour la prédiction rapide des teneurs en TC à l’aide de la méthode SPIR a été développée. Les coefficients de corrélations des droites de calibration pour l’estimation des teneurs en TC et les erreurs-standards de validation croisée (SECV) sont respectivement de 0,64 et 3,16% pour Manihot esculenta, et de 0,87 et 2,95% pour Cajanus cajan ; et les erreurs de prédictions (SEP) de 3.89% et 1.58% respectivement pour Manihot esculenta et Cajanus cajan.D’autre part, l’étude d’une quinzaine de plantes tropicales à TC, pour leurs effets biologiques applicables en productions animales, a validé des effets alimentaires, fermentaires et anthelminthiques. Les TC de toutes les ressources testées ont des effets dépressifs significatifs sur les émissions de CH4 (ex : respectivement – 4.7% ; - 29.3% et – 28.9% pour Glyricidia sepium, Leucaena leucocephala et Manihot esculenta par rapport au témoin, gCH4/kg de matière organique digestible ingérée (MODI) et sur l’excrétion d’œufs de nématodes gastro-intestinaux par les animaux (de 33 à 80% de réduction d’OPG pour une quantité de MSI ≥50%). De plus, la fécondité des vers et les œufs du nématode parasite gastro-intestinal H. contortus semblent fragilisés. Les profils fermentaires et les effets sur les stades parasitaires étant variables en fonction des TC, le lien structure-activité a donc été mis en évidence. De même, les différences de réactivités des TC sur les différents stades parasitaires (de 0 à 60% d’efficacité sur le développement larvaire des stades L1 à L3 ; et de 0 à 99% d’efficacité sur le dégainement au stade L3 infestant, à la concentration de 2.5 mg/ml d’extrait de TC, relativement au témoin négatif) s’expliquent, selon la dose, mais sont également liées à la structure chimique. Par exemple, d’après nos résultats, les TC à prodelphinidines seraient plus efficaces sur le développement du parasite, tandis que les monomères à prodelphinidines seraient davantage efficaces sur le dégainement larvaire. L’analyse de la base de données chimiques et biologiques, que nous avons constituée nous permettra, en partie, d’approfondir le lien structure-activité par la suite. En complément, une étude plus poussée des différences structurales des TC devra permettre de mieux appréhender les différences d’action, et les interactions TC-protéines en cause.Pour l’utilisation des 3 plantes alicamentaires à TC, Manihot esculenta, Leucaena leucocephala et Cajanus cajan, sélectionnées pour leur caractère dual (présence de TC et de protéines) et leur disponibilité sur l’exploitation, nous avons mis au point un procédé de séchage des plantes, et démontré que le procédé de séchage-granulation, que nous utilisons, est adapté à un usage alicamentaire du Manihot esculenta, du Cajanus cajan et du Leuacaena leucocephala. De plus ce procédé préserve des effets alimentaires et anthelminthiques. En outre, le mélange des 3 ressources montre un effet synergique contre le parasitisme par le nématode H. contortus in vitro, et sensiblement augmenté par la granulation (+3% d’inhibition du dégainement larvaire d’H. contortus). Des quantités de plantes à TC (75 à 150g de produit frais, soit 15 à 30g de produit sec, par kilo de poids vif) permettant de traiter les animaux contre le parasitisme gastro-intestinal (réduction de l’infestation parasitaire des animaux de 33 à 67% par rapport au témoin luzerne), tout en assurant une bonne croissance (augmentation de la croissance post infestation, de 6.8 ; 31.1 ; 45.8 et 21.7 g/j respectivement pour Manihot esculenta, Cajanus cajan, Leucaena leucocephala, et le mélange de ces 3 dernières plantes), ont été déterminées. Il s’agit maintenant d’affiner les valeurs en étudiant un schéma posologique. Pour l’avenir, une exploration des potentiels de la technologie SPIR et de la chimiométrie doit être envisagée, en couplant les bases de données issues des travaux phytochimiques et des recherches sur la bio-activité alicamentaires et fermentaires des ressources végétales à TC, avec celles issues de la SPIR. Une analyse qualitative et quantitative haut débit des plantes à TC pourra ainsi contribuer à développer, de manière plus rapide, la connaissance des valeurs antiparasitaire, alimentaire et environnementale des plantes tropicales à TC pour les petits ruminants d’élevage. De plus, cela pourra également aboutir à un outil de prédiction de la bio-activité des ressources à TC sur la santé, la production et les émissions des animaux.

