Thermorégulation des bovins et rôle du stress thermique sur leur reproduction

Thermorégulation des bovins et rôle du stress thermique sur leur reproduction

La production d’embryons in vivo chez les bovins

Intérêts de cette technique

La production embryonnaire in vivo est relativement développée en élevage bovin. Elle permet d’accélérer le progrès génétique. En effet, alors que l’IA a permis d’accélérer la sélection génétique par la voie mâle, le transfert embryonnaire permet d’intensifier la sélection des femelles : – En réduisant l’intervalle entre générations – En multipliant la descendance d’une femelle sélectionnée pour son intérêt génétique, soit en raison de son niveau très élevé (vache élite), soit en raison de sa rareté (cheptel à faible effectif).
La diffusion du progrès génétique dans le temps et dans l’espace a été possible grâce à la maîtrise de la congélation d’embryons. Ce stockage d’embryons peut permettre la sauvegarde de races à faible effectif. En outre, l’introduction d’embryons congelés offre plus de garantie sanitaire que celle d’animaux vivants.

Principes de cette technique

La production d’embryons in vivo comprend plusieurs étapes : – Sélection de la femelle donneuse sur sa valeur génétique et sur son statut physiologique (à plus de 70 jours du vêlage et cyclée). – Induction d’une superovulation de la femelle donneuse suivie d’une insémination artificielle – Collecte des embryons à 7 jours post IA par lavage utérin et évaluation des embryons – Transfert des embryons frais ou congelés à des femelles receveuses

Activité de transfert embryonnaire

Depuis le développement de cette biotechnologie dans les années 1970, la production d’embryons a rapidement augmenté dans les années 1990-2000 et s’est stabilisée depuis 10 ans avec environ 650 000 embryons transférables produits par an mondialement. Les pays qui utilisent le plus cette technique sont les Etats-Unis et le Canada puis l’Europe

Le protocole de superovulation

Le traitement de superovulation vise à stimuler la croissance folliculaire. Il repose sur l’utilisation d’hormones gonadotropes (FSH et LH). Il permet de court-circuiter le phénomène de dominance de façon à amener jusqu’à l’ovulation tous les follicules subordonnés, qui privés de FSH et de LH auraient évolué vers l’atrésie. Historiquement, l’eCG a été utilisé pour induire une superovulation. Cependant, compte tenu de la longue demi-vie de cette molécule, la stimulation est trop longue et induit la formation de follicules persistants, néfastes pour le développement embryonnaire. Ce traitement a été abandonné et seul un traitement à base de FSH, avec ou sans LH, est maintenant utilisé (MAPLETOFT et al., 2002) (BO and MAPLETOFT, 2012). Cette molécule est purifiée à partir d’hypophyses de porc. En fait, la FSH est conditionnée avec de la LH, selon un ratio déterminé (SAUMANDE, 1995). Le traitement est réalisé pendant 4 jours, deux fois par jour, à dose décroissante ou non.

Nécessité de se baser sur des chaleurs de référence

Le protocole de superovulation doit commencer 9-12 jours après des chaleurs de la femelle donneuse afin d’optimiser la réponse au traitement. En effet, les injections de FSH doivent débuter au moment de l’émergence d’une vague folliculaire (BO and MAPLETOFT, 2012) (MAPLETOFT et al., 2002) (NASSER et al., 1993). Ainsi, pour se conformer au mieux à la dynamique de ces vagues folliculaires, il faut se baser sur les chaleurs des donneuses. Ces chaleurs peuvent être observées (chaleurs naturelles) ou provoquées (chaleurs induites par des protocoles hormonaux).
Un des protocoles hormonaux classiques, le plus utilisé pour l’induction de chaleurs est un traitement progestagènes pendant 9 jours avec une injection de PGF2 alpha au 8ème jour puis d’eCG au 9ème jour (BO and MAPLETOFT, 2012). Ainsi, l’ovulation est contrôlée est apparait au 11ème jour (MACMILLAN and THATCHER, 1991). Environ 10 jours plus tard, une nouvelle vague folliculaire débute. La stimulation au FSH peut débuter 9 à 12 jours après l’apparition des chaleurs de référence.

Quels résultats en terme de production d’embryons ?

La production d’embryons in vivo reste relativement variable, tant en quantité qu’en qualité. Le nombre d’embryons /ovocytes non fécondés par collecte peut varier entre 0 à 50 (KAFI and MC GOWAN, 1997) (HASLER et al., 1983). En général, le nombre d’embryons récoltés par collecte est d’une dizaine environ. Le nombre moyen d’embryons transférables par collecte est de 6.74 aux Etats Unis en 2014 (IETS 2014) et de 6.2 en 2015 en Europe (MIKKOLA, 2015).

 Quelles sont les limites de cette technique et les pistes d’amélioration ?

