# Analyse à haut débit du déterminisme de défauts musculaires impactant la qualité de la viande chez le poulet

Eva Pampouille

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Eva Pampouille. Analyse à haut débit du déterminisme de défauts musculaires impactant la qualité de la viande chez le poulet. Sciences du Vivant [q-bio]. Université François – Rabelais de Tours, 2019. Français. NNT: . tel-03656670

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UNIVERSITÉ DE TOURS

ÉCOLE DOCTORALE SSBCV

Unité Mixte de Recherche Biologie des Oiseaux et Aviculture - Équipe
Adaptation, Qualité et Sélection

THÈSE présentée par :

Eva PAMPOUILLE

soutenue le : 04 juillet 2019

pour obtenir le grade de : **Docteur de l'université de Tours**

Discipline/ Spécialité : Sciences de la vie

ANALYSE A HAUT DEBIT DU
DETERMINISME DE DEFAUTS
MUSCULAIRES IMPACTANT LA
QUALITE DE LA VIANDE CHEZ LE
POULET

THÈSE dirigée par :

Mme LE BIHAN-DUVAL Elisabeth Directrice de Recherche, INRA, Centre Val de Loire

Mme BERRI Cécile Directrice de Recherche, INRA, Centre Val de Loire

RAPPORTEURS :

Mr GABILLARD Jean-Charles Directeur de Recherche, INRA, Rennes

Mme LE ROY Pascale Directrice de Recherche, INRA, Rennes

PRESIDENT du JURY:

Mr VOURCH Patrick Professeur, Université de Tours

JURY :

Mme BERRI Cécile Directrice de Recherche, INRA, Centre Val de Loire

Mme LE BIHAN-DUVAL Elisabeth Directrice de Recherche, INRA, Centre Val de Loire

Mr GABILLARD Jean-Charles Directeur de Recherche, INRA, Rennes

Mme LE ROY Pascale Directrice de Recherche, INRA, Rennes

Mr ROUGER Karl Chargé de Recherche, INRA-ONIRIS, Angers-Nantes

Mr VOURCH Patrick Professeur, Université de Tours

MEMBRE INVITE :

Mr FAGNOUL Fréderic Directeur R&D, Hubbard
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« La pensée est un oiseau qui quitte son perchoir et qui s’autonomise. »

Axel Kahn
<figure><img src="image_3.png" /></figure>
REMERCIEMENTS

La fin étant très proche, voici donc le moment des remerciements. C'est une lourde tâche que
de n'oublier personne, donc je vais faire de mon mieux pour faire une liste exhaustive. Je tiens
tout d'abord à remercier en priorité et tout naturellement :

Mes directrices de thèse, **Cécile Berri** et **Elisabeth Le Bihan-Duval**, pour leur confiance, leur gentillesse, leurs conseils avisés, leurs nombreuses relectures des différents travaux réalisés dans cette thèse et leur disponibilité tout au long de ces trois années. Les mots me manquent pour vous exprimer toute ma gratitude. Un immense merci.

Mes différents encadrants chez Hubbard, Yves Jégo, Thomas de Bretagne, Maxime Banville
et Fréderic Fagnoul pour leur suivi et leur participation au bon déroulement de ces trois années.

Les rapporteurs et membres du jury, **Pascale Le Roy**, **Jean-Charles Gabillard**, **Karl Rouger** et **Patrick Vourch** pour avoir accepté d'examiner ce travail.

Christelle Hennequet-Antier, pour sa sympathie, sa disponibilité ainsi que sa pédagogie et son aide précieuse dans la réalisation de toutes les analyses statistiques menées dans mes différents travaux. Merci pour toutes ces discussions enrichissantes et formatrices qui m'ont fait beaucoup réfléchir. J'ai beaucoup appris auprès de toi, mille mercis pour cela.

Amélie Juanchich, pour son soutien précieux durant ces trois années de thèse, ses conseils, ses
discussions enrichissantes, sa contribution dans ce travail et sa bonne humeur. Juste un mot :
MERCI !

Christophe Praud, pour m'avoir initié à l'immunohistochimie et à l'analyse d'images, pour ses discussions intéressantes sur les pathologies du muscle ainsi que ses remarques constructives qui m'ont bien aidé dans les discussions des différentes publications associées à cette thèse.

Estelle Godet, pour sa pédagogie, sa disponibilité et son aide précieuse dans toutes mes manips en laboratoire, on est arrivées à bout de ces extractions d'ARN ! Merci également d'avoir partagé avec moi non seulement tes « recettes » de labo, mais également tes recettes de pâtisserie !
**Aurélien Brionne**, pour sa sympathie, sa disponibilité et son aide dans la réalisation des analyses fonctionnelles. Tu en auras tourné des scripts pour moi !

Les membres de l'équipe AQSel, **Jacky Ezagal**, **Sandrine Mignon-Grasteau**, **Elodie Guettier**, **Christelle-Hennequet-Antier**, **Amélie Juanchich**, **Emilie Raynaud**, et **Séverine Urvoix** pour m'avoir rapidement intégré dans l'équipe, pour leur soutien tout au long de ces trois années et leur bonne humeur. J'ai passé de très bons moments avec vous tous.

Les membres de l'équipe MOQA, **Elisabeth Baéza**, **Thierry Bordeaux**, **Estelle Cailleau-Audouin**, **Pascal Chartrin**, **Anne Collin**, **Nathalie Couroussé**, **Vincent Coustham**, **Sabine Crochet**, **Estelle Godet**, **Laurence Guilloteau**, **Sonia Métayer-Coustard**, **Christophe Praud**, et **Sophie Tesseraud** pour leur accueil et leur sympathie.

Les ingénieurs R&D d'Hubbard, **Laura François**, **Julien Recoquillay** et **Paula Riboulet** pour leur accueil et leur sympathie, ainsi que de nombreuses personnes de l'équipe administrative pour leur aide dans le bon déroulement de cette thèse, **Manuelle Arribas**, **Sylvie Carrière**, **Marylène Dessienne**, **Emmanuelle Eveno**, **Francisca Jacquin**, **Céline Lecoq**, **Lydie Lenouen** et **Annie Mordelet**.

Les membres de mon comité de thèse, **Anne Bonnieu**, **Laurence Liaubet**, **Sophie Tesseraud**, et **Véronique Santé-Lhoutellier** pour leurs remarques constructives qui m'ont aidé dans le cheminement de ma thèse.

Les membres de l'équipe QUAPA de l'INRA de Theix et plus particulièrement **Sylvie Blinet**, **Thierry Said**, et **Véronique Santé-Lhoutellier** pour leur accueil lors de mon séjour chez eux et leur aide pour les analyses protéomiques.

**Simon Boitard**, pour son accueil lors de mon séjour à l'INRA d'Auzeville et son aide dans les analyses GWAS.

**Marie Bourin** de l'ITAVI, ma future collègue, pour m'avoir fourni une partie des photos qui illustrent ce manuscrit.

Les personnes qui ont successivement partagé mon bureau, **Stéphane Beauclercq**, **Chotima Poompramun** et **Quentin Berger**, vous avez été de supers colocataires ! Un mot tout particulier pour Chotima : « Thank you for your joy and good mood. I hope you'll bring me some mangoes when you come back to France”.
Les doctorants, post-doctorants ainsi que les anciens doctorants, **Stéphane Beauclercq**, **Quentin Berger**, **Marion Bournazel**, **Anaïs Carvalho**, **Mylène Da Silva**, **Sarah-Anne David**, **Marine Dewez**, **Audrey Gloux**, **Nathalie Leroy**, **Sonia Roger**, **Lilian Stapane**, et **Anne-Sophie Valable** pour leur bonne humeur et les bons moments passés ensemble.

Je pense n'avoir oublié personne. Dans le cas contraire, sachez que je remercie toutes les personnes ayant participé de près ou de loin à ce travail de thèse.

Le mot de la fin revient à mes amis et ma famille, un grand merci à tous pour votre soutien et vos encouragements. Si j'en suis là aujourd'hui c'est grâce à vous et notamment à toi Maman !

Je vous suis indéfiniment reconnaissante. Enfin, merci à toi Johan, pour ton soutien au quotidien.
# RESUME

Au cours des dernières décennies, on a observé une augmentation notable de la demande de viande de volaille en raison de sa commodité pour la cuisson et la transformation, de ses avantages pour la santé et de son prix peu élevé. Pour répondre à la demande du marché et à l'augmentation de la population mondiale, les producteurs ont dû augmenter leur production tout en réduisant les coûts. En conséquence, la production de poulets de chair est devenue plus efficace grâce à la sélection génétique qui a considérablement contribué à l'amélioration des performances de croissance et des rendements en viande, filet en particulier. Néanmoins, depuis près de dix ans, la filière avicole est confrontée à la présence fréquente de défauts musculaires tels que le white striping (WS), caractérisé par des stries blanches parallèles aux fibres musculaires sur le muscle, et le wooden breast (WB), caractérisé par une hétérogénéité de couleur du filet, un exsudat excessif à la surface du muscle et une perte d'élasticité musculaire. Les conséquences de ces défauts sur la qualité de la viande sont multiples puisqu'ils altèrent l'apparence du filet affectant l'acte d'achat par le consommateur mais aussi leur valeur nutritionnelle et leurs propriétés fonctionnelles. Ainsi, les viandes présentant ces défauts ne peuvent être vendues en frais et sont rétrogradées en minerai pour la transformation, ce qui peut être à l'origine de pertes économiques importantes pour la filière et peut conduire à terme à une dégradation de son image. Même s'il est clairement établi que la fréquence et la gravité des défauts augmentent avec la croissance et le rendement en filet des animaux, leur origine précise reste mal comprise.

Différentes analyses génétiques et génomiques (transcriptomique, protéomique) à haut-débit ont été menées en complément de mesures histologiques afin de mieux comprendre l'étiologie des défauts. Les objectifs étaient aussi de contribuer au développement de nouveaux indicateurs et de marqueurs génétiques et biologiques utiles au diagnostic et à la sélection contre ces pathologies musculaires. L'étude a porté sur deux modèles génétiques complémentaires : (1) un modèle original de deux lignées de poulet sélectionnées de façon divergente sur la mesure du pH ultime du filet et qui permettaient d'appréhender les interactions entre sensibilité au WS et métabolisme énergétique du muscle, et (2) une lignée à fort développement musculaire présentant une proportion significative de WS et WB étudiée par comparaison avec une souche à croissance lente indemne de lésions musculaires.
L'analyse GWAS sur le premier modèle d'étude a conduit à des résultats originaux sur l'architecture génétique du défaut WS en identifiant les premières régions QTL chez le poulet. Ces résultats vont dans le sens d'un déterminisme complexe du défaut WS avec plusieurs QTL significatifs agissant sur la variabilité du caractère en plus des nombreux autres gènes à effet faible modélisés au travers de l'effet polygénique. Le déterminisme semble d'autant plus complexe que la recherche de QTL de WS réalisée intra-lignée suggère une interaction avec le statut énergétique du muscle, plusieurs SNP étant significatifs au seuil chromosomique dans la lignée pHu+ mais aucun dans la lignée pHu-. Les approches complémentaires de recherche de QTL et eQTL ont permis de confirmer l'intérêt de certaines régions et mutations candidates, notamment sur le chromosome 17 porteur du gène *LRSAM1*.

La caractérisation moléculaire à haut débit du second modèle d'étude a tout d'abord permis de progresser dans la compréhension de l'étiologie des défauts. Il ressort que la sélection sur la croissance et le rendement en muscle a conduit à une diminution des réserves en glycogène et de la vascularisation du muscle, créant un environnement métabolique et structural favorable aux dérégulations biologiques associées aux myopathies WS et WB. Les différentes approches mises en œuvre ont conduit au développement de nouveaux outils de phénotypage fin des défauts, sous la forme de phénotypes histologiques quantitatifs, et d'un set de marqueurs d'expression génique. Les résultats de la thèse ouvrent de nouvelles perspectives de progrès pour la sélection génétique ou génomique contre les défauts mais aussi la recherche de solutions d'élevage permettant de réduire leur incidence. Les recherches doivent maintenant se poursuivre pour valider les marqueurs et biomarqueurs identifiés dans d'autres populations d'intérêt et progresser dans notre compréhension du déterminisme génétique et biologique des myopathies chez le poulet.

**Mots clés** : poulet, défauts musculaires, qualité de la viande, génétique, génomique, biomarqueurs, sélection
During the past few decades, an increase in the demand for poultry meat has been observed due to its convenience for cooking and processing, health benefits, and low price. To answer to the market demand and the world population increase, producers have had to increase their production while reducing the costs. Consequently, the production of broiler chickens has become more efficient thanks to genetic selection, which has contributed significantly to the improvement in growth rate and breast meat yield. Nevertheless, for nearly a decade now, the poultry industry has witnessed an increasing prevalence of broiler breast myopathies such as white striping (WS), which is characterized by white striations parallel to muscle fibers and wooden breast (WB), which results in a heterogeneity of color, excessive surface exudate and a loss of muscle elasticity. The consequences of these defects on meat quality are multiple since they alter breast meat appearance affecting the act of purchase by consumers, as well as its nutritional value and functional properties. Thus, meat with these defects cannot be sold fresh and are downgraded for processing, which can be at the origin of significant economic losses for poultry industry and lead to the degradation of its image. Although it is clear that the frequency and the severity of these defects increase with growth rate and breast muscle yield of animals, their precise etiology remains poorly understood.

Various high-throughput genetic and genomic (transcriptomic, proteomic) studies were carried out in addition to histological measurements to better understand the etiology of WS and WB defects. Our objective was also to contribute to the development of new indicators and genetic and biological markers useful for diagnosis and selection against these muscular pathologies. The study focused on two complementary genetic models: (i) an original model of two divergent chicken lines selected for low and high breast meat ultimate pH that allows to deepen the interactions between sensibility to WS and muscle energy status, and (ii) a line with high breast yield severely affected by both the WS and WB defects and that was studied in comparison with a slow-growing line free from muscle defects.

GWAS analysis on the first animal model studied led to original results on the genetic architecture of the WS defect by identifying the first QTL regions in the chicken. These results are consistent with a complex determinism of the WS defect with several significant QTLs acting on the variability of the character in addition to the many other weak-effect genes modeled through the polygenic effect. Determinism seems all the more complex since the
research of QTL of WS performed intra-line suggests an interaction with muscle energy status,
several SNPs being significant at the chromosomal threshold in the pHu+ line but none in the
pHu- line. The complementary research approaches of QTL and eQTL have confirmed the
interest of certain candidate regions and mutations, mainly on chromosome 17, carrier of the
*LRSAM1* gene.

The high-throughput molecular characterization of the second studied model first led to
progress in the understanding of biological process underlying breast muscle myopathy. It
appears that selection for growth rate and muscle yield led to a decrease in glycogen stores and
muscle vascularization, creating a favorable metabolic and structural environment for
biological dysregulations associated with WS and WB myopathies. The different approaches
used also led to the development of new fine phenotyping tools, in the form of quantitative
histological phenotypes, and a set of gene expression markers. The results of the thesis open
new perspectives of progress for genetic or genomic selection against the defects but also the
search for rearing solutions to reduce their incidence. Research must now continue in order to
validate identified markers and biomarkers in other populations of interest and progress in our
understanding of the genetic and biological determinisms of myopathies in chicken.

**Key words:** chicken, muscular defects, meat quality, genetics, genomic, biomarkers, selection
# TABLE DES MATIERES

<table><tr><td>Remerciements</td><td>1</td></tr><tr><td>Résumé</td><td>4</td></tr><tr><td>Abstract</td><td>6</td></tr><tr><td>Table des matières</td><td>8</td></tr><tr><td>Liste d'abréviations</td><td>11</td></tr><tr><td>Liste des figures</td><td>12</td></tr><tr><td>Liste des tableaux</td><td>14</td></tr><tr><td>Liste des annexes</td><td>15</td></tr><tr><td>Introduction générale</td><td>16</td></tr><tr><td>Première partie : Étude bibliographique</td><td>20</td></tr><tr><td>I. Une sélection génétique au profit du développement musculaire et du rendement en filet : vers l'émergence de nouveaux défauts technologiques des viandes</td><td>21</td></tr><tr><td>I.1 Une consommation de viande de volaille toujours en progression</td><td>21</td></tr><tr><td>I.2 Une production plus efficace grâce à la sélection génétique</td><td>23</td></tr><tr><td>I.2.1 Organisation de la sélection en volaille de chair</td><td>23</td></tr><tr><td>I.2.2 Évolution des objectifs de sélection et des performances</td><td>25</td></tr><tr><td>I.3 Prévalence de défauts de qualité de viande</td><td>27</td></tr><tr><td>I.3.1 Problèmes liés à la cinétique de chute de pH</td><td>27</td></tr><tr><td>I.3.1.1 Viande Pale, Soft and Exsudative (PSE) et viande acide</td><td>28</td></tr><tr><td>I.3.1.2 Viande Dark, Firm and Dry (DFD)</td><td>31</td></tr><tr><td>I.3.2 Émergence de nouveaux défauts myopathiques</td><td>31</td></tr><tr><td>I.3.2.1 Deep pectoral myopathy (DPM)</td><td>32</td></tr><tr><td>I.3.2.2 White striping (WS), Wooden Breast (WB) et Spaghetti Muscle (SM)</td><td>33</td></tr><tr><td>II. Description des défauts « white striping » et « wooden breast »</td><td>42</td></tr><tr><td>II.1 Caractéristiques histologiques</td><td>42</td></tr></table>
<table>
  <tbody>
    <tr>
      <td>II.2 Caractéristiques hématologiques et sérologiques</td>
      <td>44</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>II.3 Caractéristiques technologiques</td>
      <td>44</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>II.4 Composition chimique et valeur nutritionnelle</td>
      <td>49</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>III. Impact des défauts WS et WB pour la filière et les consommateurs</td>
      <td>52</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>III.1 Rejet par les consommateurs</td>
      <td>52</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>III.2 Altération des propriétés nutritionnelles et technologiques</td>
      <td>54</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>IV. Facteurs de variation</td>
      <td>57</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>IV.1 Caractéristiques de croissance des animaux et facteurs génétiques</td>
      <td>57</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>IV.2 Conditions d'incubation et d'élevage</td>
      <td>60</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>IV.3 Conditions d'alimentation</td>
      <td>61</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>V. Mécanismes moléculaires mis en jeu</td>
      <td>64</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>V.1 Transcriptome</td>
      <td>64</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>V.2 Protéome</td>
      <td>66</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>V.3 Métabolome</td>
      <td>67</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>VI. Conclusion et enjeux pour la filière</td>
      <td>69</td>
    </tr>
    <tr>
      <td><strong>Deuxième partie : Objectifs, modèles animaux et démarches expérimentales</strong></td>
      <td>72</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>I. Rappel des objectifs de la thèse</td>
      <td>73</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>II. Modèles animaux</td>
      <td>73</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>II.1 Les lignées divergentes pHu+/pHu-</td>
      <td>73</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>II.2 Souche commerciale à croissance rapide sélectionnée sur le rendement en filet</td>
      <td>76</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>III. Démarches expérimentales</td>
      <td>78</td>
    </tr>
    <tr>
      <td><strong>Troisième partie : Étude expérimentale</strong></td>
      <td>81</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Chapitre 1 : Étude génétique du défaut WS</td>
      <td>82</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Cartographie des QTL pour le white-striping en relation avec le rendement en muscle du filet et les caractéristiques de qualité de la viande chez les poulets de chair - Article 1</td>
      <td>82</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Chapitre 2 : Nouveaux indicateurs et marqueurs moléculaires des défauts WS et WB</td>
      <td>113</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>I. Caractérisation histologique des défauts WS et WB</td>
      <td>113</td>
    </tr>
  </tbody>
</table>
<table><tr><td>II. Analyse du profil protéomique en lien avec l'apparition des défauts WS et WB</td><td>115</td></tr><tr><td>III. Choix du dispositif expérimental pour l'analyse transcriptomique</td><td>118</td></tr><tr><td>IV. Les analyses de l'expression différentielle et de réseaux de co-expression de gènes révèlent des mécanismes moléculaires et des biomarqueurs candidats impliqués dans les myopathies du filet chez le poulet - Article 2</td><td>120</td></tr><tr><td>Discussion générale</td><td>173</td></tr><tr><td>I. Compréhension des mécanismes impliqués dans le développement des myopathies WS et WB en lien avec la sélection</td><td>175</td></tr><tr><td>I.1 Impact de la sélection à long terme sur la croissance et le rendement en filet</td><td>175</td></tr><tr><td>I.2 Modifications structurales et moléculaires en lien avec l'établissement des myopathies</td><td>178</td></tr><tr><td>II. Contrôle génétique du défaut WS</td><td>183</td></tr><tr><td>III. Identification d'indicateurs et de biomarqueurs des myopathies WS et WB pouvant servir d'outils de diagnostic dans une perspective d'application en sélection</td><td>188</td></tr><tr><td>III.1 Phénotypes histologiques</td><td>188</td></tr><tr><td>III.2 Phénotypes moléculaires</td><td>189</td></tr><tr><td>Conclusion</td><td>191</td></tr><tr><td>Bibliographie</td><td>194</td></tr><tr><td>Annexes</td><td>211</td></tr></table>
LISTE D'ABREVIATIONS