International audience; The endemic biodiversity, also in domestic species, represents a very useful resource for research and for the development of economic activities in agriculture. In the French West Indies, the different livestock species include a variety of local breeds, known as Creole breeds. These breeds have developed very original features, since the introduction of the first specimen 5 centuries ago, in relation with their origin, the selection pressure of their natural environment and the influence of traditional agricultural practices.The Biological Resource Center CARARE (Caribean Animal genetic Resources), has been created in 2006, in order to fulfil two distinct missions: i) to preserve original biological samples for the purpose of investigation programs of the local research teams; ii) to maintain the genetic diversity of the local breeds, by the conservation of reproductive material.A total of more than 30000 samples are stored in the facilities of the BRC CARARE, separated in “genomic” material (blood, tissues samples) and reproductive material (sperm, embryos). Several research programs have been implemented thanks to this BRC. It also contributes to the preservation and valorisation of the genetic diversity of the local breeds, in complementarity with the management programs based on in vivo / in situ conservation in nucleus herds or on private breeder herds.

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La calibration d'un nouveau modèle de prédiction basé sur des spectres proche infrarouge, requiert une bonne dose de savoir expert et beaucoup de patience. En effet la grande diversité de prétraitements des spectres et des modèles de calibration offre un nombre très élevé de combinaisons à tester. Et même si le savoir expert peut aider à orienter les choix de combinaisons, l'identification du meilleur modèle reste très empirique et repose sur la comparaison d'un grand nombre de tentative. Traditionnellement, la construction des modèles et leur comparaison est réalisée manuellement par des experts. Cependant, la démocratisation des spectromètres et leur vulgarisation amène un nombre grandissant d'utilisateurs provenant de disciplines souvent éloignée de la chimiométrie (e.g. améliorateur, agronome). Leur objectif n'est pas toujours d'identifier le meilleur modèle mais bien de construire, sans savoir expert et avec un minimum d'investissement en temps, un modèle prédictif remplissant une exigence de performance connue préalablement. Dans ce contexte particulier, et afin de tirer le meilleur parti des avancées récentes en science des données et en capacités de calcul, cette communication présente les arguments théoriques et méthodologiques justifiant la construction d'un pipeline de calibration performant mais surtout suffisamment générique pour s'appliquer à une grande diversité d'analytes, de spectromètres, de taille de jeux de données et de produits. Le pipeline doit permettre de combiner les avantages des approches traditionnelles et les techniques modernes d'apprentissage profond. Ainsi les algorithmes spatio-temporels dédiés à l'analyse de signaux 2D et 3D seront utilisés afin de mieux intégrer les informations de position des spectres. En outre, les améliorations apportées aux algorithmes de recherche heuristique offrent la possibilité d'étudier un plus vaste espace de combinaisons de prétraitements des spectres, de type de modèles et d'hyper-paramètres. Afin de tirer parti de cette diversité d'approches, nous utiliserons des techniques d'assemblage de modèles (i.e. stacking). Ces méthodes permettront de capitaliser les informations complémentaires apportées par les multiples modèles de base au sein d'un méta-modèle. Enfin, la généricité d'un tel " pipeline " offrira la possibilité d'effectuer une calibration directement sur un vecteur d'analytes plutôt que de les traiter un par un. Cette approche permettra de mieux gérer les valeurs aberrantes et le bruit de fond, et d'utiliser les possibles liens entre variables (e.g. covariance). Cette communication présente la structure du pipeline et les premiers résultats appliqués dans le cadre du projet RTBfoods (BMGF), axés sur les cultures des plantes à racines et tubercules et des bananes en Afrique subsaharienne.

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International audience; Condensed tannins are known to have anthelmintic properties and can be used in an integrated approach to control gastrointestinal induced pathologies of small ruminants.Pelleting condensed tannins-rich plants allows their availability during the whole year and facilitates their use by farmers. Several authors have shown that condensed tannin profiles differ between plant species and anthelminthic activity can be influenced by the chemical structure of the condensed tannins. To evaluate the effect of condensed tannin diversity, the pelleting process and the combination on anthelmintic properties, this study was conducted on three tropical condensed tannins-rich plants with different tannin profiles using two in vitro assays : the larval development inhibition assay and the larval exsheathment inhibition assay. HPLC profiles and free flavan-3-ol determination were performed on extracts of condensed tannins from plants and pellets.Results showed that anthelmintic properties were dose-dependent and varied according to condensed tannin profiles. A synergistic effect was found only for larval exsheathment. Different compositions of condensed tannins and free flavan-3-ols in the extracts could explain those effects. Pelleting decreased the efficacy of the extracts but did not cancel the anthelmintic activity.