Le 1er facteur limitant cette technique est la forte variabilité de réponse au traitement, qui peut s’expliquer par plusieurs facteurs : – La donneuse : nullipare ou multipare, sa génétique ou sa lignée (MONNIAUX et al., 2010) – L’environnement : le climat (stress thermique subi dans les zones tropicales) (cf. partie II), un stress (modification de l’environnement, mouvements d’animaux…) (DOBSON, 2003), l’alimentation (KAFI and MC GOWAN, 1997) . – Le protocole utilisé (BO and MAPLETOFT, 2012) : les hormones gonadotropes utilisées pour la superovulation, sa posologie et voie d’administration, la durée du traitement. – Désormais, l’utilisation de la FSH est généralisée. Le protocole standard est une administration par IM deux fois par jour à dose décroissante pendant 4 jours. Ce protocole nécessite de nombreuses manipulations des bovins. Bó et son équipe (BO et al., 1994) ont montré que des injections de FSH par voie sous cutanée permettent de diminuer le nombre d’injections. Cependant, ces résultats semblent inconstants et dépendants de la qualité de l’injection et de l’état corporel du bovin. – Des injections mélangeant FSH et des polymères ont été expérimentées (BO et al., 2010) (TRIBULO et al., 2012). Les polymères prolongent le temps de demi-vie de la FSH permettant ainsi de diminuer le nombre d’injections. Les résultats obtenus en termes de réponse à la superovulation étaient similaires à ceux obtenus avec le protocole standard mais cette technique est difficilement réalisable en pratique du fait de la difficulté de préparation de ce mélange. En définitive, la réduction du nombre d’injections de FSH par rapport au protocole standard est possible mais difficilement réalisable en pratique. – D’autres variations du protocole de superovulation à base de FSH ont été expérimentées. Ainsi, une étude a montré (GARCIA GUERRA et al., 2012) qu’augmenter la durée de la stimulation FSH (7 jours au lieu de 4) permet d’augmenter le nombre embryons produits et le nombre d’embryons de bonne qualité par rapport au protocole standard. – D’autres études tendent à démontrer les bénéfices d’une combinaison entre des injections de FSH et d’eCG. Le protocole modifié consiste (BO and MAPLETOFT, 2012) à remplacer les dernières injections de FSH du protocole standard par des injections d’eCG, ce qui a amélioré selon les études, soit le nombre de follicules ovulatoires, le nombre d’embryons produits (BARROS et al., 2008) ou le nombre d’embryons transférables (MATTOS et al., 2011).

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Table des matières

REMERCIEMENTS
TABLES DES ILLUSTRATIONS
SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
1. La production d’embryons in vivo chez les bovins
1.1. Intérêts de cette technique
1.2. Principes de cette technique
1.3. Activité de transfert embryonnaire
1.4. Le protocole de superovulation
1.4.1. Nécessité de se baser sur des chaleurs de référence
1.4.2. Quels résultats en terme de production d’embryons ?
1.4.3. Quelles sont les limites de cette technique et les pistes d’amélioration ?
1.5. Production et qualité des embryons
1.5.1. Technique de collecte
1.5.2. Évaluation de la qualité des embryons
1.5.3. La conservation des embryons
2. Thermorégulation des bovins et rôle du stress thermique sur leur reproduction
2.1. La thermorégulation
2.2. Zone de confort thermique chez les bovins
2.3. Évaluation du stress thermique
2.4. Impact du stress thermique sur le métabolisme et la production de lait
2.5. Impact du stress thermique sur la reproduction femelle
2.5.2. Impact du stress thermique sur l’activité ovarienne
2.5.3. Impact sur la sécrétion d’hormones sexuelles
2.5.4. Impact du stress thermique sur la physiologie utérine
2.5.5. Impact du stress thermique sur la production d’embryons in vivo
2.5.6. Conclusion sur le stress thermique et ses impact sur la fonction de reproduction femelle
ETUDE EXPERIMENTALE
3. Objectifs de l’étude
4. Matériels et méthodes
4.1. Situations géographique et climatique de la station de donneuses d’embryons de Denguin
4.2. Base de données
4.3. Les génisses inclues dans notre étude
4.4. Protocoles de superovulation sur les génisses de la station
4.5. Evaluation de la qualité des embryons
4.6. Evaluation du stress thermique
5. Analyse statistique
6. Résultats et discussion
6.1. Effets de différents facteurs sur la production d’embryons et leur viabilité
6.1.1. Production d’embryons en fonction des années
6.1.2. Production d’embryons en fonction de l’âge des génisses
6.1.3. Production d’embryons selon le protocole d’induction des chaleurs
6.1.4. Production d’embryons en fonction de la saison
6.1.5. Production d’embryons selon le rang de collecte
6.2. Etude de la répétabilité intra et inter-individuelle de la production d’embryons
7. Discussion générale
CONCLUSION
AGREMENT SCIENTIFIQUE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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