<table><tr><td>ADN</td><td>Acide désoxyribonucléique</td></tr><tr><td>ADNc</td><td>Acide désoxyribonucléique complémentaire</td></tr><tr><td>AMPK</td><td>Protéine kinase AMP-dépendante</td></tr><tr><td>ANOVA</td><td>Analysis of variance</td></tr><tr><td>ARN</td><td>Acide ribonucléique</td></tr><tr><td>ATP</td><td>Adénosine triphosphate</td></tr><tr><td>Chr.</td><td>Chromosome</td></tr><tr><td>DDPP</td><td>Directions départementales de la protection des populations</td></tr><tr><td>DE</td><td>Différentiellement exprimé</td></tr><tr><td>DFD</td><td>Dark firm dry</td></tr><tr><td>DPM</td><td>Deep pectoral myopathy</td></tr><tr><td>eQTL</td><td>Expression quantitative trait loci</td></tr><tr><td>ESB</td><td>Encéphalopathie spongiforme bovine</td></tr><tr><td>GGP</td><td>Grands-grands parentaux</td></tr><tr><td>GP</td><td>Grands parentaux</td></tr><tr><td>GS</td><td>Glycogène synthase</td></tr><tr><td>GWAS</td><td>Genome-wide association study</td></tr><tr><td>ITAVI</td><td>Institut technique de l'aviculture</td></tr><tr><td>MEC</td><td>Matrice extracellulaire</td></tr><tr><td>Mt</td><td>Million de tonnes</td></tr><tr><td>PG</td><td>Potentiel glycolytique</td></tr><tr><td>pH</td><td>Potentiel hydrogène</td></tr><tr><td>pH15</td><td>Potentiel hydrogène à 15 minutes post-mortem</td></tr><tr><td>pHu</td><td>pH ultime (24h post-mortem)</td></tr><tr><td>pHu +</td><td>Lignée de poulets sélectionnés pour un pHu du filet élevé</td></tr><tr><td>pHu -</td><td>Lignée de poulets sélectionnés pour un pHu du filet bas</td></tr><tr><td>P. Major</td><td>Muscle Pectoralis major</td></tr><tr><td>P. minor</td><td>Muscle Pectoralis minor</td></tr><tr><td>PRE</td><td>Pouvoir de rétention d'eau</td></tr></table>
<table><tr><td>PSE</td><td>Pale soft exudative</td></tr><tr><td>qPCR</td><td>Quantitative polymerase chain reaction</td></tr><tr><td>QTL</td><td>Quantitative trait loci</td></tr><tr><td>RMN</td><td>Résonnance magnétique nucléaire</td></tr><tr><td>RN</td><td>Rendement napole</td></tr><tr><td>ROS</td><td>Reactive oxygen species</td></tr><tr><td>RT-qPCR</td><td>Reverse transcription quantitative polymerase chain reaction</td></tr><tr><td>SM</td><td>Spaghetti muscle</td></tr><tr><td>SNP</td><td>Single-nucleotide polymorphism</td></tr><tr><td>TBA-RS</td><td>Thiobarbituric acid-reactive substance index</td></tr><tr><td>TEC</td><td>Tonne equivalent carcasse</td></tr><tr><td>WB</td><td>Wooden breast</td></tr><tr><td>WS</td><td>White striping</td></tr></table>
LISTE DES FIGURES

<table><tr><td>Figure 1</td><td>Les nombreux avantages de la viande de poulet</td><td>22</td></tr><tr><td>Figure 2</td><td>Segmentation de la consommation française de poulet en 2018</td><td>23</td></tr><tr><td>Figure 3</td><td>Schéma pyramidal de la filière poulet de chair</td><td>24</td></tr><tr><td>Figure 4</td><td>Schéma de croisement à 4 voies</td><td>25</td></tr><tr><td>Figure 5</td><td>Évolution de la morphologie des poulets de chair</td><td>26</td></tr><tr><td>Figure 6</td><td>Viande acide (A) vs viande DFD (B)</td><td>28</td></tr><tr><td>Figure 7</td><td>Deep pectoral myopathy (DPM)</td><td>32</td></tr><tr><td>Figure 8</td><td>Filets atteints de white striping sévère</td><td>34</td></tr><tr><td>Figure 9</td><td>Classement des filets atteints de white striping (normal (A), modéré (B), sévère (C))</td><td>35</td></tr><tr><td>Figure 10</td><td>Filet normal (A), filet atteint de wooden breast sévère (B), filet atteint de white striping et de wooden breast (C)</td><td>35</td></tr><tr><td>Figure 11</td><td>Muscles spaghetti</td><td>36</td></tr><tr><td>Figure 12</td><td>Nombre d'articles publiés par an en lien avec les défauts WS, WB et SM chez le poulet</td><td>39</td></tr><tr><td>Figure 13</td><td>Principaux pays contributeurs aux publications en lien avec le défauts WS et WB</td><td>40</td></tr><tr><td>Figure 14</td><td>Coupe histologique de muscle atteint de WS</td><td>42</td></tr><tr><td>Figure 15</td><td>Évolution du pHu du filet au cours de la sélection divergente des lignées pHu</td><td>74</td></tr><tr><td>Figure 16</td><td>Incidence de défaut WS modéré ou sévère dans les lignées divergentes pHu+ pHu-évaluées aux 5ème et 6ème générations de sélection</td><td>75</td></tr><tr><td>Figure 17</td><td>Organigramme des démarches expérimentales de la thèse</td><td>80</td></tr><tr><td>Figure 18</td><td>Coloration Trichrome de Gomori de muscles P. major visuellement indemnes de défaut (A) et atteints de WS sévère (B), WB sévère (C) ou des deux défauts à la fois (D)</td><td>114</td></tr><tr><td>Figure 19</td><td>Coloration Trichrome de Gomori de muscle P. major issu de la souche à croissance plus lente X33</td><td>118</td></tr><tr><td>Figure 20</td><td>Mécanismes sous-jacents conduisant à l'établissement des défauts WS et WB dans les souches à croissance rapide</td><td>182</td></tr><tr><td>Figure 21</td><td>Co-localisation entre QTL du WS et eQTL de LRSAM1 sur le chromosome 17</td><td>184</td></tr><tr><td>Figure 22</td><td>Co-localisation entre QTL du WS et eQTL de MYH1F sur le chromosome 18</td><td>185</td></tr></table>
LISTE DES TABLEAUX

**Tableau 1** : Progrès réalisés sur le poids, l'âge à l'abattage et le rendement en filet des poulets entre 1957 et 2012................................................................................................................27

**Tableau 2** : Incidence du défaut WS ................................................................................................................38

**Tableau 3** : Incidence du défaut WB ................................................................................................................39

**Tableau 4** : Propriétés fonctionnelles des filets atteints de WS seul, de WB seul ou des deux défauts par rapport aux filets normaux N ................................................................................................................45

**Tableau 5** : Caractéristiques chimiques et nutritionnelles des filets atteints de WS seul, de WB seul ou des deux défauts par rapport aux filets normaux N ................................................................................................................49

**Tableau 6** : Facteurs d'élevage influençant l'apparition des défauts WS et WB dans les muscles du filet................................................................................................................................................................................58

**Tableau 7** : Analyses transcriptomiques de filets présentant les défauts WS et/ou WB ............64

**Tableau 8** : Statistiques descriptives des valeurs de pH, qualité de la viande, croissance et composition corporelle des animaux de la 6ème génération de sélection des lignées pHu+ et pHu-abattus à 6 semaines ................................................................................................................................................................................76

**Tableau 9** : Caractéristiques de carcasse et de qualité de viande pour les animaux des 4 groupes abattus à 6 semaines ................................................................................................................................................................................78

**Tableau 10** : Protéines différentielles entre les muscles visuellement indemnes de défauts et les muscles sévèrement atteints par du WS et du WB ................................................................................................................116

**Tableau 11** : Marqueurs SNP d'intérêt................................................................................................................187
# LISTE DES ANNEXES

<table><tr><td>Annexe 1 : Bibliographie personnelle</td><td>211</td></tr><tr><td>Annexe 2 : Poster présenté au congrès WCGALP (Auckland) en février 2018</td><td>212</td></tr></table>
# INTRODUCTION GENERALE
Avec un taux de croissance annuel moyen de 3,4 %, la production mondiale de viande de volaille affiche la plus forte croissance au sein des productions de viandes. Depuis 2017, la volaille est la première viande produite dans le monde avec 118 millions de tonnes (Mt) devant la viande porcine (117 Mt), la viande bovine (70 Mt) et la viande ovine (14 Mt) (ITAVI, 2018). Cet essor des productions avicoles, initié après-guerre, a été concomitant avec la sélection génétique de souches plus productives et l'optimisation des conditions d'élevage et des intrants (en particulier l'alimentation). Depuis maintenant plus de 20 ans, la filière avicole a aussi connu une importante transformation afin de s'adapter aux évolutions des modes de consommation moderne. Ainsi, à l'instar du porc, la viande de poulet est aujourd'hui majoritairement consommée sous forme de produits découpés et élaborés (77% de la consommation du poulet en France en 2018), et de moins en moins sous forme de carcasses entières. Au-delà du rendement en viande, la qualité technologique est donc devenue un facteur clé de compétitivité dans la mesure où elle impacte l'aptitude à la conservation et les rendements à la transformation. Les qualités sensorielle, nutritionnelle et d'image sont également importantes à préserver pour pérenniser le développement des productions avicoles.

Malgré ces enjeux, la qualité de la viande reste mal maitrisée, sans doute en partie car elle résulte d'interactions complexes entre la génétique et les facteurs d'élevage et d'abattage (Berri, 2004). Ces vingt dernières années, de nombreux travaux ont été consacrés à l'étude de la cinétique de chute de pH post-mortem et à sa variabilité à l'origine de défauts métaboliques au sein des muscles blancs (glycolytiques) du filet. Ainsi, selon plusieurs enquêtes réalisées sur sites industriels en 2006 et 2007, plus de 30% des filets de poulets standards, principale production de volaille pour les produits de découpe et de transformation, présentent un pH ultime (pHu) inférieur ou égal à 5,7, et peuvent donc être classés comme viande acide (Gigaud et al., 2009). À l'opposé, environ 6% ont un pHu supérieur à 6,2 et peuvent donc être assimilés à des viandes de type Dark, Firm and Dry (DFD). Si les premières peuvent engendrer des mauvais rendements technologiques et des pertes économiques après transformation, les secondes sont susceptibles de poser des problèmes de conservation, en particulier pour les découpes ou les charcuteries crues (Gigaud et al., 2009). Plusieurs études ont démontré l'existence d'un contrôle génétique du pHu de la viande dont l'héritabilité varie entre 0,35 et 0,60 chez des souches à croissance lente (Chabault et al., 2012), intermédiaire (Le Bihan-Duval et al., 2001) ou rapide (Le Bihan-Duval et al., 2008). Ces mêmes études montrent que le pHu est génétiquement fortement relié à la couleur, au pouvoir de rétention d'eau et à la texture du filet. Quel que soit le facteur de variation considéré (alimentation, origine génétique ou mode
d'élevage), il existe une relation positive entre la croissance des fibres musculaires et le pHu de
la viande (Berri et al., 2007 ; Berri et al., 2008 ; Baéza et al., 2012) reflétant la diminution des
réserves énergétiques du muscle. De ce fait, les pratiques actuelles qui favorisent la production
de poulets à croissance rapide, abattus à des poids élevés avec de fort rendement en muscle ont
entraîné une évolution vers la production de viande à pH plus élevé.

Les évolutions génétiques et des pratiques telles que la production de poulets lourds ont vu
l'émergence de nouveaux types de défauts, affectant l'intégrité musculaire, extrêmement
pénalisant pour la compétitivité et la qualité des produits. Il s'agit en particulier des défauts
« white striping » (WS), caractérisés par la présence de stries blanches qui se développent
parallèlement à l'axe des fibres musculaires (Kuttappan et al., 2009) et « wooden breast »
(WB), caractérisés par un muscle dur, visqueux et bombé qui s'accompagne d'une
hétérogénéité de coloration, d'un exsudat de surface excessif et d'une perte d'élasticité du
muscle (Sihvo et al., 2013). Plus récemment a été décrite une autre forme de défaut structural,
caractérisé par une grave perte de cohésion du muscle entraînant une déstructuration importante
des fibres musculaires qui se détachent les unes des autres en filaments, lui conférant le nom de
muscle « spaghetti » (Sirri et al., 2016 ; Maiorano, 2017). Comme nous le verrons dans la partie
bibliographique du manuscrit, les conséquences de ces défauts sur la qualité de la viande sont
multiples : altération de l'apparence du filet impactant l'acte d'achat par le consommateur
(Kuttappan et al., 2012c), modification de la valeur nutritionnelle de la viande et rendement
technologique beaucoup plus faible (Kuttappan et al., 2016). Ainsi, les viandes présentant ces
défauts ne peuvent être vendues en frais et sont rétrogradées en minerai pour la transformation,
pouvant entraîner des pertes économiques pour la filière. De plus, l'incidence croissante des
défauts musculaires, ainsi que les questions de bien-être animal qui en découlent, sont
susceptibles de dégrader l'image de la viande de poulet, comme en témoigne le nombre croissant
d'articles consacrés à ce sujet dans la presse spécialisée ou générale.

Alors que l'incidence des défauts WS et WB est en forte recrudescence, leur étiologie reste mal
comprise et l'industrie demeure en recherche de solutions pour les maîtriser. Les travaux
scientifiques menés sur le sujet ont clairement établi un lien défavorable avec la croissance et
le rendement en viande. L'augmentation de pHu apparaît également comme un facteur
prédisposant dans l'apparition des défauts structuraux. Comme rappelé dans la partie
bibliographique à suivre, nombre d'études ont été conduites et permettent aujourd'hui de mieux
comprendre certaines des modifications métaboliques et structurales associées aux défauts WS
et WB, sans pouvoir encore départager les mécanismes causaux des conséquences observées
au niveau musculaire. L'estimation des paramètres génétiques pour les défauts WS et WB (héritabilités et corrélations génétiques avec des caractères de qualité de la viande et de carcasse) à partir des notations visuelles a permis de démontrer l'existence d'une base génétique de ces myopathies (Bailey et al., 2015 ; Alnahhas et al., 2016). La sélection génétique apparait donc comme un des leviers possibles pour réduire l'incidence de ce type de défauts, mais elle est pour l'instant insuffisamment exploitée par la filière. Ceci s'explique en partie par la lourdeur des mesures de qualité et l'absence d'indicateurs précoces et de mesures quantitatives pour estimer de manière suffisamment fiable le degré d'atteinte des muscles concernés par ces défauts structuraux.

C'est dans ce contexte qu'a été initié le projet de thèse associant la caractérisation génétique, moléculaire et histologique des défauts white striping et wooden breast chez le poulet. Les objectifs étaient d'une part de mieux comprendre les voies métaboliques et structurales impliquées mais aussi de développer des outils utiles à la sélection génétique ou génomique et à l'élevage, sous la forme de nouveaux indicateurs et de marqueurs génétiques ou biologiques. La démarche scientifique s'est appuyée sur des approches haut débit, de génétique d'association et de génomique (transcriptome, protéome), réalisées en complément d'analyses histologiques permettant l'évaluation fine des défauts.

Comme décrit dans la première partie expérimentale de la thèse, l'analyse de génétique d'association (GWAS) menée sur des lignées sélectionnées de façon divergente pour le pHu aura permis d'identifier pour la première fois chez le poulet des régions du génome (QTL) contrôlant le défaut WS et de suggérer plusieurs gènes candidats potentiellement causaux. Ces premiers résultats suggèrent une possible interaction entre le contrôle génétique du défaut et le statut métabolique de l'animal, au travers de ses réserves énergétiques. La seconde approche expérimentale, menée sur une souche à fort développement musculaire, apporte des résultats originaux sur les possibilités d'un phénotypage fin, histologique et moléculaire des défauts. L'analyse intégrée de l'ensemble des résultats et leur mise en perspective dans le contexte de la sélection avicole ont été étudiées dans la discussion de la thèse.
PREMIERE PARTIE :

ÉTUDE BIBLIOGRAPHIQUE
# I. Une sélection génétique au profit du développement musculaire et du rendement en filet : vers l'émergence de nouveaux défauts technologiques des viandes

Les critères de sélection du poulet ont été adaptés au cours des dernières décennies pour suivre l'évolution du marché et de la demande des industriels et des consommateurs. En lien avec ces évolutions, plusieurs défauts de qualité sont apparus, altérant l'intégrité et la composition des muscles, essentiellement au niveau du filet. Les premières problématiques technologiques chez les poulets de chair étaient, à l'instar du porc, principalement liées à des variations importantes de métabolisme énergétique, qui influencent la chute de pH qui se produit dans le muscle après la mort des animaux. Ces défauts altéraient l'intégralité des critères de qualité des viandes de volaille (i.e., couleur, pouvoir de rétention d'eau, texture, oxydation) et affectaient principalement l'aptitude à la transformation des viandes. En revanche, depuis une dizaine d'années, la filière volaille est confrontée à la recrudescence de nouveaux défauts, qui impactent en particulier l'intégrité musculaire des souches de poulets à croissance rapide et à fort rendement en filet. La fréquence de ces défauts, qui s'apparentent à des myopathies, est de plus en plus importante dans les abattoirs, y compris français. De ce fait, ces défauts font l'objet d'une attention croissante et sont devenus en quelques années la problématique majeure de qualité des industriels de la filière.

## I.1 Une consommation de viande de volaille toujours en progression

Depuis plusieurs décennies, la viande de volaille est la production qui affiche la plus forte croissance au niveau mondial au sein des productions de viandes. Depuis les années 2000, son taux de croissance annuel moyen est de 3,4% contre 1,6% pour la viande porcine, 1,5% pour la viande ovine et 0,95% pour la viande bovine (ITAVI, 2018).

En 2017, la consommation européenne de volaille était de 14 millions de tonnes équivalent-carcasse (TEC) (1,86 million de TEC en France) et la consommation par habitant était en moyenne de 27kg équivalent-carcasse (27,7kg/h en France). Ce sont les consommations de viandes de poulet qui sont en hausse (+ 4,5% en 2017) tandis que les autres espèces de volailles sont en repli comme pour la dinde (- 2,3% en 2017), la pintade (- 3% en 2017) et le canard gras (- 9,5% en 2017). L'augmentation de la consommation de viande de volaille s'explique par plusieurs facteurs. Depuis quelques années, la production et le marché de la viande ont subi plusieurs événements négatifs qui ont altéré l'image de la viande et des produits carnés. En
raison de leurs teneurs parfois fortes en lipides, en acides gras saturés, en cholestérol, et en sodium, ces derniers ont été associés à des maladies telles que les maladies cardiovasculaires, le diabète sucré ou encore certains cancers. De plus, la réduction de la consommation de viande a été accentuée par une série de scandales et de problèmes de santé animale qui ont affecté les productions animales, tels que l'encéphalopathie spongiforme bovine (ESB), les dioxines dans la viande et l'influenza aviaire. Dans ce contexte, la viande de volaille a su conserver son attractivité par rapport aux autres espèces en raison de plusieurs facteurs (Figure 1).