Yams (Dioscorea sp.) are important food security crops in tropical and subtropical regions. Dioscorea alata, also known as greater yam, is one of the major cultivated species and most widely distributed throughout the tropics. The quality of tubers depends on many internal characters that determine their culinary and nutritional value (e.g., starch content, sugars, dry matter) and some external characteristics (e.g., shape). Conventional breeding for quality traits is essentially carried out based on phenotypic observations and it's difficult, costly and lengthy process. Thus, to facilitate breeding for different quality traits, we are developing different tools including NIRS (Near Infrared Spectroscopy) and molecular markers. The feasibility of use NIRS to predict some physico-chemical (dry matter content, starches, sugars, proteins) and textural characteristics (e.g. hardness, springiness, adhesiveness), is being tested on a panel of 27 contrasted accessions. Also a QTL approach is conducted on two diploid bi-parental progenies (about 300 hybrids) generated through manual hybridizations between contrasting diploid progenitors. Both progenies were genotyped by next-generation sequencing technology (GBS) to generate high- density genetic maps. The objectives of QTL analysis are 1) to identify the genomic regions involved in variability of traits that determine the tuber quality 2) to identify molecular markers associated with key quality traits 3) to acquire knowledge about the genetic control of characters that determine the tuber quality. First results of NIRS and QTL analysis will be presented.

National audience; Un dispositif de collecte totale de fèces des petits ruminants, directement à l’arrière-train de l’animal, a été mis au point. Il permet de réaliser des mesures lors de protocoles conduits au pâturage comme en bâtiment. La technique consiste à coller à l’arrière de l’animal, un sac de récolte des fèces en tissu tubulaire de type Jersey. Ce système a fait ses preuves dans la réalisation de nombreux travaux concernant l’alimentation, la digestibilité et le parasitisme.

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National audience; Condensed tannins (CT) are bio-reactive complex plant secondary metabolites. Protein-CT complexes could result in affection of rumen fermentation, allow availability of amino-acids and induce a gastrointestinal nematicidal action in ruminants. In this study 5 tropical plants were evaluated to provide some natural multi-active nutraceutics to animal production. The CT composition of plants was quantified and elucidated using vanillin-H2S04 assay and LC-MS analysis. CT extracts were assayed for bioactivity against the exsheathment of the nematode Haemonchus contortus, and fermentation profiles of plants (CH4 and NH3-N produced, organic matter digestibility (OMD)) were determined in vitro. Thiolysis analysis showed that CT extracts contained from 1.7 to 59 g of CT per 100g. mDP ranged from 3.3 to 15.3, PC/PD ratios from 0 to 10.7, cis/trans flavan-3-ol ratios from 1.7 to 24.7, and galloyl groups from 0 to 37.4 %. CT had a high effect (p

Partie 3 : Le rationnement des animaux; Spécificités de l'alimentation des ruminants en régions chaudes

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Gastro-Intestinal nematodes are responsible for severe yield loss in grazing herbivores farming and are even responsible for the loss of animals in some cases. Nematodes life-cycle is composed of a free living stage, where the nematodes evolved from eggs to infective L3 larvae within the pasture. Once ingested by the grazing animals, the L3 can continue their growth to adult reproductive larvae inside their host, this is the parasitic stage. During this stage, the nematodes population is naturally controlled by the host immune system, with more or less success depending on the host’s resistance. Most commonly, the action of the immune system has to be completed in order to maintain the flock to a healthy state. There exists a range of different control actions, such that anthelminthic treatment, genetic selection, optimized nutrition or rotational grazing. The different control methods all focus their action at particular stages of the nematodes life-cycle. To date, there exist no fully efficient method in the long term and research aims at improving the current method, as well as proposing new one.Beside the inherent efficacy of control methods, nematodes control at different stages can potentially impact the adult larvae population in different proportion. In this work, we consider several key stages of the nematode life cycles (eggs, infective L3 on pasture, established L4 and adult worms), as well as two key parameters of their life cycle (establishment rate and adult fecundity). We ask the following question: if nematodes can be control at different removal rates at each of these stages, which stage will have the largest impact on the flock’s adult nematodes population? This question is particularly interesting in order to discuss the most promising research direction in terms of nematode control.We propose a simulation framework, based on a matrix population model, particularly common in Ecology. In a matrix population model, the population is separated into stages (here egg, L3, L4 and adult) and the number of individuals in each stage is studied. At a daily time step, the individuals transition to the next stage, until reaching an upper stage (adult). At each transition, some individuals are removed due to the natural population mortality. This type of model suits well to the nematode life cycle and allows a compact representation of the nematode population dynamic. We use [1] to parameterize this model for Teladorsagia circumcincta and [2] to model the action of the host immune system. The model is sufficiently general to be adapted to other nematodes population.We use this model to simulate a flock of 35 individuals grazing on a rotation of 5 pastures. We use the model to estimate the average worm burden of the flock over a period of 200 days, when the nematode population is controlled at different life stages, with different removal rates. Each control scenario is then compared based on the estimated worm burden of the flock. With our particular parameterization, we show that focusing control inside the host (i.e., L4 or adult) allows the most significant impact. We challenged this conclusion by performing a sensitivity analysis.

