Etude de la variabilité génétique du profil en acides gras du lait bovin via la spectrométrie du moyen infrarouge

Changes in milk fat composition influence its nutritional quality as well as the technological properties of butter. The impact of feed on fat composition is well known; however, limited information is available on the genetic variability of fatty acids in bovine milk. The overall aim of this PhD thesis was to study the genetic variability of fatty acid profile in bovine milk and fat. This type of research needs a large amount of data. Expensive reference analysis is used to measure the fatty acid contents in fat. The first objective of this thesis was to develop an alternative method that could be faster and cheaper than traditional methods. Calibration equations predicting the contents of fatty acid from mid-infrared spectrum were established. The contents of saturated and monounsaturated fatty acids, omega-9, fatty acids with short, medium and long chain were the best predicted. Thanks to the implementation of this method in the Walloon routine milk recording, more than 20,000 milk samples were analyzed. This database permitted to model the variation of fatty acid contents in milk and fat. From these models, the genetic variability of fatty acid profile was shown. The complexity of models increased throughout this project due to the increase of new available data. Differences across 7 dairy breeds were estimated using single and multi-trait mixed models. Milk fat and delta-9 desaturase activity of Jersey and dual purpose Belgian Blue differed significantly from Holsteins. Therefore, the choice of a given breed could modify the fat composition. Heritability values obtained for studied fatty acids with multi-trait mixed model ranged from 0.05 to 0.42. Higher values were observed for saturated compared to unsaturated fatty acids. Moderate heritability estimates were observed for the activity of delta-9 desaturase (0.20) and the hardness of butter (0.27). These two traits were estimated by specific fatty acid ratios. The heritability observed using a multi-trait random regressions test day model for the content of saturated fatty acids (0.42) was similar to the one observed for the percentage of fat (0.37). Considering the impact of selection on fat content, the selection could have a great impact on fat composition. High genetic correlations were observed between some fatty acids having similarities in their synthesis. Heritability and correlations varied through the duration of the lactation. Due to the large number of fatty acids, the estimation of an index, which includes the proper fatty acid profile, could be interesting for a future selection program. This PhD thesis provides the background required by future studies to estimate the impact of animal selection on milkfat composition.La composition en matières grasses influence tant la qualité nutritionnelle du lait que les propriétés technologiques du beurre. L’effet de l’alimentation sur le profil en acides gras est connu mais l’effet de la génétique est peu étudié. L’objectif général de cette thèse de doctorat était d’étudier la variabilité génétique du profil en acides gras de la matière grasse laitière bovine. Une telle étude nécessite une quantité importante de données. Le dosage des acides gras dans la matière grasse est actuellement onéreux. Le premier objectif de cette thèse était de développer une méthode alternative rapide et bon marché. Des droites de calibration prédisant les concentrations en acides gras dans le lait à partir du spectre du moyen infrarouge ont été établies. Les acides gras saturés et monoinsaturés, les oméga-9, les acides gras à courte, moyenne et longue chaîne étaient les mieux prédits. Par l’implémentation de cette méthode lors du contrôle laitier wallon, plus de 20.000 échantillons de lait ont été analysés. Cette base de données a permis de modéliser les variations des taux en acides gras. Grâce à cela, l’existence de la variabilité génétique des acides gras a été montrée. Au fur et à mesure de l’augmentation des données disponibles, les modèles utilisés se sont complexifiés. Les différences raciales entre 7 races laitières ont été étudiées par l’emploi de modèles uni- et multi-caractère. Les matières grasses et l’activité delta-9 désaturase issus de vaches Jersey et Blanc Bleu de type Mixte différaient de l’Holstein. Le choix de la race modifie la composition en matières grasses. Les héritabilités des acides gras étudiés s’étalaient de 0,05 à 0,42. Les acides gras saturés étaient plus héritables que les insaturés. Des héritabilités modérées ont été observées pour l’activité de la delta-9 désaturase (0,20) et pour la dureté du beurre (0,27). Ces deux caractères sont définis par des rapports d’acides gras. L’héritabilité estimée par le modèle multi-caractère avec régressions aléatoires pour les acides gras saturés (0,42) était similaire à celle obtenue pour le taux en matière grasse (0,37). En considérant l’effet de la sélection sur le taux en matière grasse, son effet sur la composition en acides gras devrait être non négligeable. De hautes corrélations génétiques ont été observées entre les acides gras présentant des similitudes dans leur synthèse. Les héritabilités et les corrélations variaient au cours de la lactation. Dû au nombre élevé d’acides gras, définir un index résumant le profil en acides gras pourrait être intéressant pour une sélection future. Cette thèse de doctorat fournit les données de base nécessaires aux développements d’études futures basées sur l’impact d’une sélection animale sur la composition en matières grasses