<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>Figure 1 : Les nombreux avantages de la viande de poulet</figcaption></figure>

Ainsi, elle constitue une excellente source de protéines animales (environ 31% du poids du filet en moyenne) plébiscitée puisque rapide et efficace à produire. De plus, son coût attractif et son absence de contraintes culturelles ou religieuses la rendent plus compétitive sur le marché de la viande (Kennedy et al., 2004). Enfin, c'est une viande plutôt maigre (environ 1,3% de matières grasses dans le blanc de poulet, jusqu'à 4% dans la cuisse), avec un taux élevé en acide gras insaturés, et une faible teneur en sodium et cholestérol. Elle est donc recommandée au Royaume-Uni pour diminuer la fréquence des insuffisances coronariennes (Davis and Stewart, 2002). De plus, le dépôt de gras chez la volaille est principalement associé à la peau, ce qui facilite son élimination, réduisant ainsi considérablement la consommation de graisse. Par ailleurs, la production de volaille est moins liée au sol que celle des ovins ou des bovins, ce qui facilite son développement dans les zones péri-urbaines avec une forte croissance démographique (OCDE-FAO, 2016).

La viande de volaille est aujourd'hui majoritairement consommée sous forme de morceaux découpés et, à l'instar de la viande de porc, largement utilisée pour la transformation en produits
élaborés. En revanche, elle est de moins en moins consommée sous forme de carcasses entières (Figure 2).

<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>Figure 2 : Segmentation de la consommation française de poulet en 2018</figcaption></figure>

En France, la production en systèmes alternatifs (Label Rouge, Agriculture Biologique) reste significative, ce qui tend à préserver la consommation des poulets entiers (23% en 2018 contre 36 % en 2008 et 52 % en 1998). Pour autant, la grande majorité de la viande de volaille est issue de la production standard (62%) et est destinée à la production de découpe et de produits élaborés, dont la consommation respective est de 48 et 29% (ITAVI, 2018).

L'essor de la production de viande de volaille a été concomitant avec la mise en place d'une filière de production très efficace, basée sur l'utilisation d'une génétique très productive et l'optimisation des intrants (notamment l'alimentation). Après des décennies de progrès en termes de productivité, la filière doit aujourd'hui intégrer de nouvelles attentes en termes de qualité des produits (rendement en viande, propriétés fonctionnelles, capacité de stockage, perception sensorielle, valeurs nutritionnelles) mais aussi d'image de la filière (bien-être animal, durabilité).

# 1.2 Une production plus efficace grâce à la sélection génétique

## 1.2.1 Organisation de la sélection en volaille de chair

La filière avicole est organisée selon un schéma pyramidal (Figure 3). Le haut de la pyramide représente les entreprises de sélection (faible nombre de sociétés privées), qui mettent en œuvre
l'ensemble des opérations nécessaires à la sélection des animaux en lignées pures (pedigree) : définition des objectifs de sélection, évaluation génétique ou génomique et choix des futurs reproducteurs. Les lignées pures alimentent également la production des troupeaux de multiplication, sous la forme de Grand Grand Parentaux (GGP), de Grand-Parentaux (GP) puis de Parentaux. Cette organisation pyramidale ainsi que les particularités biologiques des espèces avicoles (bonne prolificité et faible intervalle entre générations) permettent de diffuser très efficacement le progrès génétique, puisqu'un individu mâle reproducteur de lignée pure aboutit à la production de plusieurs centaines de milliers de poulets de chair. Néanmoins, il faut environ 5 ans pour que les orientations prises au niveau de la sélection impactent les caractéristiques du poulet terminal.

<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>**Figure 3** : Schéma pyramidal de la filière poulet de chair</figcaption></figure>

Le schéma pyramidal repose le plus souvent sur le croisement de quatre lignées pures, deux lignées représentant la voie mâle (les lignées A et B) et deux lignées représentant la voie femelle (les lignées C et D) (Figure 4). Les pondérations de sélection diffèrent entre ces deux voies, avec classiquement un poids plus important accordé aux caractères de croissance et rendement en viande sur la voie mâle par rapport à la voie femelle, où l'on accorde un poids plus important à la reproduction. Le croisement d'animaux GP des lignées mâles A et B permet la production du coq parental, alors que le croisement d'animaux GP des lignées C et D aboutit à la production
de la femelle parentale. Ce croisement permet de bénéficier des effets d'hétérosis particulièrement importants pour les caractères de reproduction et d'avoir des performances de ponte supérieures chez la femelle parentale par rapport à sa mère grand-parentale. In fine, du fait de la complémentarité entre les deux voies, le croisement entre mâle et femelle de type parental permet de produire des poussins terminaux en grand nombre et avec les caractéristiques de production recherchées.

<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>**Figure 4** : Schéma de croisement à 4 voies (Novogen, Groupe Grimaud)</figcaption></figure>

## I.2.2 Évolution des objectifs de sélection et des performances

Au cours des 50 dernières années, les critères de sélection du poulet ont été adaptés pour suivre l'évolution de la demande du marché en lien avec la démographie mondiale et les modes de consommation. Avant la seconde guerre mondiale, les volailles étaient commercialisées en vif et les poulets de chair sélectionnés en fonction de caractères simples mesurés sur les animaux vivants, comme le poids vif. Par la suite, la volaille a commencé à être vendue sous forme de carcasses entières, entraînant un intérêt économique croissant pour la sélection des animaux selon leur rendement en carcasse. Il y a environ 40 ans, la demande du marché en morceaux découpés a augmenté, orientant la sélection sur des critères de composition corporelle, tels que
les rendements en filets et en cuisses. Notons que le pourcentage de gras abdominal a aussi fait partie des critères d'intérêt, comme indicateur de l'état général d'engraissement des animaux, à maitriser chez les animaux à croissance rapide. Enfin, au cours des deux dernières décennies, la demande croissante en produits transformés associée à une préférence pour la viande de filet dans les pays occidentaux, a accentué la pression de sélection sur le rendement en filet qui n'a cessé d'augmenter (Petracci et al., 2015). Les caractères de croissance et de composition corporelle bénéficiant d'un niveau d'héritabilité modéré à fort, la sélection appliquée sur les souches standards a conduit à des progrès spectaculaires (Figure 5). Ainsi entre 1957 et 2005, le poids a été multiplié par 4 et le rendement en filet augmenté de 82% après 42 jours d'élevage (Zuidhof et al., 2014).

<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>**Figure 5** : Évolution de la morphologie des poulets de chair (Zuidhof et al., 2014)</figcaption></figure>

Les progrès génétiques réalisés au cours des 50 dernières années ont largement amélioré l'efficacité de la production, liée d'une part à l'amélioration de l'efficacité alimentaire des
animaux (sélectionnée au travers de l'indice de consommation) et au raccourcissement de leur durée d'élevage. Aujourd'hui, la production d'animaux au poids du marché (environ 2kg) nécessite moitié moins de temps (environ 40 jours ou moins) que dans les années 1950 (Havenstein et al., 2003 ; Petracci et al., 2015) (Tableau 1). Au cours des 10 dernières années, le rendement en filet des souches de poulet modernes a augmenté de 5 points (Petracci et al., 2015). Il dépasse actuellement le cinquième du poids du poulet, avec des rendements en filets compris entre 20 et 25% du poids vif selon l'âge et le poids à l'abattage (Baéza et al., 2012 ; Petracci et al., 2015).

<table><caption>Tableau 1 : Progrès réalisés sur le poids, l'âge à l'abattage et le rendement en filet des poulets entre 1957 et 2012 (Petracci et al., 2015)</caption><thead><tr><td>Année</td><td>Souche</td><td>Poids vif (g)</td><td>Age (jours)</td><td>Poids du filet (g)</td><td>Rendement filet (%)</td></tr></thead><tbody><tr><td>1957</td><td>Athens</td><td>2078</td><td>57</td><td>280</td><td>13,5</td></tr><tr><td>2001</td><td>Ross 308</td><td>2207</td><td>43</td><td>349</td><td>15,8</td></tr><tr><td>2007</td><td>Ross 308</td><td>2200</td><td>36</td><td>410</td><td>18,6</td></tr><tr><td>2012</td><td>Ross 308</td><td>2200</td><td>35</td><td>464</td><td>21,1</td></tr></tbody></table>

Ces évolutions considérables des performances de production ont conduit à des changements notables des caractéristiques anatomiques et physiologiques des animaux. Il est maintenant bien établi que la sélection pour une augmentation de la croissance musculaire a eu pour conséquence une hypertrophie des fibres. Au niveau métabolique, des diminutions de la teneur en glycogène et en pigment héminique (reflet de la vascularisation) du muscle ont aussi été révélées (Le Bihan-Duval and Berri, 2017 ; Petracci et al., 2017). Dans le même temps et avec l'augmentation de l'usage des viandes de volailles pour la transformation sont apparus des défauts de qualité liés au métabolisme post-mortem et à la cinétique de chute du pH puis, plus récemment, à l'intégrité musculaire.

## I.3 Prévalence de défauts de qualité de viande

### I.3.1 Problèmes liés à la cinétique de chute de pH

Le pH occupe un rôle central dans la transformation du muscle en viande. Il influence les propriétés sensorielles de la viande de volaille, sa durée de conservation, et plus généralement ses propriétés physico-chimiques durant la transformation. Ce sont à la fois la vitesse et l'amplitude de la chute de pH qui sont déterminantes pour la qualité de la viande. Celles-ci peuvent-être évaluées au travers de la mesure du pH à 15 minutes (pH15) et du pHu à 24 heures post-mortem. Chez le poulet, le pHu est en grande partie déterminé par les réserves en
glycogène du muscle au moment de l'abattage, estimées par le potentiel glycolytique ou PG (Le Bihan-Duval *et al.*, 2008). Plus ces réserves sont élevées, plus le pHu de la viande sera bas et la viande acide. La vitesse initiale de chute de pH est quant à elle influencée par l'activité physique de l'animal avant sa mort, en particulier l'intensité des battements d'ailes et des redressements sur la chaîne d'abattage (Debut *et al.*, 2003 ; Berri *et al.*, 2005 ; Debut *et al.*, 2005).

Au cours des 30 dernières années, il a été observé une augmentation de défauts technologiques et sensoriels liés à la cinétique de chute de pH post-mortem (Figure 6). Ces défauts, qui concernent essentiellement les muscles blancs du filet dont le métabolisme est purement glycolytique, influencent l'intégralité des critères de qualité des viandes de volailles (i.e., couleur, pouvoir de rétention d'eau, texture, susceptibilité à l'oxydation). Ainsi, il est fréquent d'observer des viandes dont le pH chute rapidement et/ou le pHu est bas (≤ 5,7), qui présentent un faible pouvoir de rétention d'eau, et de ce fait sont peu adaptées à la transformation. C'est le cas des viandes Pale, Soft and Exudative (PSE) ou acides. À l'inverse, les viandes Dark, Firm and Dry (DFD), qui ont un pHu élevé (> 6,2), présentent un fort pouvoir de rétention d'eau (PRE) mais sont peu adaptées à la conservation en cru. Comme nous le verrons par la suite, chez le poulet ces défauts présentent un fort déterminisme génétique (Le Bihan-Duval *et al.*, 2008) mais peuvent également être modulés par les conditions d'élevage.

<figure><img src="image_9.png" /><figcaption>**Figure 6** : Viande acide (A) vs viande DFD (B) (UMR Biologie des Oiseaux et Aviculture)</figcaption></figure>

### I.3.1.1 Viande Pale, Soft and Exudative (PSE) et viande acide

Les viandes PSE ont une chute de pH rapide après la mort, avec un pH15 très souvent inférieur à 6. Les viandes acides, quant à elles, ont un pH15 normal et un pHu plus bas que la normale
(pHu < 5,7). La prolongation de la glycolyse anaérobie post-mortem due à un stock en glycogène musculaire plus important que la normale est responsable de ce pHu bas. Il est important de dire que l'incidence du caractère PSE est difficilement estimable chez les volailles. En effet, aucune caractéristique mis à part le pH15, la plupart du temps non mesuré en abattoir ou durant les expérimentations, ne permet de distinguer ces viandes des viandes acides. C'est pourquoi les études font souvent référence à la dénomination de viande PSE-like, sachant que si l'origine du défaut est distincte (problème de vitesse ou d'amplitude de chute de pH), les impacts sur la qualité sont proches.

Les viandes PSE-like sont caractérisées par une couleur pâle (Figure 6), une texture molle et un faible pouvoir de rétention d'eau (Barbut *et al.*, 2008 ; Petracci and Cavani, 2012). Elles ont une perte en eau assez conséquente lors de la cuisson et durant le stockage, ce qui les rend dures et peu juteuses une fois cuites. En raison de leur faible pouvoir de rétention d'eau, elles ont une capacité de transformation médiocre. Comme évoqué précédemment, seule la cinétique de chute de pH permet de différencier les viandes acides des viandes PSE.

L'apparition des viandes PSE-like en volaille a été pour la première fois mentionnée il y a une vingtaine d'années (Barbut, 1997 ; Solomon *et al.*, 1998), alors que les premières descriptions de viandes PSE ont été réalisées chez le porc dans les années 1960 (Briskey, 1964). En effet, le terme PSE était utilisé à l'origine pour décrire chez le porc une viande caractérisée par une couleur plus claire et une texture plus molle que la normale, avec une faible capacité de rétention d'eau et un rendement technologique réduit. Chez le porc, les viandes PSE ont été largement étudiées au cours de ces vingt dernières années et leur étiologie est aujourd'hui bien connue (Solomon *et al.*, 1998 ; Barbut *et al.*, 2008). La chute de pH rapide couplée à une température musculaire encore élevée explique l'apparition du défaut PSE. Un facteur génétique a été identifié chez le porc : le gène de sensibilité à l'halothane (i.e., HAL, gène autosomal récessif). Plus précisément, la mutation se situe au sein de l'isotope 1 du récepteur à la ryanodine (RYR1), canal calcique du réticulum endoplasmique impliqué dans la libération de Ca²⁺. Cette mutation entraîne une libération de Ca²⁺ deux fois supérieure à la normale, conduisant à l'activation du métabolisme contractile musculaire et à la production accélérée de lactate et de protons H⁺ par la glycolyse anaérobie (Barbut *et al.*, 2008). Ces protons influencent la conformation et la charge des protéines, affectant la capacité de rétention d'eau, la texture et la couleur des viandes PSE. Cette mutation est associée au syndrome de stress porcin, caractérisé par une hyperthermie déclenchée par le stress, qui peut conduire à la mort de l'animal. Le test de sensibilité à l'halothane (un gaz anesthésiant) a été utilisé chez le porc pour repérer les animaux sensibles,
homozygotes pour la mutation récessive, qui développent au bout de quelques minutes ce syndrome d'hyperthermie maligne associé à une contracture musculaire généralisée. Les études réalisées chez la dinde et le poulet n'ont pas permis de montrer l'intérêt du test de sensibilité à l'halothane pour la détection des animaux prônes à développer des viandes PSE liées à une vitesse de chute excessive du pH (Wheeler *et al.*, 1999 ; Owens *et al.*, 2000 ; Cavitt *et al.*, 2004) et il n'existe pas d'argument à ce jour pour indiquer un rôle du gène *RYR1* chez la volaille. Chez le poulet, il semble que la vitesse de chute du pH soit principalement liée au comportement des animaux sur la chaîne d'abattage, en particulier chez les souches à croissance lente plus réactives (Debut *et al.*, 2003 ; Berri *et al.*, 2005 ; Debut *et al.*, 2005). L'analyse génétique de ce type de souche a d'ailleurs montré que la durée des battements d'aile sur la chaîne d'abattage était un caractère héritable (h²=0,41), fortement négativement corrélé avec la valeur du pH15 (r_g= -0,71) (Chabault *et al.*, 2012).

Chez le porc, un second gène majeur responsable des viandes acides a également été identifié. Il s'agit du gène *RN*, pour Rendement Napole, de type autosomal et dominant (Le Roy *et al.*, 1990). Les travaux de génétique moléculaire ont permis l'identification de la mutation causale, au sein du gène *PRKAG3*, qui conduit à une augmentation du contenu en glycogène des muscles et donc à un pHu bas (Milan *et al.*, 2000). Ceci provoque une dénaturation partielle des protéines, un pouvoir de rétention d'eau plus faible et un faible rendement à la transformation (Barbut *et al.*, 2008). *PRKAG3* code pour une isoforme spécifique du muscle d'une sous-unité régulatrice de l'AMPK (protéine kinase AMP-dépendante), qui intervient dans l'équilibre énergétique de la cellule, en inhibant la glycogène synthase (GS) et en activant la glycogène phosphorylase (PYG). Chez le poulet, l'expérience de sélection divergente sur le pHu du filet a permis de montrer un fort déterminisme génétique du pHu (h²= 0,57) (Alnahhas *et al.*, 2014) mais aussi de constituer une population ressource particulièrement précieuse pour les études moléculaires sur ce caractère. Les études de génétique d'association et de recherche de signatures de sélection menées sur ce modèle sont en faveur d'un déterminisme polygénique du pHu mais soulignent dans le même temps le rôle majeur d'une région localisée sur le chromosome 1 (Le Bihan-Duval *et al.*, 2018). Localisé au sein de cette région et surexprimé chez les animaux pHu- par rapport aux animaux pHu+ (Beauclercq *et al.*, 2017), *PPP1R3A* constitue un gène candidat d'intérêt pour expliquer la variabilité de pHu. En effet, il code pour une sous-unité régulatrice d'une protéine phosphatase qui, comme l'AMPK, est impliquée dans l'équilibre énergétique cellulaire, en activant la GS et en inhibant la PYG. Ces premiers résultats ouvrent bien-sûr de nombreuses perspectives pour étudier l'effet de ce gène sur les réserves
énergétiques du muscle et la qualité de la viande du poulet, et rechercher les mutations impliquées.

### I.3.1.2 Viande Dark, Firm and Dry (DFD)

Les viandes DFD sont caractérisées par une couleur foncée (Figure 6), une texture ferme due à l'eau qui a tendance à rester associée aux fibres et à la faible dénaturation des protéines, ainsi qu'un pH élevé. Du fait de ce dernier, ces viandes sont plus prédisposées à une contamination microbienne, ce qui a un effet délétère sur la conservation du produit (Faucitano et al., 2010 ; Traffano-Schiffo et al., 2018). En plus de la contamination microbienne, la couleur foncée des viandes DFD est un autre facteur important. En effet, cela affecte également la couleur des produits transformés, et peut donc avoir un impact sur la décision d'achat des consommateurs (Traffano-Schiffo et al., 2018). Toutefois, l'incidence des viandes DFD chez la volaille, mais également chez le porc, dépasse rarement 10%, ce qui reste plus faible que les viandes acides ou plus généralement PSE-like (Adzitey and Nurul, 2011).

Aucun gène majeur associé au développement des viandes DFD n'a été identifié chez le porc ou la volaille. Comme nous l'avons déjà évoqué, chez la volaille la sélection pour une augmentation de la croissance musculaire a indirectement conduit à une augmentation de pHu (via la réduction des réserves énergétiques musculaires), sans que les gènes ou voies métaboliques associés ne soient encore élucidés. La sélection directe pour augmenter (ou diminuer) le pHu s'avère aussi efficace : en 6 générations de sélection, il a été augmenté de près de 0,3 unité dans la lignée pHu+, qui présentait plus de 60% de viande de type DFD (pHu > 6.1) (Le Bihan-Duval et al., 2018). Au-delà du facteur génétique, les viandes DFD peuvent être causées par un stress chronique prolongé induit par différents facteurs environnementaux, comme une longue période de transport, qui épuise le glycogène du muscle et entraîne une augmentation du pH. Les facteurs alimentaires favorisant la croissance musculaire, comme un régime enrichi en lysine, peuvent également induire une augmentation du pHu de la viande (Berri et al., 2008 ; Guardia et al., 2014).

