High-throughput analysis of the determinism of muscular defects affecting meat quality in broiler

Abstract

L’objectif de la thèse est de préciser les mécanismes génétiques et biologiques mis en jeu dans l’apparition des défauts musculaires de type white striping (WS) et wooden breast (WB) chez le poulet de chair. La deuxième année a consisté à réaliser une caractérisation moléculaire fine des défauts au sein d’un génotype sélectionné par Hubbard sur la croissance et le rendement en filet, et significativement affecté par les deux types de défauts. Pour ce faire, une analyse protéomique de muscles visuellement sains, sévèrement atteints de WS, de WB ou des deux défauts a été mise en œuvre pour les protéines sarcoplasmiques principalement impliquées dans le métabolisme énergétique. 40 protéines différentielles ont été identifiées entre les muscles sains et ceux atteins des deux défauts, mettant en évidence deux voies métaboliques principales liées au stress oxydant et au repliement protéique. Afin de progresser dans la compréhension des modifications structurales et des acteurs moléculaires impliqués dans ces physiopathologies musculaires, nous avons mis en œuvre des études histologiques et une analyse transcriptomique sur des muscles issus d’animaux à Croissance Lente (CL) et des muscles issus d’animaux à Croissance Rapide et visuellement Indemnes de défauts (I-CR), ou atteints de WS (WS-CR), de WB (WB-CR) ou des deux défauts à la fois (WSWB-CR). Grâce à différents co-marquages, nous avons pu mettre en évidence une augmentation marquée du collagène en présence du WB et du tissu adipeux en présence de WS. De nombreuses lésions sont observées en cas de WB (associé ou non au WS). La mise en place d’un début de fibrose et l’existence de lésions chez les animaux à croissance rapide visuellement indemnes de défauts (I-CR) par rapport à la souche à croissance lente (CL) illustrent les modifications histologiques associées à la sélection pour une plus forte croissance musculaire et qui s’amplifient en présence des défauts. Au niveau moléculaire, une première approche deux à deux a permis d’identifier les sondes différentiellement exprimées entre les groupes CL, I-CR et WSWB-CR. Les 10482 gènes différentiellement exprimés dans au moins une des trois comparaisons et ayant les mêmes profils d’expression entre les groupes ont été regroupés en clusters. L’analyse fonctionnelle de ces clusters, grâce à une annotation de Gene Ontology (GO), montre une activation du métabolisme du collagène ainsi qu’un développement de structures de type embryonnaire dans les muscles atteints de WS et WB. Ces observations moléculaires sont cohérentes avec les observations histologiques montrant une extension du tissu conjonctif et des phénomènes de régénération des fibres musculaires dans les muscles atteints de défauts. Les biomarqueurs géniques identifiés lors de la première année de thèse ont également été mesurés par RT-PCR quantitative afin d’évaluer leur intérêt dans de nouvelles populations génétiques et valider l’analyse transcriptomique. Les objectifs de la dernière année de thèse sont de : - Finaliser la caractérisation histologique des défauts et l’analyse transcriptomique avant de rédiger la publication associée. - Mettre en œuvre les méthodologies de détection de QTL acquises lors de la première année de thèse pour préciser les marqueurs génétiques du WS et WB et optimiser la sélection contre ces défauts au sein d’une souche d’intérêt pour l’entreprise. Rédiger le manuscrit de thèse. Les objectifs de la deuxième année ayant été atteints (ponctués par la publication d’un premier article et la rédaction en cours d’un second), et la programmation de la dernière année étant bien définie, sauf souci majeur, la thèse sera soutenue dans les délais impartis.Poultry industry is facing muscular defects which that impair chicken meat quality. Genetic and genomic studies were carried out in addition to histological measuremnets to better understand the etiology of these defects and to contribute to the development of new indicators useful for diagnosis and selection. Studies focused on two complementary genetic models : 1) two divergent chicken lines selectied on breast meat ultimate pH and 2) a line with strong muscular development more severely affected by the defects, qwhich was studied in comparison with a slow-growing strain free from lesions. The thesis helped to describe the metabolic and structural changes observed in case of severe myopathies. It also led to the identification of the first QTL regions controlling muscular defects in chicken and to the establishment of a set of genes correlated with histological measurements of myopathies that will serve after validation as tool for selection and breeding