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National audience; La lutte intégrée contre le parasitisme gastro-intestinal est une démarche alternative à l’utilisation exclusive de molécules de synthèse. Cette dernière conduit en effet au développement de résistances chez les parasites lorsqu’elle est utilisée comme seul moyen de contrôle. La phytothérapie est une composante de la lutte intégrée. De plus, certaines ressources végétales sont classées comme alicaments car ce sont des aliments contenant des substances aux propriétés médicamenteuses. Certains feuillages riches en protéines et tanins condensés, entre autres certaines légumineuses, sont des alicaments qui ont une double actions contre les parasites. D’une part, ils renforcent la résilience et la résistance des animaux via l’apport de protéines. Les tanins condensés contenus dans ces ressources protègent partiellement les protéines contre leur dégradation dans le rumen et en conséquence contribuent à l’augmentation du flux intestinal de protéines by pass qui contribuent à accroître la résistance des animaux via le renforcement de leur système immunitaire. Le profil optimal des acides aminés pour les réponses immunitaires qui pourrait être différent de celui requis pour les fonctions de production doit encore être précisé. L’une des conséquences de cette hypothèse pourrait être qu’indépendamment du niveau d’apport de protéines by pass des ressources, l’identification du profil devrait aussi être déterminé pour analyser l’efficacité des ressources alicamentaires. D’autre part, les tanins, en plus de leur action protectrice sur les protéines, contrôlent directement différents stades de développement des parasites. Leur action dépend à la fois de leur teneur et de leur profil dans la ration. La littérature scientifique fait état de nombreux résultats sur les teneurs en tanins condensés des ressources. Elle est par contre beaucoup plus pauvre sur la caractérisation du profil des tanins condensés. La connaissance du profil des tanins condensés permettrait de mieux caractériser les ressources alicamentaires et d’optimiser leur mode d’utilisation.

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International audience; The objective of this work was to study nutritional strategies for decreasing methane production by ruminants fed tropical diets, combining in vitro and in vivo methods. The in vitro approach was used to evaluate the dose effect of condensed tannins (CT) contained in leaves of Gliricidia sepium, Leucaena leucocephala, and Manihot esculenta (39, 75, and 92 g CT/kg DM, respectively) on methane production and ruminal fermentation characteristics. Tannin-rich plants (TRP) were incubated for 24 h alone or mixed with a natural grassland hay based on Dichanthium spp. (control plant), so that proportions of TRP were 0, 0.25, 0.5, 0.75, and 1.0. Methane production, VFA concentration, and fermented OM decreased with increased proportions of TRP. Numerical differences on methane production and VFA concentration among TRP sources may be due to differences in their CT content, with greater effects for L. leucocephala and M. esculenta than for G. sepium. Independently of TRP, the response to increasing doses of CT was linear for methane production but quadratic for VFA concentration. As a result, at moderate tannin dose, methane decreased more than VFA. The in vivo trial was conducted to investigate the effect of TRP on different ruminal microbial populations. To this end, 8 rumen-cannulated sheep from 2 breeds (Texel and Blackbelly) were used in two 4 x 4 Latin square designs. Diets were fed ad libitum and were composed of the same feeds used for the in vitro trial: control plant alone or combined with pellets made from TRP leaves at 44% of the diet DM. Compared to TRP, concentration of Ruminococcus flavefaciens was greater for the control diet and concentration of Ruminococcus albus was least for the control diet. The methanogen population was greater for Texel than for Blackbelly. By contrast, TRP-containing diets did not affect protozoa or Fibrobacter succinogenes numbers. Hence, TRP showed potential for mitigating methane production by ruminants. These findings suggest that TRP fed as pellets could be used to decrease methane production.

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