## I.3.2 Émergence de nouveaux défauts myopathiques

L'ensemble des défauts précédemment décrits sont directement liés aux variations de pH de la viande et n'entraînent pas d'altérations majeures de la structure ou de la composition chimique du muscle (Alnahhas et al., 2015). Ce n'est pas le cas des défauts qui vont être décrits dans cette partie et qui s'apparentent clairement à des myopathies.
I.3.2.1 Deep pectoral myopathy (DPM)

Le défaut DPM (deep pectoral myopathy), aussi connu sous le nom de “green muscle disease”
ou encore “Oregon disease”, a été décrit pour la première fois en 1968 chez la dinde comme
une « myopathie dégénérative » (Dickinson et al., 1968). Il est apparu chez les volailles (poulet
et dinde) à croissance rapide depuis environ une trentaine d’années (Siller, 1985). D’abord
décrit sur des viandes d’animaux adultes, le défaut DPM est devenu de plus en plus fréquent
chez les poulets avec une vitesse de croissance rapide et un fort développement musculaire,
ainsi que chez les individus mâles (Siller, 1985 ; Lien et al., 2011).

Le défaut DPM se traduit par une nécrose ischémique qui se développe dans le muscle *Pectoralis minor* (P. minor ou aiguillette), donnant une couleur verte au muscle (**Figure 7**). L'étiologie de ce défaut n'est pas entièrement connue. Toutefois, le développement accru des muscles pectoraux chez les animaux lourds qui entraîne la compression du muscle P. minor par le muscle P. Major contre l'os du bréchet, a été mis en cause. En effet, l'augmentation de la pression sur le muscle entraîne l'occlusion des vaisseaux sanguins, causant l'apparition de lésions nécrotiques irréversibles au sein du muscle. La transformation de la couleur rouge en couleur verte est due au catabolisme de l'hémoglobine en biliverdine (Kijowski *et al.*, 2014). De plus, toutes les perturbations des conditions d'élevage provoquant une activité musculaire intense (accès éloignés à l'eau et à l'aliment, programme lumineux, activité humaine, bruits excessifs, comportements de fuite, battements d'ailes, etc.) vont favoriser le développement du défaut (Petracci and Cavani, 2012 ; Kijowski *et al.*, 2014). La prévalence du défaut DPM est différente selon les souches, indiquant que la génétique et probablement la conformation des animaux peuvent jouer un rôle dans le déterminisme de ce défaut (Petracci and Cavani, 2012).

<figure><img src="image_10.png" /><figcaption>**Figure 7** : Deep pectoral myopathy (DPM) (Kijowski and Konstanczak, 2009)</figcaption></figure>
Ce type de lésion est généralement découvert lors de la découpe et peut affecter une, voire les deux aiguillettes. Bien que sans impact sur la santé humaine, le défaut DPM affecte fortement l'apparence du produit. Les filets atteints sont retirés de la carcasse, qui elle reste consommable. Toutefois, le parage peut entraîner des dommages sur les autres parties de la carcasse (filets notamment), ainsi que des pertes économiques pour l'industrie, puisque le défaut affecte les parties de la carcasse les mieux valorisées (Kijowski *et al.*, 2014).

Dans les abattoirs industriels italiens, la fréquence du défaut DPM a été estimée à 0,84% chez les poulets pesant plus de 3kg (Bianchi *et al.*, 2006), entre 0,02 et 1,90% dans les abattoirs polonais (Kijowski *et al.*, 2014) ou encore entre 3 et 17% au cours d'études expérimentales sur différentes souches aux USA (Lien *et al.*, 2011). En France, une enquête réalisée en 2017 dans plusieurs abattoirs industriels a montré une incidence des défauts DPM de 0,33%.

### I.3.2.2 White striping (WS), Wooden Breast (WB) et Spaghetti Muscle (SM)

Depuis une dizaine d'années, plusieurs défauts de qualité sont apparus, affectant l'intégrité et la composition des muscles, essentiellement au niveau du filet. Ces défauts modifient fortement l'aspect visuel des muscles pectoraux. La littérature est unanime pour dire que les lésions associées à ces défauts s'apparentent à des myopathies, sans que l'on ne connaisse encore leur origine génétique ou biologique. Les trois principaux défauts identifiés sont le white striping, le wooden breast et le muscle spaghetti (SM). De manière intéressante, il apparaît que même si les défauts WS et WB sont le plus souvent décrits chez les poulets à croissance rapide, ils ont également été observés chez des poulets à croissance plus lente, et chez d'autres espèces de volailles comme la caille et la dinde (Tasoniero *et al.*, 2016b ; Soglia *et al.*, 2018).

Les premières études concernant le défaut WS chez le poulet ont été publiées en 2009 (Bauermeister *et al.*, 2009 ; Kuttappan *et al.*, 2009). Ce défaut est caractérisé par la présence visible en surface de striations blanches, de taille variable, et parallèles à la direction des fibres musculaires (Bauermeister *et al.*, 2009 ; Kuttappan *et al.*, 2009 ; Kuttappan *et al.*, 2012c) (Figure 8).
<figure><img src="image_11.png" /><figcaption>**Figure 8** : Filets atteints de white striping sévère (UMR Biologie des Oiseaux et Aviculture)</figcaption></figure>

Ces striations se retrouvent principalement sur le filet (muscle P. major), mais elles peuvent parfois apparaître sur les cuisses (muscle *Sartorius*), les aiguillettes (muscle P. minor) et les pilons (muscle *Gastrocnemius*). Elles sont beaucoup plus distinctes sur le filet, au niveau de la partie crâniale de la face ventrale, proche du point d'attachement des ailes. Cependant, dans les cas les plus sévères de WS, elles peuvent être visibles tout le long du filet. Le sillon central situé sur la face externe du filet peut être également envahi par un large dépôt de graisse. Un classement des filets en 3 catégories a été mis en place selon leur degré de sévérité (normal, modéré, sévère), en se basant sur l'aspect visuel du filet (Kuttappan *et al*., 2012c) **(Figure 9)**.

L'identification du défaut WS ne peut être réalisée que post-mortem, lors de la découpe, et l'établissement du degré de gravité se fait par examen visuel des filets. Ces derniers sont considérés comme normaux en absence de stries blanches, modérément atteints s'il y a présence de stries blanches, facilement reconnaissables, avec une épaisseur inférieure à 1 millimètre, et sévèrement atteints si les striations sont très visibles et qu'elles sont supérieures à 1 millimètre d'épaisseur.
<figure><img src="image_12.png" /><figcaption>**Figure 9** : Classement des filets atteints de white striping (normal (A), modéré (B), sévère (C))
(Kuttappan et al., 2013c)</figcaption></figure>

Le défaut WB, quant à lui, a été observé plus tardivement. En effet, la première étude portant sur le défaut WB est parue en 2013 (Sihvo *et al.*, 2013). Les filets présentant du WB sont caractérisés par une texture relativement dure sur des zones plus ou moins étendues **Figure 10**). Ils apparaissent également plus bombés et plus pâles que les filets normaux (Sihvo *et al.*, 2013). Très souvent, les filets sont recouverts d'un liquide clair et visqueux et présentent des hémorragies mineures (pétéchies), et le tissu conjonctif externe fait des ondulations. Même si les filets peuvent présenter le défaut WB seul, il est souvent accompagné du défaut WS (**Figure 10 C**) (Soglia *et al.*, 2016b ; Kuttappan *et al.*, 2017b).

<figure><img src="image_13.png" /><figcaption>**Figure 10** : Filet normal (A), filet atteint de wooden breast sévère (B), filet atteint de white striping et de wooden breast (C) (UMR Biologie des Oiseaux et Aviculture)</figcaption></figure>
Tout comme le défaut WS, la classification des filets selon le degré de sévérité du défaut WB se fait principalement par observation visuelle et palpation du muscle. Selon les études, plusieurs classifications sont proposées, en trois ou quatre points (Sihvo et al., 2016 ; Papah et al., 2017). L'ITAVI a créé un référentiel visuel d'identification des défauts de carcasse, pour former les acteurs en abattoirs et maîtriser la qualité (ITAVI, 2017). Selon ce référentiel, les filets sont considérés comme normaux si les muscles sont tendres, souples au toucher, avec une coloration uniforme ; modérément atteints si les muscles sont plus volumineux, plus pâles, bombés et durs au toucher ; et sévèrement atteints si les muscles sont plus volumineux, bombés, extrêmement durs au toucher, avec apparition d'ondulations et de pétéchies dans les cas extrêmes.

De manière générale, les défauts WS et WB sont majoritairement détectés chez des animaux ayant atteint l'âge et le poids d'abattage. Cependant, il a été démontré que des lésions modérées de type WS et WB apparaissaient respectivement dès l'âge de 25 et 18 jours, traduisant une mise en place précoce des défauts WS et WB (Dalle Zotte et al., 2015 ; Sihvo et al., 2016).

Plus récemment, des situations extrêmes où la cohésion entre les fibres musculaires est détruite ont été observées (Figure 11). Les muscles atteints par ce défaut ont une structure si lâche que les faisceaux des fibres musculaires peuvent être retirés avec les doigts, conduisant à la dénomination de muscles « spaghetti » (Sirri et al., 2016 ; Maiorano, 2017 ; Baldi et al., 2018).

<figure><img src="image_14.png" /><figcaption>Figure 11 : Muscles spaghetti (ITAVI)</figcaption></figure>
Dans ces filets, la protéolyse post-mortem est très importante. Le tissu conjonctif situé autour des fibres musculaire (endomysium) et autour des faisceaux de fibres musculaires (périmysium) diminue progressivement, entraînant la formation de grands espaces intracellulaires ainsi que le désagrégement des faisceaux des fibres musculaires (Baldi et al., 2018 ; Huang and Ahn, 2018). Souvent associé avec le défaut WS, le défaut SM partage les mêmes changements histopathologiques que les défauts WS et WB (Huang and Ahn, 2018).

Bien que l'information sur l'incidence de ces trois myopathies soit limitée et parfois contradictoire, on suppose que les filets de poulet présentant ces défauts apparaissent dans tous les pays où des souches à croissance rapide sont utilisées. Plusieurs études conduites par différents groupes de recherches en Europe, au Brésil et aux États-Unis mettent en évidence une augmentation très rapide de la fréquence de ces défauts en abattoir (Tableaux 2 et 3).

En effet, le WS concerne 50% des filets de poulet en Italie, en France, en Espagne et au Brésil, ceux présentant un degré de gravité élevé représentant environ 20% à 30% du total des muscles touchés. De plus, l'évaluation des filets de poulets âgés de 9 semaines aux États-Unis a révélé que plus de 98% présentaient des signes de WS (plus de 55% classés comme modérés et sévères) (Kuttappan et al., 2017b). D'une manière générale, le pourcentage d'individus atteints par le défaut WS au sein d'une population a fortement augmenté, passant de 28% en moyenne en 2013-2014 (Kuttappan et al., 2013a ; Petracci et al., 2013 ; Ferreira et al., 2014 ; Lorenzi et al., 2014) à 76% en 2015-2016 (Bailey et al., 2015 ; Dalle Zotte et al., 2015 ; Russo et al., 2015 ; Alnahhas et al., 2016 ; Tijare et al., 2016). De pair, la fréquence de filets atteints de WS sévère a augmenté de 4% en moyenne en 2013-2014 à 33% en 2015-2016.
<table><caption>Tableau 2 : Incidence du défaut WS</caption><thead><tr><th>Références</th><th>Incidence (%)</th><th>Poids des animaux (kg)</th><th>Age des animaux (jours)</th><th>GMQ<sup>1</sup> (g/j)</th><th>Rendement filet (%)</th><th>Sexe des animaux</th></tr></thead><tbody><tr><td>(Kuttappan et al., 2013a)</td><td>TOT : 55,8<br>MOD : 47,5<br>SEV : 8,3</td><td>2,50</td><td>59-63</td><td>39-41*</td><td>-</td><td>Mâle et femelle</td></tr><tr><td>(Petracci et al., 2013)</td><td>TOT : 12,0<br>MOD : 8,90<br>SEV : 3,10</td><td>2,75</td><td>45-54</td><td>51-61*</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>(Ferreira et al., 2014)</td><td>TOT : 9,84<br>MOD : 7,38<br>SEV : 2,46</td><td>3,20</td><td>42</td><td>76*</td><td>-</td><td>Mâle</td></tr><tr><td>(Lorenzi et al., 2014)</td><td>TOT : 33,9<br>MOD : 31,1<br>SEV : 2,80</td><td>2,70</td><td>48</td><td>56,4</td><td>-</td><td>Mâle</td></tr><tr><td>(Bailey et al., 2015)</td><td>TOT : 49,6</td><td>2,33</td><td>42</td><td>53*</td><td>29,4</td><td>-</td></tr><tr><td>(Dalle Zotte et al., 2015)</td><td>TOT : 98,4<br>MOD : 36,8<br>SEV : 61,6</td><td>3,50</td><td>51</td><td>67,6</td><td>22,5</td><td>Mâle</td></tr><tr><td>(Russo et al., 2015)</td><td>TOT : 82,5<br>MOD : 56,8<br>SEV : 25,7</td><td>3,60</td><td>55</td><td>65,9</td><td>-</td><td>Mâle</td></tr><tr><td>(Tijare et al., 2016)</td><td>TOT : 96,1<br>MOD : 63,8<br>SEV : 32,3</td><td>3,97</td><td>61</td><td>65*</td><td>-</td><td>Mâle</td></tr><tr><td>(Alnahhas et al., 2016)</td><td>TOT : 50,7<br>MOD : 36,7<br>SEV : 14,0</td><td>2,80</td><td>42</td><td>67*</td><td>20,9</td><td>Mâle et femelle</td></tr></tbody></table>

Les données concernant l'incidence du WB dans les abattoirs sont plus limitées (Tableau 3). En Italie, une enquête réalisée entre 2017 et 2018 sur 16 000 filets a classé 42% des échantillons comme étant modérément atteints par le WB et 18% comme étant sévèrement touchés (Petracci et al., 2019). L'évaluation des filets de poulets âgés de 9 semaines aux États-Unis a révélé qu'environ 85% des échantillons présentaient le défaut WB (dont plus de 42% avec des degrés sévères ou très sévères) (Kuttappan et al., 2017b).

Il convient de souligner que les critères de classification des défauts peuvent varier considérablement selon les enquêtes (Petracci et al., 2015 ; Kuttappan et al., 2016). Les fréquences reportées dans cette partie sont donc indicatives. Par ailleurs, elles reflètent la diversité des génétiques et des pratiques d'élevage (souche, âge, sexe, alimentation) utilisées en production de poulet de chair. Toutefois, on peut remarquer que la fréquence des défauts WS

<footnote n="1">¹Les GMQ estimés sont indiqués par un astérisque.</footnote>
et WB sévères est particulièrement élevée pour la production de mâles lourds (abattus à plus de 3,5 kg).

<table><caption>Tableau 3 : Incidence du défaut WB</caption><thead><tr><td>Références</td><td>Incidence (%)</td><td>Poids des animaux (kg)</td><td>Age des animaux (jours)</td><td>GMQ<sup>1</sup> (g/j)</td><td>Rendement filet (%)</td><td>Sexe des animaux</td></tr></thead><tbody><tr><td>(Bailey et al., 2015)</td><td>TOT : 3,19</td><td>2,33</td><td>42</td><td>53*</td><td>29,4</td><td>-</td></tr><tr><td>(Tijare et al., 2016)</td><td>TOT : 96,0<br>MILD : 48<br>MOD : 28<br>SEV : 20</td><td>3,97</td><td>61</td><td>65*</td><td>-</td><td>Mâle</td></tr><tr><td>(Papah et al., 2017)</td><td>TOT : 74,0<br>MILD : 40<br>MOD : 25<br>SEV : 9</td><td>2,70</td><td>42</td><td>61-70*</td><td>-</td><td>Mâle</td></tr></tbody></table>

Peu de données sont actuellement disponibles concernant l'incidence des muscles spaghetti. En France, une enquête menée en 2017 dans les abattoirs industriels français a montré que 11% des filets présentaient le défaut sur 123 lots de poulets standards, certifiés et lourds (Baéza et al., 2018).

L'augmentation progressive de l'incidence de ces trois défauts a entraîné une intensification des recherches autour de ces myopathies afin de déterminer leur origine génétique ou biologique. En témoigne l'augmentation croissante du nombre de publications scientifiques en lien avec les défauts WS et WB depuis leur apparition (Figure 12).

<figure><img src="image_15.png" /><figcaption>Figure 12 : Nombre d'articles publiés par an en lien avec les défauts WS, WB et SM chez le poulet (jusqu'au 16/04/2019)</figcaption></figure>

<footnote n="1">¹Les GMQ estimés sont indiqués par un astérisque.</footnote>
À partir de 2016, le nombre de publications concernant le WB dépasse celui concernant le WS, reflétant la chronologie d'apparition des défauts et le développement d'une problématique industrielle particulièrement critique dans le cas du WB. En effet, comme nous le verrons par la suite, dans les cas extrêmes les filets atteints de WB ne peuvent être ni vendus en frais, ni utilisés pour la transformation en produits élaborés. Les États-Unis sont les premiers producteurs mondiaux de volaille (22Mt), suivis de la Chine (16 Mt), de l'Union européenne (15 Mt) et du Brésil (14 Mt) (ITAVI, 2018). Il n'est donc pas étonnant que les États-Unis, l'Europe (essentiellement l'Italie, puis la France et la Finlande) et le Brésil soient les principaux contributeurs des publications en lien avec les défauts WS et WB chez le poulet (Figure 13).

<figure><img src="image_16.png" /><figcaption>**Figure 13** : Principaux pays contributeurs aux publications en lien avec les défauts WS et WB</figcaption></figure>
Les États-Unis ont été les premiers à publier sur le défaut WS avec les études de Bauermeister et al. (2009) et Kuttappan et al. (2009), rapidement suivis par l'Italie avec plusieurs articles de Petracci et al. (2012, 2013, 2014, 2015) et Mudalal et al. (2014, 2015). Quant au défaut WB, c'est la Finlande avec l'étude de Sihvo et al. (2013) qui l'a décrit pour la première fois dans la littérature. Les premières publications sur les défauts se focalisaient essentiellement sur la description des lésions macroscopiques et microscopiques et l'impact de ces myopathies sur les paramètres de qualité de la viande. Progressivement, les articles se sont concentrés sur l'identification des facteurs de variation et des mécanismes moléculaires mis en jeu ainsi que sur la recherche et la mise en œuvre de différentes stratégies (génétique, alimentaire, conditions d'élevage) afin de prévenir ou limiter la fréquence et la sévérité des défauts. Enfin, plus récemment, plusieurs études ont proposé des méthodes de détection et de tri des filets atteints par les défauts directement au niveau de la chaîne de production. La suite de la synthèse bibliographique traite de ces différents sujets d'étude.
## II. Description des défauts « white striping » et « wooden breast »

Le projet de thèse s'est focalisé sur les deux principaux défauts musculaires présents dans les abattoirs français, le WS et le WB. Cette partie vise à faire une description exhaustive de ces défauts, des lésions histologiques observées aux caractéristiques sensorielles et technologiques altérées.

### II.1 Caractéristiques histologiques

Les défauts WS et WB ont largement été décrits dans la littérature. Le défaut WB étant régulièrement accompagné du défaut WS, il n'est pas surprenant de retrouver des caractéristiques histologiques communes entre les deux défauts (Sihvo et al., 2013). Les observations histologiques des muscles atteints de WS et/ou de WB montrent des fibres en dégénérescence (nécrose), atrophiées, et de tailles variables (Kuttappan et al., 2009 ; Kuttappan et al., 2013c ; Sihvo et al., 2013 ; Mazzoni et al., 2015), ainsi que plusieurs autres changements fréquemment associés à des myopathies (Figure 14).

<figure><img src="image_17.png" /><figcaption>**Figure 14** : Coupe histologique de muscle atteint de WS, adapté de (Ferreira et al., 2014)</figcaption></figure>

Ces phénomènes sont accompagnés d'une lyse des fibres, d'une légère minéralisation, de signes de régénération (noyaux centraux) ainsi que d'une infiltration de cellules mononucléées (lymphocytes, macrophages) et une inflammation interstitielle (Kuttappan et al., 2009 ; Kuttappan et al., 2013c ; Sihvo et al., 2013 ; Ferreira et al., 2014 ; Petracci et al., 2015 ; Russo et al., 2015). Des phénomènes de fibrose (accumulation de tissus conjonctifs fibreux due à
l'endommagement du muscle, et remplacement des fibres musculaires avec des protéines de la
matrice extracellulaire (MEC) comme le collagène), et d'adipose (accumulation de tissus
adipeux) sont observables dans les espaces intercellulaires. Les modifications histologiques
observées dans les filets atteints de WS ou de WB sont clairement des signes d'une myopathie
dégénérative.

Plus la sévérité des défauts augmente, plus on augmente la sévérité des lésions (nécrose notamment), et plus les phénomènes de fibrose et d'adipose sont importants. Ces inclusions de lipides et de collagène seraient la conséquence de nécrose de fibres musculaires. En effet, la dégénérescence des fibres dans des muscles endommagés libèrerait de l'espace, favorisant l'expansion de collagène et l'accumulation de gras (Kuttappan et al., 2012a). L'accumulation importante de tissu adipeux et dans une moindre mesure de collagène dans les muscles atteints de WS se traduirait par l'apparition de striations blanches à la surface du muscle (Petracci et al., 2013). Dans les cas de WB sévère, les muscles présentent une extension très développée des tissus conjonctifs endomysium et périmysium (Sihvo et al., 2013). Plusieurs études ont émis l'hypothèse que le collagène pourrait jouer un rôle majeur dans la définition de la fermeté accrue associée au développement du WB (Soglia et al., 2017 ; Velleman et al., 2017). Toutefois, il convient de souligner que d'après Sihvo et al. (2016), la fibrose ne serait pas la seule explication pour la fermeté des muscles WB. En effet, il semblerait que la fibrose soit une conséquence secondaire de la myodégénérescence chronique, puisque des muscles à consistance très dure et sans fibrose ont été observés dans les premières phases de développement du WB (Sihvo et al., 2016).

L'observation histologique des muscles est un bon complément de la notation macroscopique
des défauts pour juger de l'état lésionnel d'un muscle. En effet, plusieurs études ont montré que
des filets notés visuellement 0 (i.e., normaux) présentaient des zones de nécrose, des fibres
hypercontractées et des infiltrations de tissu adipeux et de cellules inflammatoires (Kuttappan
et al., 2013c ; Russo et al., 2015 ; Trocino et al., 2015 ; Sihvo et al., 2016 ; Papah et al., 2017).
Trocino et al. (2015) ont également démontré que 97% des filets soumis à une analyse
histologique présentaient des fibres endommagées, obtenant une corrélation de seulement 0,30
entre les évaluations visuelles et histologiques des défauts.

Les défauts WS et WB seraient histologiquement détectables autour de 14-15 jours (Radaelli et al., 2016 ; Sihvo et al., 2016), précédant les changements macroscopiques. Dans les premières phases de développement du WB, les lésions sont très localisées, puis s'étendent peu à peu pour former des lésions diffuses et sévères plus on approche de l'âge à l'abattage (Sihvo et al., 2016).
## II.2 Caractéristiques hématologiques et sérologiques

Concernant les paramètres hématologiques (nombre de leucocytes, globules rouges, lymphocytes, hémoglobine, et hématocrite), aucune différence n'a été observée entre les muscles normaux ou atteints de WS, même au niveau du dénombrement des leucocytes. Ceci signifie qu'aucune condition inflammatoire ou infection généralisée n'est associée à du WS sévère (Kuttappan et al., 2013b).

D'un point de vue sérologique, toutefois, quatre enzymes ont des concentrations élevées dans le sérum des animaux avec du WS sévère : la créatine kinase, l'alanine transaminase, l'aspartate aminotransférase et la lactate déshydrogénase, qui sont des marqueurs de nécrose tissulaire (Kuttappan et al., 2013b). Ces niveaux élevés indiquent que l'intégrité du sarcolemme (i.e., la membrane plasmique des fibres musculaires) est perturbée et attestent de l'endommagement des tissus musculaires et de phénomènes dégénératifs similaires aux dystrophies musculaires telles que la maladie de Duchenne chez l'homme (dans cette pathologie les activités de la créatine kinase et de la lactate déshydrogénase sont augmentées).

De plus, les filets atteints de défauts WS et WB montrent une augmentation de certains minéraux comme le calcium, le fer et le sodium, et une diminution du potassium et du phosphore (Tasoniero et al., 2016a). Une dérégulation de l'homéostasie des ions, et principalement de $Ca^{2+}$, peut avoir un rôle significatif dans le développement de lésions cellulaires. En effet, les dommages résultants de l'accumulation du $Ca^{2+}$ intracellulaire sur les cellules musculaires peuvent se produire de différentes manières. On suppose que l'excès de calcium peut entraîner une activation de protéases et de lipases intracellulaires qui viennent altérer l'intégrité de la membrane des fibres musculaires en dégradant les protéines sarcoplasmiques et myofibrillaires, entraînant une nécrose des fibres qui potentiellement dépasse la capacité de régénération du muscle (Petracci et al., 2015). L'activation de lipases et protéases permettrait également une augmentation de l'afflux de calcium, amorçant ainsi un "cercle vicieux" de lésions musculaires et de libération de calcium (Mutryn et al., 2015).

## II.3 Caractéristiques technologiques

Les caractéristiques technologiques des muscles peuvent être définies au travers des performances de croissance (poids du filet, rendement en filet) ainsi qu'au travers des paramètres liés à la qualité de la viande (paramètres de couleur, pertes à la cuisson, tendreté,
exsudat, pHu). Le **Tableau 4** récapitule l'ensemble des caractéristiques des filets de poulet présentant le défaut WS et/ou WB.

<table><caption>**Tableau 4** : Propriétés fonctionnelles des filets atteints de WS seul, de WB seul ou des deux défauts par rapport aux filets normaux N</caption><thead><tr><th>Paramètres</th><th>WS</th><th>WB</th><th>WS/WB</th><th>Références</th></tr></thead><tbody><tr><td>Poids vif</td><td>&gt; N</td><td>-</td><td>-</td><td>(Kuttappan et al., 2013b; Alnahhas et al., 2016)</td></tr><tr><td>Poids du filet</td><td>&gt; N</td><td>&gt; N</td><td>&gt; N</td><td>(Bauermeister et al., 2009; Kuttappan et al., 2012a; Kuttappan et al., 2013b; Dalle Zotte et al., 2014; Mudalal et al., 2014; Mudalal et al., 2015; Bowker and Zhuang, 2016; Chatterjee et al., 2016; Sanchez Brambila et al., 2016; Zambonelli et al., 2016; Kuttappan et al., 2017b; Baldi et al., 2018; Dalgaard et al., 2018)</td></tr><tr><td>Rendement en filet</td><td>&gt; N</td><td>&gt; N</td><td>&gt; N</td><td>(Kuttappan et al., 2012a; Kuttappan et al., 2013b; Alnahhas et al., 2016; Kuttappan et al., 2017b)</td></tr><tr><td>L*</td><td>≥ N</td><td>≥ N</td><td>= N</td><td>(Bauermeister et al., 2009; Kuttappan et al., 2013a; Petracci et al., 2013; Mudalal et al., 2015; Trocino et al., 2015; Bowker and Zhuang, 2016; Chatterjee et al., 2016; Sanchez Brambila et al., 2016; Tasoniero et al., 2016a; Zambonelli et al., 2016; Dalle Zotte et al., 2017; Kuttappan et al., 2017b; Wold et al., 2017; Cai et al., 2018; Zhuang and Bowker, 2018; Baldi et al., 2019)</td></tr><tr><td>a*</td><td>≥ N</td><td>≥ N</td><td>≥ N</td><td></td></tr><tr><td>b*</td><td>&gt; N</td><td>&gt; N</td><td>&gt; N</td><td></td></tr><tr><td>Résistance force de compression/cisaillement, filets crus ou marinés</td><td>≥ N</td><td>≥ N</td><td>&gt; N</td><td>(Kuttappan et al., 2013c; Petracci et al., 2013; Mudalal et al., 2015; Trocino et al., 2015; Soglia et al., 2016b; Tasoniero et al., 2016a; Zambonelli et al., 2016; Dalle Zotte et al., 2017; Cai et al., 2018; Dalgaard et al., 2018; Zhuang and Bowker, 2018; Baldi et al., 2019)</td></tr><tr><td>Pertes à la cuisson, filets crus ou marinés</td><td>&gt; N</td><td>&gt; N</td><td>&gt; N</td><td>(Petracci et al., 2013; Dalle Zotte et al., 2014; Mudalal et al., 2015; Trocino et al., 2015; Tasoniero et al., 2016a; Tijare et al., 2016; Zambonelli et al., 2016; Dalle Zotte et al., 2017; Dalgaard et al., 2018; Malila et al., 2018)</td></tr><tr><td>Exsudat, filets crus ou marinés</td><td>≥ N</td><td>&gt; N</td><td>&gt; N</td><td>(Petracci et al., 2013; Mudalal et al., 2015; Kuttappan et al., 2017b; Cai et al., 2018; Dalgaard et al., 2018; Malila et al., 2018)</td></tr><tr><td>Rendement technologique</td><td>&lt; N</td><td>&lt; N</td><td>&lt; N</td><td>(Petracci et al., 2013; Mudalal et al., 2015)</td></tr><tr><td>Assimilation d'une marinade</td><td>&lt; N</td><td>&lt; N</td><td>&lt; N</td><td>(Petracci et al., 2013; Mudalal et al., 2015; Tijare et al., 2016)</td></tr><tr><td>pHu</td><td>≥ N</td><td>≥ N</td><td>&gt; N</td><td>(Kuttappan et al., 2013c; Petracci et al., 2013; Mudalal et al., 2015; Trocino et al., 2015; Alnahhas et al., 2016; Bowker and Zhuang, 2016; Chatterjee et al., 2016; Sanchez Brambila et al., 2016; Soglia et al., 2016b; Tasoniero et al., 2016a; Zambonelli et al., 2016; Dalle Zotte et al., 2017; Kuttappan et al., 2017b; Wold et al., 2017; Baldi et al., 2018; Cai et al., 2018; Dalgaard et al., 2018; Malila et al., 2018; Zhuang and Bowker, 2018)</td></tr></tbody></table>

Les poids et rendements en filets sont variables selon les études puisqu'ils dépendent notamment du fond génétique, du sexe des animaux et du poids et de l'âge d'abattage. Globalement, il apparaît clairement que l'occurrence et la sévérité des défauts s'accroissent
avec l'augmentation du poids des animaux, ainsi que du poids et du rendement des filets (Tableau 4).

La couleur de la viande est déterminée par plusieurs facteurs (âge, sexe, technique de transformation, cuisson, état de contraction du muscle, etc.) dont la quantité de myoglobine, qui est une protéine sarcoplasmique servant de transporteur d'oxygène dans le muscle (Fletcher *et al.*, 2000). Plus l'animal est âgé, plus la concentration en myoglobine augmente et la chair devient rouge. Les fibres musculaires blanches qui composent les filets (fibres type II, glycolytiques, à contraction rapide) ont une faible teneur en myoglobine par rapport aux fibres musculaires rouges qui composent les cuisses ou les pilons (fibres de type I, oxydatives, à contraction lente) (Dransfield and Sosnicki, 1999). Les pigments xanthophylles, molécules de couleur jaune, peuvent également affecter les indices de jaune et de rouge du filet (Jlali *et al.*, 2012). La couleur peut être mesurée objectivement et de façon reproductible par colorimétrie avec des spectrophotomètres. Elle est définie au travers de trois composantes : la clarté ou luminance (L*), l'indice de rouge (a*) et l'indice de jaune (b*). Ces trois composantes sont considérablement modifiées avec la présence des défauts WS et WB (Tableau 4). Les premières études concernant l'impact des défauts sur les paramètres de qualité de la viande ne montrent pas de différence significative pour la composante L* entre les filets normaux ou atteint de WS et WB (Bauermeister *et al.*, 2009 ; Kuttappan *et al.*, 2013a ; Petracci *et al.*, 2013). Toutefois, les dernières études indiquent clairement une augmentation de L* avec la présence et la sévérité des défauts, notamment pour le WB qui confère à la viande une pâleur caractéristique (Mudalal *et al.*, 2015 ; Dalle Zotte *et al.*, 2017 ; Baldi *et al.*, 2019). En ce qui concerne l'indice de rouge, les filets présentant les défauts WS et WB ont tendance majoritairement à avoir un a* plus élevé que les filets normaux, le changement étant déjà détectable à un degré modéré de lésions. L'hypothèse a été émise que la couleur plus rouge dans les filets lésés découlerait d'une surexpression de la myoglobine qui pourrait être concomitante au phénomène de commutation de type de fibres, à savoir la conversion de fibres de type II en fibres de type I en réponse au phénomène de nécrose des fibres (Mutryn *et al.*, 2015). Ce switch peut se produire suite à des phénomènes de nécrose et de dégénérescence des fibres, lors des mécanismes de réparation. La présence régulière de pétéchies, hémorragie mineure induite par la rupture d'un capillaire sanguin, à la surface des muscles atteints de WB peut également participer à l'augmentation de l'indice de rouge. L'indice de jaune (b*), quant à lui, augmente significativement avec la présence et la sévérité des défauts, donnant une couleur plus jaune aux muscles atteints par du WS ou du WB. Les pigments xanthophylles se trouvant dans les
graisses, on peut imputer cette modification de l'indice de jaune à un pourcentage plus élevé de graisse intramusculaire, ce qui donne aux filets une apparence plus grasse ou marbrée (Kuttappan et al., 2012c ; Kuttappan et al., 2013a).

Les méthodes de mesure physique de la texture de la viande font appel à des instruments qui tentent de simuler les sensations de toucher ressenties par le consommateur pendant la mastication, puis de les mesurer. Il s'agit de tests mécaniques qui mesurent la résistance ou l'amplitude de la déformation du produit à différents types de forces qui lui sont appliquées. Plusieurs mesures de forces mécaniques peuvent être réalisées ; la plus répandue consiste à mesurer la force nécessaire pour cisailler un échantillon de viande (généralement cuit) en faisant passer une arrête tranchante à travers un morceau de viande, perpendiculairement aux fibres musculaires. Même si certains cas de WB chez des poulets à l'âge de l'abattage ont été détectés macroscopiquement sans montrer une augmentation des dépôts de collagène (Sihvo et al., 2013), la fibrose réparatrice est considérée jusqu'à présent comme la raison principale expliquant la consistance dure caractérisant les filets atteints de WB. En effet, une accumulation anormale de matrice extracellulaire et de ses composants (i.e., le collagène et les protéoglycanes) se produit généralement dans les tissus lésés, pouvant jouer un rôle dans la rigidité musculaire. Le collagène est la macromolécule fibreuse prédominante déposée dans l'épimysium et le périmysium, qui fournit au tissu musculaire une résistance mécanique à l'étirement, tandis que les protéoglycanes sont essentiels au maintien d'une structure normale des tissus ainsi que de leurs propriétés mécaniques. En ce qui concerne l'effet des myopathies sur la force de cisaillement de la viande cuite, il n'existe pas de consensus parmi les différentes études disponibles dans la littérature (Tableau 4). En effet, Mudalal et al. (2015) ont observé que les filets cuits atteints de WS, de WB ou des deux défauts à la fois n'étaient pas plus durs que les filets normaux, sauf si les filets étaient préalablement marinés. Dans ce cas-là, les filets présentant les deux défauts avaient une consistance plus dure que les filets normaux ou ayant un des deux défauts. En revanche, Petracci et al. (2013) ont rapporté des résultats différents. Dans cette étude, les filets atteints de WS sévère témoignaient même d'une consistance plus molle que celle obtenue après la cuisson d'une viande normale ou modérément affectée, la tendance étant toutefois inversée si les filets étaient préalablement marinés. Baldi et al. (2019) ont montré que la résistance à la force de cisaillement des filets affectés par le WS ou le WB était plus élevée sur filets crus, et à l'inverse plus faible sur filets cuits, par rapport aux filets normaux. Globalement, les mesures de tendreté suggèrent une augmentation de la résistance à la force de cisaillement en présence des défauts WS et WB sur filets crus qui n'est pas conservée
après cuisson. Ceci peut s'expliquer par le fait que les molécules de collagène sont composées de liaisons croisées thermiquement labiles et qui se solubilisent à des températures comprises entre 53 et 63° (Martens et al., 1982). Néanmoins, la dureté des filets atteints de WB diminue au cours de la conservation à +4°C (Xiao and Owens, 2016b; Sun et al., 2018). La congélation-décongélation induit également une diminution de la dureté de ces filets (Xiao and Owens, 2016a).

Mise à part pour les mesures de tendreté, l'ensemble des études portant sur la qualité technologique des filets convergent. Elles montrent que les filets atteints de WS et/ou WB présentent un exsudat et des pertes à la cuisson supérieurs, une moins bonne assimilation de la marinade, ainsi qu'une diminution du rendement technologique par rapport aux filets normaux (Tableau 4). Ces observations indiquent une altération prononcée du PRE dans les filets affectés, qui est défini comme la capacité de la viande à retenir l'eau quand une force y est appliquée (i.e., découpe, pression, broyage) ou pendant la transformation de la viande (i.e., saumurage, cuisson) ou encore le stockage (Apple and Yancey, 2013).

La cinétique de baisse du pH post-mortem du muscle est également un déterminant majeur du PRE. Un pHu bas (plus proche du point isoélectrique des protéines musculaires, environ 5,0) conduit à la dénaturation des protéines et donc à un PRE médiocre, tandis que les muscles à pHu élevé présentent de meilleures capacités de rétention d'eau (Hamm, 1960). Néanmoins, les théories bien établies expliquant la relation entre le pHu et le PRE des viandes ne s'appliquent pas aux filets affectés par les myopathies WS et WB chez le poulet. En effet, le pHu des filets atteints de WS ou de WB est généralement supérieur de plusieurs décimales (0,2 à 0,4) à celui des filets normaux, alors que leur PRE, lui, est bien inférieur. La dégénérescence sévère du tissu musculaire, notamment la diminution des protéines myofibrillaires et sarcoplasmiques (Petracci et al., 2014) observée dans ces myopathies, expliquerait le faible PRE de ces filets et l'absence de lien avec le pH (Dalgaard et al., 2018). L'accumulation de matière interstitielle telle que l'eau, le collagène et les protéoglycanes dans les muscles WS et WB peut également contribuer à expliquer les pertes d'eau lors de la compression ou bien encore la cuisson.

Il convient de noter que, par rapport au WS, la présence de WB ou des deux défauts au sein du même filet accentue nettement la dégradation du PRE du muscle. Les observations sur la viande crue indiquent clairement que le défaut WB entraîne des effets indésirables plus graves sur les paramètres de qualité de la viande par rapport au WS. Sur la base de leurs observations histopathologiques, Kuttappan et al. (2009) et Sihvo et al. (2013) ont émis l'hypothèse que les
défauts WS et WB pourraient avoir une seule et même étiologie, et que dans cette hypothèse, le défaut WB pourrait correspondre à un stade avancé du développement de la myopathie.

## II.4 Composition chimique et valeur nutritionnelle

Les muscles du filet affectés par une ou deux myopathies (WS et WB) présentent des différences de composition chimique et nutritionnelle par rapport aux filets normaux chez le poulet (Tableau 5).

<table><caption>Tableau 5 : Caractéristiques chimiques et nutritionnelles des filets atteints de WS seul, de WB seul ou des deux défauts par rapport aux filets normaux N</caption><thead><tr><th>Paramètres</th><th>WS</th><th>WB</th><th>WS/WB</th><th>Références</th></tr></thead><tbody><tr><td>Protéines totales</td><td>&lt; N</td><td>&lt; N</td><td>&lt; N</td><td>(Kuttappan et al., 2012a ; Kuttappan et al., 2013c ; Mudalal et al., 2014 ; Petracci et al., 2014 ; Soglia et al., 2016a ; Soglia et al., 2016b ; Wold et al., 2017 ; Cai et al., 2018 ; Malila et al., 2018 ; Baldi et al., 2019 ; Wold et al., 2019)</td></tr><tr><td>Protéines sarcoplasmiques</td><td>≤ N</td><td>≤ N</td><td>≤ N</td><td>(Mudalal et al., 2014 ; Petracci et al., 2014 ; Baldi et al., 2018)</td></tr><tr><td>Protéines myofibrillaires</td><td>≤ N</td><td>≤ N</td><td>≤ N</td><td>(Mudalal et al., 2014 ; Petracci et al., 2014 ; Baldi et al., 2018)</td></tr><tr><td>Collagène</td><td>≥ N</td><td>≥ N</td><td>≥ N</td><td>(Mudalal et al., 2014 ; Petracci et al., 2014 ; Soglia et al., 2016a ; Soglia et al., 2016b ; Baldi et al., 2018 ; Cai et al., 2018 ; Malila et al., 2018 ; Baldi et al., 2019)</td></tr><tr><td>Lipides</td><td>&gt; N</td><td>&gt; N</td><td>&gt; N</td><td>(Kuttappan et al., 2012a ; Kuttappan et al., 2013c ; Petracci et al., 2014 ; Soglia et al., 2016a ; Soglia et al., 2016b ; Wold et al., 2017 ; Baldi et al., 2018 ; Cai et al., 2018 ; Baldi et al., 2019)</td></tr><tr><td>Gras intramusculaire</td><td>&gt; N</td><td>-</td><td>-</td><td>(Mudalal et al., 2014 ; Petracci et al., 2014 ; Alnahhas et al., 2016)</td></tr><tr><td>Humidité</td><td>≥ N</td><td>&gt; N</td><td>&gt; N</td><td>(Kuttappan et al., 2012a ; Mudalal et al., 2014 ; Petracci et al., 2014 ; Soglia et al., 2016a ; Soglia et al., 2016b ; Wold et al., 2017 ; Baldi et al., 2018 ; Cai et al., 2018)</td></tr><tr><td>AG polyinsaturés</td><td>≤ N</td><td>= N</td><td>= N</td><td>(Kuttappan et al., 2012a ; Kuttappan et al., 2013b ; Soglia et al., 2016a)</td></tr><tr><td>AG monoinsaturés</td><td>≥ N</td><td>= N</td><td>= N</td><td>(Kuttappan et al., 2012a ; Kuttappan et al., 2013b ; Soglia et al., 2016a)</td></tr><tr><td>AG saturés</td><td>&lt; N</td><td>= N</td><td>= N</td><td>(Kuttappan et al., 2012a ; Kuttappan et al., 2013b ; Soglia et al., 2016a)</td></tr><tr><td>TBA-RS</td><td>= N</td><td>&gt; N</td><td>= N</td><td>(Alnahhas et al., 2016 ; Soglia et al., 2016a)</td></tr></tbody></table>

Les filets atteints de WS présentent un taux de protéines plus faible que les filets normaux. Mudalal et al. (2014) indiquent qu'il y a une diminution de la qualité des protéines dans les muscles atteints par rapport aux muscles normaux du fait de l'augmentation de la teneur en collagène et de la modification du profil des protéines sarcoplasmiques (protéines solubles,
majoritairement des enzymes impliquées dans le métabolisme énergétique) et myofibrillaires (protéines contractiles comme l'actine et la myosine par exemple). En effet, ils constatent une diminution de certaines protéines myofibrillaires (comme l'actine 42kDa, les chaînes légères de myosine à contraction lente LC1 et à contraction rapide LC3) et de quasiment toutes les protéines sarcoplasmiques (glycogène phosphorylase, pyruvate kinase, phosphoglucose isomérase, énolase, aldolase, glycéraldéhyde phosphate déshydrogénase, lactate déshydrogénase, et phosphoglycérate mutase). Une altération du système enzymatique peut être interprétée comme le signe d'une altération de la capacité du tissu musculaire à satisfaire sa demande en énergie dans des conditions pathologiques (Sihvo et al., 2013 ; Mudalal et al., 2014). De plus, la solubilité des protéines est également diminuée. Or, la solubilité des protéines myofibrillaires et sarcoplasmiques est fortement corrélée avec le pouvoir de rétention d'eau de la viande. Elle a donc un rôle majeur dans les propriétés technologiques de la viande car une faible solubilité des protéines entraîne une altération de leurs propriétés fonctionnelles.

Les filets atteints de WS présentent également des teneurs en lipides et en gras intramusculaire supérieures aux filets normaux. En revanche, Alnahhas et al. (2016) et Soglia et al. (2016a) n'ont pas montré d'effet du WS sur l'indice TBA-RS (indice de peroxydation lipidique), que le filet soit modérément ou sévèrement affecté. Ceci suggère que, bien que la teneur en lipides soit généralement plus élevée dans les filets atteints de WS, ils ne seraient pas plus susceptibles à l'oxydation que les filets normaux. De plus, dans la majorité des cas, des niveaux plus élevés d'acides gras monoinsaturés et des taux plus bas d'acides gras saturés et polyinsaturés ont été observés chez les filets de poulet présentant du WS sévère par rapport aux filets sains. Une quantité élevé d'acides gras monoinsaturés dans le muscle pourrait être le marqueur d'une lipogenèse et donc d'un engraissement accrus au niveau musculaire.

Des résultats similaires ont été observés dans les filets atteints de WB (avec ou sans WS). L'ensemble des études ont rapporté des résultats convergents, notamment une réduction significative des teneurs en protéines et une augmentation des taux d'humidité et de lipides dans les muscles WB par rapport aux muscles sains. Cependant, Soglia et al. (2016b) ont souligné que, contrairement aux filets WS, les filets WB et WS/WB ne présentaient aucune différence en acides gras saturés, monoinsaturés, et polyinsaturés par rapport aux muscles normaux.

Les modifications de la composition chimique des viandes WS, WB et WS/WB sont cohérentes avec les observations histopathologiques de ces muscles (i.e., dégénérescence et lyse des fibres musculaires, légère minéralisation, régénération occasionnelle, infiltration de cellules mononuclées, adipose, inflammation et fibrose interstitielle). Ces modifications sont cohérentes
avec la diminution de la teneur en protéines totales qui est un effet indirect de la dégénérescence des fibres musculaires et de l'accumulation accrue de lipides intramusculaires et de tissu fibreux. L'augmentation de lipides, de gras intramusculaire et de collagène dans les muscles atteints de WS et WB est due aux phénomènes de réparation du muscle : l'adipose et la fibrose.

De manière intéressante, Soglia et al. (2018) ont noté que le défaut WS n'affecte que légèrement la composition de la viande de dinde (lipides et cendres) par rapport à celle de poulet. On peut alors supposer qu'il existe une réponse physiologique spécifique de l'espèce vis-à-vis des profonds changements induits par la sélection génétique sur le développement musculaire.

Dans cette partie, nous avons répertorié un nombre important de modifications structurales, fonctionnelles et biochimiques des muscles présentant les défauts WS et WB qui, nous le verrons dans la partie suivante, ne sont pas sans conséquences pour la filière et les consommateurs.
### III. Impact des défauts WS et WB pour la filière et les consommateurs

Au cours des 20 dernières années, la pression génétique visant à améliorer le taux de croissance et le rendement en filet des poulets a entraîné une incidence plus élevée des anomalies musculaires avec une recrudescence des défauts, tels que le WS et le WB. En abattoir français, bien que les pratiques diffèrent d'un abattoir à l'autre, seuls les filets les plus gravement touchés sont globalement déclassés. Dernièrement, certaines directions départementales de la protection des populations (DDPP) ont commencé à faire des retraits sanitaires sur les filets atteints de WS et de WB, mais la pratique est loin d'être généralisée. L'impact de ces défauts sur la rentabilité économique de la filière reste donc faible, mais risque de progresser à moyen terme si la fréquence et la sévérité des défauts ne cessent d'augmenter. De plus, les qualités nutritionnelle, sensorielle et technologique de la viande étant dégradées, ces défauts impactent la satisfaction du consommateur et potentiellement sa motivation à acheter de la viande de volaille. Enfin, il ne faut pas négliger l'impact sur l'image de la filière dans un contexte marqué par des attentes sociétales fortes sur la santé et le bien-être des animaux.

#### III.1 Rejet par les consommateurs

Les consommateurs sont de plus en plus exigeants en termes de sécurité, de propriétés sensorielles, de valeur nutritionnelle et de bien-être des animaux (Magdelaine et al., 2008 ; Lusk, 2018). L'impact négatif des défauts WS et WB sur l'apparence des filets frais (décoloration, pétéchies, stries blanches anormales, renflements) peut être une motivation suffisante pour que le consommateur rejette les produits atteints par une myopathie. En effet, la couleur de la viande et l'aspect général du produit, quelle que soit l'espèce animale considérée, sont les principaux critères ayant une influence sur la perception de qualité d'un produit par les consommateurs. En effet, ils se basent sur la couleur et l'apparence pour juger de la fraîcheur d'un produit dans une barquette filmée et sont, dans la majorité des cas, prêts à payer un prix plus élevé pour un produit ayant une couleur qu'ils jugent acceptable. Par conséquent, toute condition affectant négativement l'apparence visuelle d'un produit peut influer sur la décision d'achat de viande crue et conditionnée, entraînant potentiellement des pertes économiques.

L'étude la plus complète sur l'attitude des consommateurs à l'égard des filets de poulet atteints de myopathies a été réalisée par Kuttappan et al. (2012b). Plusieurs photos de filets atteints par
différents degrés de sévérité du défaut WS ont été présentées à des consommateurs américains. Dans une évaluation hédonique de l'apparence globale des filets, sur une échelle de 9 points, le score des consommateurs diminuait de manière significative avec l'augmentation de la sévérité de la myopathie (filets normaux : 6,9, filets avec WS modéré : 6,5 et filets avec WS sévère : 4,5). Dans l'ensemble, plus de la moitié des consommateurs (56,7%) n'ont pas apprécié les filets présentant du WS sévère et ne les achèteront pas ou probablement pas. L'intention d'achat moyenne a donc également diminué de manière significative, passant de 3,6 pour un filet normal à environ 2,5 pour un filet atteint de WS, sur une échelle de 5 points. Lorsqu'on leur a demandé d'expliquer les raisons de leurs préférences, les consommateurs ont indiqué ne pas apprécier l'aspect plus gras du filet et la présence de stries blanches, perçues comme anormales dans un filet de poulet. Dalle Zotte et al. (2017) ont également fait une étude pour évaluer la qualité perçue par les consommateurs sur des produits présentant du WB. Selon cette étude, le WB dégrade la qualité du produit en ayant un impact direct sur l'apparence visuelle des filets par l'apparition de renflements, de pétéchies et d'exsudat en surface. Ces deux études indiquent que les défauts WS et WB ont un impact négatif sur l'apparence visuelle des filets, affectent la décision d'achat, entraînent le rejet du produit par les consommateurs et peuvent donc potentiellement entrainer des pertes économiques considérables pour la filière. En effet, le produit est difficilement vendable en frais. De plus, même s'il y avait acte d'achat par les consommateurs, Zhuang et Bowker (2018) ont montré qu'une fois le produit cuit, la partie ventrale du filet atteint de WB présentait des zones décolorées, et était plus foncée, plus rouge, et plus jaune, que des filets normaux. Or, les viandes de poulets cuisinées dont la couleur diffère de la couleur normale de la viande cuite entraînent le rejet des consommateurs (Fletcher, 1999). Tasoniero et al. (2016) ont suggéré un traitement de pré-cuisson pour qu'une fois les filets cuits, les défauts ne soient plus distinguables. Bien que cela ait été efficacement réalisé, une évaluation hédonique ultérieure a révélé que les filets WS/WB recevaient des scores inférieurs à ceux des filets normaux en raison de la sensation de goût en bouche. Or, la décision de rachat se fait en fonction de la qualité du produit exprimée au niveau de la texture, du goût et de la tendreté. Plusieurs analyses sensorielles ont montré que les filets atteints de WS ou de WB étaient plus durs, plus difficiles à mâcher, plus fibreux et plus cohésifs que les filets normaux (Sanchez Brambila et al., 2016 ; Tasoniero et al., 2016a ; Brambila et al., 2018 ; Maxwell et al., 2018).

De plus, la prise de conscience des causes sous-jacentes de ces viandes altérées et l'identification de ce produit en tant que « muscle malade » peuvent accentuer le rejet du
consommateur et dégrader l'image de la filière volaille. Ainsi, de plus en plus d'articles dédiés aux défauts WS et WB sont relayés par la presse spécialisée et généraliste, notamment par les médias de renommée internationale (CBSNews, 2016 ; TheWallStreetJournal, 2016 ; TheIndependent, 2017 ; TheSun, 2017). « Pourquoi vous devriez arrêter de manger des filets de poulet avec des stries blanches » titrait The Independent en février 2017, ou encore « Voilà ce que sont vraiment les stries blanches sur votre poulet, et pourquoi vous devez faire attention à elles », article publié dans The Sun en décembre 2017. La plupart de ces articles informent de la survenue des défauts WS et WB, de leurs causes et de leurs conséquences. Même si les informations divulguées sont parfois biaisées et pas totalement fondées sur le plan scientifique, il est un fait que les consommateurs des pays développés sont de plus en plus préoccupés par la manière dont les animaux sont élevés et la viande produite. Plusieurs études récentes ont montré que le défaut WB avait un impact négatif sur l'activité, la santé et le bien-être des animaux, diminuant leur qualité de vie (Papah et al., 2017 ; Norring et al., 2018 ; Severyn et al., 2019). Les animaux atteints de WB ont une plus grande difficulté de locomotion et sont moins actifs (Norring et al., 2018). Certains animaux sont également incapables de se relever une fois en position décubitus dorsal (Papah et al., 2017). De plus, des pathologies similaires sont fréquemment associées à des épisodes douloureux chez l'homme (Zebracki and Drotar, 2008), et on ne peut pas exclure que les animaux ressentent des douleurs similaires.

### III.2 Altération des propriétés nutritionnelles et technologiques

Compte tenu du rejet par les consommateurs des filets atteints de WS et WB, les détaillants peuvent difficilement vendre le produit en frais. Pour cette raison, l'abatteur dégrade ou retire de la chaîne les filets affectés par les défauts WS et WB en fonction de la gravité des défauts, ce qui peut se traduire par des pertes économiques. De manière générale, les filets atteints de WS sévère sont rétrogradés en minerai pour la transformation en produits élaborés (nuggets, charcuterie, etc.) où la composition chimique peut être modifiée durant la formulation (Lorenzi et al., 2014). Les filets avec du WS modéré sont vendus en frais et ceux avec du WB sévère sont éliminés de la chaîne et déclassés pour la production de « pet food ». En plus des pertes économiques associées au retrait des produits, une part variable des filets acceptés pour la consommation humaine doit également être prise en compte pour évaluer l'impact économique de ces myopathies sur la filière. En effet, il faut prendre en compte dans ce calcul les pertes économiques dues i) au rejet par le consommateur en raison des propriétés visuelles et sensorielles indésirables, ii) à la condamnation ou au parage (filets entiers, carcasse), iii) au tri
manuel sur la chaîne de désossage (ajout et formation de personnel pour la classification et le tri), iv) à l'ajout d'additifs ou de traitements spéciaux lors de la transformation, et v) à la dégradation des propriétés fonctionnelles et nutritionnelles des filets.

La transformation des filets WS et WB en produits élaborés constitue une alternative pour commercialiser les filets atteints en éliminant le problème esthétique des défauts, et évite ainsi un rejet potentiel par le consommateur. Toutefois, plusieurs études ont montré que les filets WS et WB ont des propriétés technologiques inférieures, conséquence de l'altération du PRE des filets affectés, comme en témoigne l'augmentation des pertes à la cuisson et la moins bonne assimilation de la marinade, ainsi qu'une texture médiocre (Cf. II.3), affectant la qualité des produits transformés. Des additifs sont alors ajoutés, ou des traitements spéciaux au niveau des procédés de cuisson sont réalisés, augmentant le temps de travail, le coût à la transformation, et donc entraînant la diminution des marges (Lesiów and Kijowski, 2003). De plus, l'industrie de la transformation est aujourd'hui engagée dans une démarche de réduction des additifs, notamment pour les gammes de produits de qualité supérieure, et est donc particulièrement pénalisée par cette dégradation de la matières première associés aux défauts structuraux. La dégradation des propriétés fonctionnelles des filets atteints diminue en particulier le rendement technologique, préjudiciable pour les transformateurs. En effet, la composition en protéines a un impact crucial sur la transformation, la qualité sensorielle et nutritionnelle de la viande et des produits carnés. Les protéines de la viande contiennent tous les acides aminés essentiels pour le corps humain, et contribuent à la facilité de transformation, l'apparence, la texture, et le goût en bouche de la viande. Les processus biochimiques affectant la composition et l'intégrité des protéines (comme c'est le cas dans les filets WS et WB) peuvent alors altérer les propriétés technologiques des viandes.

En plus d'une diminution de la teneur en protéines, la teneur en lipides est également modifiée dans les muscles WS et WB, modifiant de manière significative leurs caractéristiques nutritionnelles (Cf. II.4). Les filets modérément ou sévèrement atteints ont de plus fortes teneurs en lipides par rapport aux filets normaux. Les filets affectés présentent une augmentation du ratio collagène sur protéines totales, indiquant une diminution de la valeur nutritionnelle en raison de la faible digestibilité du collagène et la carence en certains acides aminés essentiels contenus dans les protéines des fibres musculaires (Mudalal et al., 2014 ; Petracci et al., 2014). Or, l'atout du filet de poulet comparé à la viande de porc ou de bœuf repose largement sur son profil nutritionnel sain (faible teneur en cholestérol et teneurs élevées en protéines et acides gras polyinsaturés). En effet, la viande de poulet, et en particulier celle du filet, correspond à la
demande des consommateurs en matière de faible teneur en matières grasses, sodium et cholestérol et d'apport d'acides gras insaturés (Cavani et al., 2009). La viande de volaille peut également être considérée comme un aliment fonctionnel, car elle fournit des substances bioactives ayant des effets favorables sur la santé humaine, telles que les acides gras polyinsaturés à longue chaîne (oméga 3), l'acide linoléique conjugué, les peptides bioactifs, les vitamines et les antioxydants (Cavani et al., 2009).

En conclusion, en altérant la rentabilité économique, la qualité des produits et l'image de la production, les défauts WS et WB sont devenus un sujet majeur pour la durabilité de la production de viande de poulet. Au seul niveau économique, Kuttappan et al. (2016) estimaient entre 200 millions et 1 milliard de dollars par an le coût des myopathies WS et WB et ceux, uniquement aux États-Unis. Une autre étude estimait, en se basant sur 260000 animaux abattus par jour et 0,8% des filets exclus, à 70000 dollars les pertes par jour (Zanetti et al., 2018). L'évolution de la littérature scientifique montre que la problématique du bien-être animal en lien avec l'éthique de la production devrait encore accentuer l'impact négatif de tels défauts sur la consommation de viande de poulet, en particulier dans les pays occidentaux.
# IV. Facteurs de variation

Compte tenu de l'augmentation rapide de la fréquence et de la sévérité des défauts dans les abattoirs, un grand nombre d'études a été mené ces dernières années pour mieux comprendre quels sont les principaux facteurs à l'origine de leur apparition. Les études ont considéré des facteurs liés aux caractéristiques intrinsèques des animaux, mais aussi à leur alimentation ou encore leur mode de production. Les objectifs de ces études étaient d'une part de mieux cerner les facteurs prédisposant à l'apparition de ces défauts mais aussi de rechercher des stratégies susceptibles de réduire leur fréquence et leur sévérité. Ce paragraphe propose de faire une synthèse de l'état actuel des connaissances dans ces domaines.

## IV.1 Caractéristiques de croissance des animaux et facteurs génétiques

Il est largement admis aujourd'hui que l'incidence des défauts musculaires WS et WB augmente avec l'amélioration des performances des animaux (augmentation du taux de croissance, poids et rendement en filet élevés à l'abattage) (Kuttappan et al., 2012a ; Kuttappan et al., 2013a ; Kuttappan et al., 2013c ; Petracci et al., 2013 ; Sihvo et al., 2013 ; Lorenzi et al., 2014). Le rôle de facteurs modifiant le poids et la composition corporelle des animaux à l'abattage (génotype, taux de croissance plus ou moins rapide, âge, et sexe) sur l'apparition et la sévérité des myopathies a été évalué au travers de plusieurs études chez des poulets à croissance rapide (Tableau 6). Les mâles ayant de meilleures performances que les femelles, le sexe des animaux est supposé influer sur l'apparition des myopathies. C'est ce qui a été observé pour le WB, les poulets de chair mâles présentant des incidences de WB plus élevées que les femelles (16,3 vs 8,0%, respectivement) (Trocino et al., 2015). Cependant, différents scénarios ont été décrits pour le WS. En effet, Trocino et al. (2015) n'ont détecté aucune différence entre les pourcentages totaux, modérés et sévères de WS entre les deux sexes. Les conclusions de Lorenzi et al. (2014) étaient en partie différentes puisqu'au sein d'un même génotype, les mâles présentaient un plus grand pourcentage de WS modéré que les femelles (31,1% vs 21,1%, respectivement), alors que le pourcentage de muscles sévèrement atteints était similaire entre les deux sexes (2,7%).

L'impact de la croissance sur l'incidence des défauts a également été confirmé par des observations histologiques montrant que la progression de la myodégénérescence associée à l'apparition des défauts musculaires est liée à l'âge au moment de l'abattage (Radaelli et al.,
2016 ; Sihvo et al., 2016 ; Papah et al., 2017 ; Griffin et al., 2018 ; Kawasaki et al., 2018) et au rendement en filet (Radaelli et al., 2016 ; Papah et al., 2017). Dernièrement, on a également émis l'hypothèse que le défaut WS serait une phase précoce du défaut WB et qu'il y aurait donc une progression du WS vers le WB avec l'augmentation de l'âge à l'abattage, qui influe à la fois sur le poids et le rendement en filet (Griffin et al., 2018). Une limite physiologique aurait été atteinte, comme cela a pu être observé il y a une vingtaine d'années chez des dindes lourdes, qui présentaient au niveau de leurs muscles des lésions dégénératives accompagnées de nécrose (Sosnicki et al., 1989).

<table><caption>**Tableau 6** : Facteurs d'élevage influençant l'apparition des défauts WS et WB dans les muscles du filet (adapté de Petracci et al, 2019)</caption><thead><tr><td>Facteurs</td><td>Effet sur l'apparition des défauts WS et WB</td><td>Références</td></tr></thead><tbody><tr><td>Souche</td><td>A fort rendement musculaire > Standard</td><td>(Kuttappan et al., 2013a ; Petracci et al., 2013 ; Lorenzi et al., 2014 ; Bailey et al., 2015 ; Trocino et al., 2015 ; Griffin et al., 2018 ; Livingston et al., 2019a)</td></tr><tr><td>Sexe</td><td>Mâle > Femelle</td><td>(Kuttappan et al., 2009 ; Kuttappan et al., 2013a ; Lorenzi et al., 2014 ; Trocino et al., 2015)</td></tr><tr><td>Age et poids des animaux à l'abattage</td><td>Élevé > Bas</td><td>(Bauermeister et al., 2009 ; Kuttappan et al., 2013a ; Kuttappan et al., 2013b ; Lorenzi et al., 2014 ; Russo et al., 2015 ; Cruz et al., 2016 ; Kuttappan et al., 2017b ; Papah et al., 2017)</td></tr><tr><td>Croissance</td><td>Très rapide > rapide</td><td>(Kuttappan et al., 2012a ; Kuttappan et al., 2013c ; Lorenzi et al., 2014 ; Kuttappan et al., 2017b)</td></tr></tbody></table>

Dans la littérature, il n'y a pas de consensus sur l'implication de la génétique dans l'apparition des défauts WS et WB, si ce n'est au travers de son effet sur les variations de croissance et de développement musculaire des animaux. De nombreuses études ont suggéré que le génotype du poulet pourrait favoriser l'apparition des myopathies (Kuttappan et al., 2013a ; Petracci et al., 2013 ; Sihvo et al., 2013 ; Lorenzi et al., 2014 ; Trocino et al., 2015 ; Griffin et al., 2018 ; Livingston et al., 2019a). En ce sens, les conclusions de Lorenzi et al. (2014) ont clairement indiqué qu'une souche sélectionnée pour un fort rendement en filet présentait un pourcentage plus élevé d'animaux avec du WS modéré et sévère que ceux appartenant à une souche standard. Ils ont observé des résultats similaires lorsqu'ils comparaient des animaux avec un poids du marché élevé (entre 3,0 et 4,2 kg) et standard (entre 2,2 et 3,0 kg). L'hypertrophie des fibres qui résulte à la fois de l'alourdissement des animaux et de l'augmentation des rendements en filets expliquerait en partie l'apparition des défauts.
Des preuves d'une base génétique des défauts WS et WB, ainsi que des corrélations avec le taux de croissance et le rendement en filet ont également été démontrées. Bailey *et al.* (2015) ont réalisé les premières estimations des paramètres génétiques de plusieurs myopathies (WS, WB, DPM) dans deux lignées de poulet avec des rendements en filet modérés ou forts. Le défaut WS était le plus fréquent dans les deux lignées de poulet. L'incidence des défauts WS et WB était significativement plus élevée dans la lignée à rendement élevé (WS : 49,6%, WB : 3,19%) que dans la lignée à rendement modéré (WS : 14,5%, WB : 0.16%). Toutefois, les corrélations génétiques estimées avec le poids vif ($r_g^{WS} = 0,08$ à $0,23$, $r_g^{WB} = -0,03$ à $0,16$) et le rendement en filet ($r_g^{WS} = 0,03$ à $0,25$, $r_g^{WB} = 0,002$ à $0,14$) étaient faibles à modérées dans les deux lignées étudiées. Concernant les héritabilités, elles restent faibles pour le WB (inférieures à 0,1 dans les deux lignées) mais sont modérées pour le WS (de 0,19 dans la lignée à rendement modéré à 0,34 dans la lignée à fort rendement en filet). La faible héritabilité du WB suggère un rôle prédominant des facteurs environnementaux dans la sensibilité à cette myopathie, tels que le temps d'incubation, l'alimentation, et la ventilation qui peuvent influencer les mécanismes de développement et de croissance du muscle (Bailey *et al.*, 2015). Si, comme le soulignent les auteurs, plus de 65% de la variabilité du WS serait due à d'autres facteurs que la génétique, le niveau d'héritabilité de ce défaut est compatible avec la mise en œuvre d'une sélection, d'autant plus qu'il n'existe pas d'antagonisme génétique marqué avec les caractères de croissance dans les deux populations étudiées. La seconde étude génétique menée sur le défaut WS (Alnahhas *et al.*, 2016) souligne quant à elle un fort niveau d'héritabilité du WS ($h^2 = 0,65$), et une corrélation génétique largement positive avec le rendement en filet ($r_g = 0,68$) et la teneur en lipides intramusculaires ($r_g = 0,64$), la corrélation génétique avec le poids vif restant modérée ($r_g = 0,33$). Sur la base de ces estimations, au sein de cette population, la sélection pour une augmentation de la croissance musculaire aurait donc pour conséquence une recrudescence du WS, en cohérence avec les nombreuses observations phénotypiques rapportées dans la littérature. Les différences observées entre les deux études peuvent s'expliquer par l'utilisation de méthodes d'estimation différentes (adaptées ou non à l'analyse génétique de caractères discrets) et des fonds génétiques étudiés. De plus, la notation visuelle des défauts étant une mesure subjective, elle a pu également contribué à ces différences.

L'ensemble de ces observations confirme que les lignées modernes de poulet de chair, sélectionnées pour un taux de croissance rapide et un rendement en filet élevé, ont une prédisposition pour développer des myopathies du filet. Le fort déterminisme génétique du WS mis en évidence dans l'étude de Alnahhas *et al*. (2016) suggère que la sélection génétique
apparaît comme un des leviers possibles pour réduire l'incidence du défaut et limiter les conséquences indésirables sur la qualité de la viande.

## IV.2 Conditions d'incubation et d'élevage

Quelques études se sont focalisées sur l'effet de modifications des conditions d'élevage et d'incubation sur l'incidence des défauts.

En 2016, une étude testant l'effet de la température d'élevage sur la fréquence et la sévérité des défauts WS et WB au niveau du muscle P. major a été réalisée (Zahoor et al., 2016). Elle visait à comparer deux programmes de température : une température stable de 21°C entre 24 et 39 jours suivant les recommandations du sélectionneur et une température décroissante de 19 à 14°C sur cette même période. L'hypothèse était qu'une température élevée et un contact prolongé avec la litière pourraient empêcher la dissipation de l'extra-chaleur produite par les animaux et provoquer un stress thermique, favorisant l'apparition de défauts notamment au niveau des muscles pectoraux. Cette étude n'a pas mis en évidence d'effet bénéfique de la diminution de la température d'élevage sur l'apparition des défauts musculaires.

Récemment, il a été montré que la durée de stockage des œufs avant l'incubation ainsi que la température d'incubation et le poids des poussins à l'éclosion peuvent avoir une incidence sur les caractéristiques morphologiques des muscles et sur la survenue des défauts musculaires (Clark et al., 2017 ; Livingston et al., 2019a). Livingston et al. (2019) ont étudié différentes durées de stockage des œufs avant incubation : une durée courte de 1 à 7 jours, et une durée longue de 8 à 14 jours. A 42 jours, les poulets issus du lot d'œufs stockés sur la plus longue période ont un poids vif et un rendement en P. major inférieurs à ceux qui ont eu une durée de stockage plus courte (3,07 vs 3,18 kg et 656 vs 706g pour le poids vif et le P. major, respectivement). En revanche, aucun effet n'a été observé sur les défauts WS et WB. Clark et al. (2017) ont testé une augmentation de la température d'incubation de 37,8°C à 39,5°C pendant 0, 3 ou 12 h par jour sur la période 14 à 18 jours. Les poulets issus du lot exposé à 12 h d'augmentation de la température ont un poids vif inférieur à ceux des autres lots à l'âge de 63 jours (5,32 vs 5,48 et 5,49 kg pour les lots 0 et 3 h, respectivement) et une moindre sévérité des défauts (19,4% de score 2 vs 28,8 et 22,9% pour les lots 0 et 3 h, respectivement). Ces mêmes auteurs ont classé, à l'éclosion, les poussins en 3 lots : précoces, moyens et tardifs. À l'âge de 63 jours, les poulets ayant éclos précocement ont un poids vif supérieur à celui des autres lots (5,52 vs 5,40 et 5,37 kg pour les lots moyen et tardif, respectivement) et une sévérité
accrue des myopathies (30% de score 2 vs 23,1 et 18,0% pour les lots moyen et tardif, respectivement). L'augmentation de la température d'incubation a donc permis de réduire la sévérité des défauts, mais certainement en lien avec la diminution des performances de croissance des poulets.

## IV.3 Conditions d'alimentation

Bien que la sélection génétique sur la croissance et les rendements en filet semble être à l'origine de l'apparition de ces myopathies, la plupart des études visant à limiter l'apparition et la sévérité des défauts musculaires du filet ont été menées dans le domaine de la nutrition animale.

Les principales stratégies consistaient à réduire l'apport alimentaire en énergie ou en acides aminés, soit par restriction alimentaire, soit par changement de formulation (Trocino et al., 2015 ; Cruz et al., 2016 ; Radaelli et al., 2016 ; Bodle et al., 2018 ; Livingston et al., 2018 ; Meloche et al., 2018a ; Meloche et al., 2018c, d, b ; Livingston et al., 2019a ; Sachs et al., 2019 ; Zampiga et al., 2019). Dans l'ensemble, si une réduction de la fréquence des défauts musculaires est observée, elle est presque exclusivement le résultat d'une diminution du taux de croissance, du poids à l'abattage et/ou du rendement en filet (Livingston et al., 2018 ; Meloche et al., 2018a ; Livingston et al., 2019a ; Sachs et al., 2019).

Un rationnement à 80% de l'alimentation à volonté entre 13 et 21 jours a permis de contrôler et réduire la dégénérescence des fibres musculaires et l'incidence des défauts WS et WB durant la phase de rationnement, mais en affectant les performances de croissance tels que le poids l'abattage et le rendement en filet (Trocino et al., 2015 ; Radaelli et al., 2016). De plus, les animaux restreints ont montré une croissance compensatrice lors de la réalimentation, qui a induit d'importants dommages au niveau des fibres musculaires (Radaelli et al., 2016). L'augmentation de la teneur en lysine digestible dans les régimes croissance (distribués entre 12 et 28 jours) ou finition (28 à 42 jours) a un effet positif sur les performances de croissance et les caractéristiques de la carcasse (poids vif, carcasse, poids et rendement en filet) mais favorise également l'apparition et la sévérité des défauts (Cruz et al., 2016). Tout comme l'augmentation de la teneur en lysine, l'augmentation de la teneur en énergie du régime augmente le poids vif et le poids du filet, mais également la sévérité du défaut WS (Kuttappan et al., 2012a). Seule une restriction alimentaire minimale (95%) et une réduction à court terme de la lysine digestible ont permis de réduire légèrement la gravité des défauts WS et WB sans
altérer de manière considérable les performances de croissance, mais seulement sur la période de rationnement (Meloche et al., 2018c, d). L'adoption de ces stratégies dans des conditions commerciales est difficile car les poulets réalisent une croissance compensatoire après une restriction alimentaire précoce, ce qui peut même augmenter l'incidence des défauts musculaires (Trocino et al., 2015 ; Radaelli et al., 2016).

De manière similaire, différentes approches de supplémentation alimentaire en anticoccidiens, en antioxydants (vitamines E, C et sélénium) ou en oligo-éléments organiques n'ont pas entraîné de véritables effets d'atténuation (Kuttappan et al., 2012b ; Sihvo et al., 2016 ; Sirri et al., 2016 ; Bodle et al., 2018 ; Cemin et al., 2018). L'ajout d'un anticoccidien dans l'alimentation des poulets a conduit à une augmentation de la sévérité du défaut WS après l'abattage à 51 jours, par rapport à des animaux vaccinés ou non traités contre la coccidiose (Dalle Zotte et al., 2015). La supplémentation de plusieurs niveaux de vitamine E (DL-alpha-tocopherol acetate), antioxydant qui peut contribuer à améliorer la qualité de la viande par sa capacité à neutraliser les radicaux libres et réduire la peroxydation des lipides dans le plasma et les muscles squelettiques, n'a montré aucun effet significatif sur le poids et le rendement carcasse, ni sur l'occurrence des défauts (Kuttappan et al., 2012b). Dans cette étude, Kuttappan et al. avaient émis l'hypothèse que le défaut WS pouvait être assimilé à des dystrophies musculaires nutritionnelles qui présentaient elles aussi des lésions microscopiques (i.e., dégénération, nécrose, minéralisation, régénération, infiltration par cellules hétérophiles), et étaient caractérisées par des stries blanches dans les muscles squelettiques, principalement sur le muscle du filet mais parfois aussi sur les muscles des pattes (Guetchom et al., 2012). Les dystrophies musculaires nutritionnelles entraînent des pertes de qualité de la viande et sont souvent causées par des déficits en vitamine E et en sélénium dans l'alimentation, surtout quand le régime est pauvre en acide aminés soufrés ou riche en acide gras polyinsaturés (Guetchom et al., 2012). L'absence d'effet significatif de la supplémentation en vitamine E sur l'incidence du défaut WS suggère une étiologie différente de celle des dystrophies musculaires nutritionnelles. La restriction en sélénium dans l'alimentation n'a montré aucun effet sur la fréquence du défaut WB (Sihvo et al., 2016). À l'inverse, l'augmentation de la teneur en sélénium dans le régime alimentaire des poulets augmente la fréquence et la sévérité des défauts WS et WB par l'amélioration des performances des animaux (carcasse et rendement filet) (Cemin et al., 2018). Les stratégies consistant à doubler les doses de vitamines ou supplémenter en vitamine C le régime n'ont montré aucun effet significatif sur le défaut WS (Bodle et al., 2018). En revanche, la seconde stratégie permettait de diminuer légèrement le score du défaut WB par rapport aux
animaux non supplémentés (1,27 vs 1,83, respectivement), sans altérer les performances des animaux (Bodle et al., 2018). L'ajout de différents niveaux de minéraux (zinc, manganèse, cuivre) sous forme organique ou inorganique dans l'aliment n'a également pas montré d'effet sur les défauts WS et WB (Sirri et al., 2016). Diminuer la teneur en phosphore disponible dans l'aliment (0,45%, 0,40% et 0,35% dans l'aliment démarrage, croissance et finition, respectivement) augmente en revanche le score du WB (3,69 vs 2,88) chez des poulets de 43 jours par rapport à une teneur fixée (0,45% dans les trois régimes) mais diminue le score du WS à 35 jours si la teneur en potassium est elle-même diminuée graduellement (Livingston et al., 2019b).

D'autre part, une légère réduction des cas modérés de WB à l'âge de 51 jours a été obtenue par l'apport alimentaire en acide guanidinoacétique. Celui-ci est utilisé comme précurseur de la créatine qui a un rôle majeur dans le métabolisme énergétique cellulaire du muscle, sans altérer les performances de croissance des animaux (Cordova-Noboa et al., 2018a ; Cordova-Noboa et al., 2018b). Cependant, le traitement ne permet pas de réduire la fréquence ou la sévérité du défaut WS, et la réduction des cas modérés de WB n'est plus observable à 55 jours. De plus, une forte interaction avec la composition de l'alimentation (maïs ou sorgho) a été constatée. En revanche, l'ajout d'acide phosphatidique dans le régime n'a aucun effet sur les défauts WS et WB (Sobotik et al., 2018).

Enfin, il a récemment été montré qu'une augmentation du rapport arginine : lysine d'environ 30% (ratio Arg : Lys de 1,35 à 1,37) par rapport aux recommandations actuelles, peut atténuer les défauts musculaires du filet (Zampiga et al., 2019). Toutefois, une étude similaire n'a pas confirmé cette observation (Bodle et al., 2018) et il a été montré qu'une augmentation de seulement 10% du ratio Arg : Lys n'était pas efficace non plus (Zampiga et al., 2018).

En conclusion, il n'existe pas à l'heure actuelle de solutions pratiques en matière de nutrition et de conduite d'élevage pour réduire la fréquence ou la sévérité des défauts musculaires sans affecter négativement les performances des animaux. Les solutions nutritionnelles proposées qui, dans leur ensemble, étaient supposées réduire le stress oxydatif des fibres musculaires associé à la progression des défauts WS et WB, n'ont pas entraîné de véritables effets d'atténuation. Des solutions nutritionnelles agissant sur le métabolisme (précurseur de créatine) ou l'angiogenèse (arginine) récemment testées montrent des effets modérés qu'il est maintenant nécessaire de confirmer.
# V. Mécanismes moléculaires mis en jeu

Ces dernières années, plusieurs études ont décrit la variation globale du niveau d'expression des gènes, des protéines et des métabolites en lien avec l'apparition des défauts. Ces études ont été utiles pour mettre en lumière les mécanismes moléculaires et les voies biologiques impliqués dans l'apparition des myopathies du filet chez les poulets de chair (Mutryn et al., 2015; Abasht et al., 2016; Zambonelli et al., 2016; Kuttappan et al., 2017a; Sundekilde et al., 2017; Boerboom et al., 2018; Cai et al., 2018; Marchesi et al., 2018; Papah et al., 2018; Abasht et al., 2019).

## V.1 Transcriptome

Les études menées afin de quantifier l'évolution du profil d'expression des gènes en présence des défauts WS et/ou WB ont mis en évidence une étiologie complexe de ces myopathies (Tableau 7). En effet, l'analyse fonctionnelle a révélé un nombre important de fonctions biologiques régulées en lien avec l'apparition des défauts WS et/ou WB.

<table><caption>Tableau 7 : Analyses transcriptomiques de filets présentant les défauts WS et/ou WB</caption><thead><tr><td>Référence</td><td>Technique</td><td>Comparaison</td><td>Animaux</td><td>Nombre de gènes DE</td><td>Principales fonctions/processus biologiques</td></tr></thead><tbody><tr><td>(Mutryn et al., 2015)</td><td>RNA-seq</td><td>WB vs Normal</td><td>Mâles de 47 jours, à fort rendement en filet</td><td>1637</td><td>Homéostasie du calcium, stress oxydatif, hypoxie localisée, switch de la typologie des fibres et réparation cellulaire</td></tr><tr><td>(Zambonelli et al., 2016)</td><td>microarray</td><td>WSWB vs Normal</td><td>Mâles, Ross 708, autour de 3,7 kg</td><td>207</td><td>Développement musculaire, processus métaboliques des polysaccharides, métabolisme du glucose, synthèse des protéoglycanes, inflammation, stress oxydatif et voie de signalisation du calcium</td></tr><tr><td>(Marchesi et al., 2018)</td><td>RNA-seq</td><td>WS vs Normal</td><td>Mâles de 42 jours, Cobb 500</td><td>1441</td><td>Activation du système immunitaire, angiogenèse, hypoxie, stress oxydatif, mort cellulaire, inflammation, métabolisme des carbohydrates, niveau de calcium intracellulaire, contraction des muscles striés, et développement musculaire</td></tr><tr><td>(Papah et al., 2018)</td><td>RNA-seq</td><td>WB vs Normal à 2, 3 et 4 semaines</td><td>Mâles, à fort rendement en filet, de 2,3 ou 4 semaines</td><td>41 (2 sem.) 618 (3 sem.) 39 (4 sem.)</td><td>Métabolisme énergétique, réponse à l'inflammation, maladie vasculaire (phlébite), remodelage de la matrice extracellulaire</td></tr><tr><td>(Abasht et al., 2019)</td><td>RNA-seq</td><td>HFE vs LFE<fnref n="1" /></td><td>Mâles, 47 jours</td><td>1059</td><td>Métabolisme des carbohydrates, métabolisme des lipides, métabolisme des acides nucléiques</td></tr></tbody></table>

<footnote n="1">¹HFE = High feed efficiency, LFE = low feed efficiency. Cette étude visait à caractériser les différences métaboliques entre des poulets HFE et LFE pour savoir pourquoi les animaux les plus efficaces étaient plus sensibles au défaut WB.</footnote>
Mutryn et al. (2015) ont été les premiers à réaliser une analyse transcriptomique des filets atteints par du WB *via* une étude RNA-seq. Ils ont mis en évidence 1637 gènes différentiellement exprimés (DE) entre les filets atteints par du WB et les non atteints. Zambonelli et al. (2016) sont les seuls à avoir étudié les profils transcriptomiques des filets présentant à la fois les défauts WS et WB. L'analyse microarray a révélé 207 gènes différentiellement exprimés entre les muscles atteints et sains. L'étude RNA-seq de Marchesi et al. (2018) a révélé quant à elle 1441 gènes DE entre des muscles atteints de WS et des muscles sains. Enfin, Papah et al. (2018) ont comparé les profils d'expression des gènes de muscles P. major au cours du développement (semaines 2 à 4) dans le but d'identifier les mécanismes moléculaires impliqués dans l'apparition et la progression du défaut WB au sein des lignées modernes de poulets de chair au début de la période de croissance.

Globalement, ces études transcriptomiques mettent en évidence des modifications métaboliques au sein des muscles atteints. Les études s'accordent pour dire qu'il y a une altération des voies métaboliques servant à produire de l'énergie avec notamment une diminution de l'expression des enzymes de la glycolyse. Certaines d'entre elles suggèrent une réorientation de l'utilisation du glucose en faveur de la synthèse de composants de la matrice extracellulaire (protéoglycanes, glycosaminoglycanes), conduisant aux phénomènes de fibrose. Mutryn et al. (2015) sont les seuls à proposer un changement de la typologie des fibres (de type IIa glycolytique à type I oxydative) dans ces muscles. Du stress oxydant et une augmentation du calcium intracellulaire ont également été mis en évidence dans ces muscles, entraînant respectivement des phénomènes inflammatoires et l'activation de protéases et de lipases, qui peuvent être à l'origine de la dégénérescence et de la régénération des fibres. De façon cohérente, une grande partie des régulations d'expression génique observées peuvent être reliées aux lésions musculaires observées histologiquement et décrites précédemment.

Ces études transcriptomiques ont révélé des modifications métaboliques et structurales associées aux myopathies, sans permettre cependant de dissocier les possibles causes des conséquences du développement des myopathies. À ce jour, malgré les nombreuses descriptions des altérations histologiques, biochimiques, métaboliques et moléculaires qui accompagnent l'apparition des défauts WS et WB, il n'y a pas de consensus concernant les causes qui ont conduit à leur mise en place. Ces résultats sont toutefois précieux puisqu'en décrivant de manière exhaustive les modifications physiologiques ou pathologiques ils peuvent informer sur les causes possibles impliquées dans l'apparition des défauts voire suggérer des solutions pour les réduire. Associés aux observations obtenues à ce jour aux niveaux génétique,
biochimique et histologique, ils ont permis de définir certaines hypothèses possibles sur les mécanismes impliqués dans l'apparition de ces myopathies. Ainsi, la plupart des résultats rapportés dans la littérature suggèrent que la sélection des souches de poulet pour une croissance rapide et un rendement en filet élevé a augmenté le stress oxydatif au sein des muscles en partie à l'origine des différentes altérations observées.

Marchesi et al. (2018) émettent l'hypothèse que la diminution des mouvements et la compression du muscle P. major auraient entraîné un déficit d'irrigation sanguine dans le muscle, susceptible d'entraîner une série de processus physiologiques, comme l'activation de la glycolyse, la réaction à l'hypoxie, l'augmentation du calcium intracellulaire et l'apoptose, conduisant à des lésions musculaires et probablement à l'apparition du défaut WS. L'étude de Papah et al. (2018) informe également sur les mécanismes moléculaires à l'origine du développement précoce du défaut WB. Ils sont principalement liés à des modifications vasculaires, notamment mises en jeu en cas de phlébite et dont le rôle dans l'apparition du WB avait déjà été mis en évidence dans une étude précédente (Papah et al., 2017). De façon intéressante, les résultats de cette dernière étude montrent que les perturbations cellulaires et moléculaires majeures qui sont liées au défaut WB sont déjà présentes à l'âge de 3 semaines, avant même que la maladie ne devienne détectable par palpation. Ces résultats sont importants puisqu'ils suggèrent que pour prévenir l'apparition du WB il faudra agir précocement durant le développement de l'animal.

## V.2 Protéome

Le profil d'expression protéiques des muscles atteints par les défauts WS et WB a également été décrit dans la littérature. Ainsi, un total de 141 protéines différentielles a pu être mis en évidence entre des filets sans lésions myopathiques ou légèrement atteints et ceux présentant le défaut WS à l'état sévère (Kuttappan et al., 2017a). Les protéines surexprimées en présence du défaut interviennent dans des voies de signalisation qui contrôlent le métabolisme protéique (synthèse, modification post-traductionnelle et repliement des protéines) et la réponse au stress cellulaire. L'augmentation de la synthèse des protéines dans les muscles sévèrement atteints pourrait être liée à la croissance rapide des muscles ainsi qu'aux processus de dégénérescence et de réparation associés. Les protéines sous exprimées dans les muscles présentant du WS sévère sont quant à elles associées au mouvement cellulaire et au métabolisme des glucides (glycolyse, gluconéogenèse). Les auteurs émettent l'hypothèse que l'altération du métabolisme des glucides dans les muscles sévèrement atteints pourrait être due à la réorientation des
métabolites issus de ces voies vers la synthèse de collagène, de protéoglycanes et de glycosaminoglycanes pour lutter contre le stress oxydatif et supporter la détoxification et les processus de régénération musculaire.

Récemment, les résultats d'une analyse protéomique de muscles présentant ou non le défaut WB confirment les différences d'abondance relative des protéines glycolytiques, ainsi que de celles impliquées dans la réponse au stress oxydant (Cai *et al.*, 2018).

## V.3 Métabolome

En ce qui concerne les métabolites, il a été indiqué dans une partie précédente (Cf. II.2) que les poulets atteints de WS ont des profils hématologiques, y compris en nombre de leucocytes, et en métabolites sériques et électrolytes similaires à ceux des animaux indemnes de défauts (Kuttappan *et al.*, 2013b). Cependant, une augmentation significative de la concentration sérique de plusieurs enzymes liées à l'apparition des lésions musculaires (alanine aminotransférase, phosphatase alcaline, aspartate aminotransférase, créatine kinase et lactate déshydrogénase) a été observée chez les animaux atteints de WS (Kuttappan *et al.*, 2013b).

Une approche par résonnance magnétique nucléaire (RMN) a permis d'évaluer le profil métabolomique de muscles atteints ou pas par le défaut WB (Sundekilde *et al.*, 2017). Il a été montré que les muscles atteints par le WB présentent des teneurs inférieures en ansérine, carnosine et créatine, ce qui peut indiquer une altération possible de l'homéostasie musculaire et des voies de production de l'énergie. Le profil métabolique du muscle P. major affecté par le défaut WB a également été étudié par Abasht *et al*. (2016). Dans cette étude, 140 métabolites différents ont été identifiés entre les muscles sains et atteints. Les composés identifiés étaient principalement associés à un stress oxydatif accru, des taux de protéines élevés, une dégradation du muscle, une altération du métabolisme du glucose et du glycogène, ainsi qu'un remodelage excessif de la MEC. La teneur en glycogène était également plus faible dans les muscles affectés par le WB. Cette diminution, associée à une altération de la glycolyse, peut être due à un changement d'utilisation du glucose plutôt qu'à un manque de disponibilité de celui-ci. En effet, il a été rapporté une sur-activation de la voie de biosynthèse de l'ascorbate, qui pourrait être impliquée dans l'épuisement du glycogène, le remodelage excessif de la MEC (synthèse de protéoglycanes et de glycosaminoglycanes) et le stress oxydatif dans les échantillons atteints. Abasht *et al*. (2016) ont également observé un niveau élevé de xanthine et d'hypoxanthine dans ces muscles, qui sont tous deux des produits de dégradation de la purine et peuvent être des
marqueurs du stress oxydatif. Enfin, Boerboom et al. (2018) ont récemment identifiés 63 métabolites différentiels entre des muscles atteints ou non de WS. Ces métabolites sont principalement impliqués dans l'oxydation des acides gras, le cycle de Krebs, ainsi que le métabolisme de l'arginine et de la taurine. Le déclencheur général de ces modifications semble être une situation hypoxique présente dans le tissu musculaire des filets des poulets de chair. Cet état hypoxique irait de pair avec le stress oxydatif, qui conduit à des dommages musculaires. Dans cette étude, Boerboom et al. (2018) supposent que les poulets présentant du WS ont un système vasculaire dans le muscle limité : il permettrait de soutenir la croissance musculaire, mais pourrait être insuffisant pour maintenir la santé musculaire sous condition de stress.

L'ensemble des analyses haut débit (transcriptomique, protéomique, métabolomique) réalisées sur les muscles atteints par les défauts WS et WB mettent en évidence des altérations du métabolisme des glucides et de la synthèse des protéines, une augmentation importante du stress oxydant, associée à des phénomènes d'inflammation localisée et d'hypoxie. Toutefois, l'origine exacte et la chronologie des processus ou dérégulations biologiques conduisant au développement de ces défauts restent encore à ce jour insuffisamment comprises et nécessitent l'acquisition de données complémentaires, notamment au niveau génétique ou des facteurs de risques liés aux conditions de production des animaux. En effet, malgré la description relativement fine des processus biologiques qui sous-tendent l'apparition des défauts WS et WB, la question reste entière concernant la ou les causes responsables de l'apparition des défauts : mutations ? Changement physiologique progressif ? Évolutions des besoins de l'animal ? Changements des pratiques de production (reproduction, incubation, élevage, nutrition) ? Répondre à ces questions permettra d'avancer dans la recherche de solutions pour réduire l'incidence de ces défauts en abattoirs au bénéfice de la compétitivité des filières et de la qualité des produits.
# VI. Conclusion et enjeux pour la filière

La production de volailles de chair conventionnelle (poulet en particulier) est actuellement confrontée à des problèmes de qualité qui pénalisent d'ores et déjà fortement sa compétitivité et peuvent à terme ternir son image. En effet, les progrès continus réalisés depuis de nombreuses années en termes de vitesse de croissance et d'augmentation des rendements en filet ont conduit à la production de muscles dont les caractéristiques ont progressivement évolué (baisse des réserves énergétiques, hypertrophie des fibres musculaires, vascularisation insuffisante) jusqu'à entraîner des dérégulations métaboliques et cellulaires à l'origine des défauts actuels. Les lésions qui sont apparues sont apparentées à des myopathies qui pourraient aussi impacter le bien-être et la santé des volailles. En outre, elles pourront à terme induire des pertes économiques importantes à l'abattoir, avec des retraits ou des déclassements qui seront de plus en plus nombreux si la sévérité des défauts WS et WB ne cesse d'augmenter. Pourtant, malgré les efforts considérables déployés au cours des dernières années au travers d'études histopathologiques, sérologiques, l'utilisation d'approches à haut-débit (transcriptome, métabolome, protéome), l'étiologie précise de ces myopathies demeure incertaine. La comparaison des défauts WS et WB avec diverses myopathies connues (dystrophies musculaires héréditaires, des myopathies nutritionnelles, ou toxiques) suggère que ces anomalies musculaires chez les souches actuelles de poulet peuvent avoir une étiologie différente. Les effets négatifs de ces défauts musculaires sur l'apparence, la qualité technologique et nutritionnelle et l'acceptation par le consommateur des filets de poulet ont été clairement démontrés. Les attentes de la filière sont donc extrêmement fortes pour comprendre les causes et les mécanismes biologiques qui ont conduit à l'apparition de ces défauts et pour trouver des solutions (génétiques, nutritionnelles ou d'élevage) pour limiter leur incidence et leur gravité sans compromettre la compétitivité des filières.

Afin de limiter leur apparition, plusieurs solutions se sont montrées efficaces, mais elles entraînent toutes des baisses de performances en élevage et donc une augmentation du prix de production. Ceci passe par exemple par la limitation de la vitesse de croissance, la réduction du poids et de l'âge à l'abattage, la réduction des apports énergétiques et/ou protéiques ou encore l'utilisation de souches moins performantes et/ou moins conformées. Certains spécialistes suggèrent également d'éviter les sources de stress pour les animaux, de revoir les apports en vitamines et oligo-éléments dans les aliments, d'assurer une bonne prophylaxie vaccinale, etc. Cependant, aucune étude publiée à ce jour n'a apporté d'éléments probants concernant un effet bénéfique de ce type de solution sur l'apparition des défauts musculaires chez le poulet.
La problématique reste donc complexe bien que les recherches menées ces dernières années ont permis d'améliorer nos connaissances sur les différents processus biologiques impliqués dans le développement de ces défauts. L'existence d'une base génétique a également était démontrée, indiquant que la sélection apparaît comme un des leviers possibles pour réduire l'incidence de ces myopathies. Toutefois, elle est pour l'instant insuffisamment exploitée par la filière. Ceci s'explique en partie par la lourdeur des mesures de qualité et l'absence d'indicateurs précoces (in vivo) et d'outils de diagnostic fins, robustes, quantitatifs et utilisables en sélection et en élevage, qui permettraient d'estimer de manière suffisamment fiable le degré d'atteinte des muscles concernés par ces défauts. Par comparaison avec l'ensemble des facteurs étudiés, les études menées sur le contrôle génétique des défauts musculaires restent encore limitées et doivent donc être développées.

À l'heure actuelle, le diagnostic des défauts WS et WB repose principalement sur la notation visuelle des filets à l'abattoir, qui reste une mesure subjective. L'échelle de score établie par Kuttappan et al. (2013c) est largement utilisée dans plusieurs études. Toutefois, son efficacité dépend de plusieurs facteurs. Il est important de réaliser la notation des filets dans des conditions similaires pour éviter les biais : température, humidité, source de lumière et intensité lumineuse dans la pièce, âge post-mortem, température de l'échantillon, etc. (Kuttappan et al., 2016). Dans l'idéal, pour avoir des résultats comparables, il faudrait que la ou les mêmes personnes notent les défauts. De plus, comme l'incidence des défauts WS et WB augmente au fil des ans, il est possible que le degré de gravité augmente également. Dans ce cas, l'échelle doit être mise à jour, en tenant compte de la gradation des défauts effectivement observés sur le terrain.

L'utilisation de techniques objectives telles que l'analyse d'images a été récemment évaluée pour classer les filets selon le degré de sévérité du défaut WS (Kato et al., 2018). Dans cette étude, quatre modèles ont été évalués pour tester leur capacité à classer les échantillons selon trois degrés de sévérité et ont montré un taux de réussite allant de 70,9% à 86,4%. L'utilisation de méthodes spectrales a également été testée pour détecter de manière rapide, objective et non-intrusive les défauts WS et WB sur la chaîne d'abattage et ainsi éviter la notation par un tiers (Traffano-Schiffo et al., 2017 ; Wold et al., 2017 ; Geronimo et al., 2019 ; Jiang et al., 2019 ; Wold et al., 2019). Certaines de ces méthodes se basent sur la teneur en protéines et le degré de rétention d'eau dans le muscle pour discriminer les muscles atteints par le défaut WB, et montrent un taux de classifications correctes compris entre 96 et 99,5% (Wold et al., 2017 ; Wold et al., 2019). Une autre combine les informations spectrales et les analyses d'image pour
évaluer le défaut WB avec 97,5% de réussite. Enfin, Jiang *et al.* (2019) utilisent les spectres proches infra-rouge pour différencier les filets WS des filets normaux avec un taux de classifications correctes de 91,7%. Des méthodes d'évaluation du défaut WB sur animal vivant ont été évaluées, basées notamment sur la palpation des muscles pectoraux ou encore en testant la capacité des animaux à lever suffisamment haut les ailes dans le dos pour qu'elles puissent se rejoindre (Kawasaki *et al.*, 2016), mais ces méthodes restent imparfaites. En effet, 70% des animaux identifiés comme ne présentant pas de WB par palpation avaient des lésions musculaires observables par examen histologique (Velleman and Clark, 2015).

Disposer d'indicateurs précis (marqueurs génétiques ou phénotypes quantitatifs), et dans l'idéal précoces et non invasifs, faciliterait grandement la sélection contre les défauts, mais aussi la recherche de solutions alimentaires ou d'élevage favorisant une croissance harmonieuse du muscle sans apparition de lésions myopathiques. Le caractère non invasif des outils de phénotypage permettrait également d'éviter la sélection sur collatéraux, moins efficace et plus coûteuse que la sélection directe des reproducteurs.

Enfin, une autre voie est que la filière réfléchisse à des systèmes de production innovants, basés sur l'utilisation de souches sans doute moins performantes mais plus robustes qui permettraient des gains de compétitivité et plus généralement de durabilité en limitant les problèmes de santé et de bien-être en élevage et les pertes de produits à l'abattoir et au cours de la transformation. Là encore, le développement d'outils de prédiction ou de phénotypage quantitatif des défauts sera utile puisqu'ils permettront de faire le lien entre les performances de croissance et de composition corporelle des animaux et les propriétés intrinsèques de leurs muscles en lien avec la qualité de la viande.
DEUXIEME PARTIE :
OBJECTIFS, MODELES ANIMAUX ET
DEMARCHES EXPERIMENTALES
# I. Rappel des objectifs de la thèse

Comme nous l'avons vu au travers de l'étude bibliographique, les nombreux travaux scientifiques menés sur les défauts WS et WB ont permis de mieux comprendre les voies métaboliques et les modifications structurales associées à l'apparition des défauts, même si les mécanismes causaux restent encore à élucider. Si la sélection génétique semble un levier majeur d'action dans la lutte contre ces défauts, des limites existent liées notamment à la faiblesse du phénotypage aujourd'hui basé sur une notation visuelle et subjective et à la mauvaise connaissance de l'architecture génétique des défauts. Les objectifs de la thèse étaient donc i) de mieux comprendre les mécanismes génétiques et plus largement biologiques contribuant à l'apparition des défauts WS et WB chez le poulet et ii) de développer des outils d'aide à la sélection par l'identification de marqueurs génétiques et biologiques et de nouveaux indicateurs fins des défauts. La thèse a bénéficié de deux modèles génétiques complémentaires qui sont décrits dans le prochain paragraphe : (1) un modèle original de deux lignées divergentes sélectionnées pour la qualité technologique de leur viande au travers de la mesure du pH ultime, et dans lesquelles le défaut white striping est présent et (2) une lignée à forte croissance et qui présente une proportion significative des défauts WS mais aussi WB.

# II. Modèles animaux

## II.1 Les lignées divergentes pHu+/pHu-

Les animaux utilisés au cours de la première partie de la thèse étaient issus de la 6ème génération d'une expérience de sélection divergente sur la qualité de la viande évaluée au travers de la mesure du pHu du filet. L'expérience, initiée en 2009 à l'INRA, a permis la création de deux lignées divergentes : la lignée pHu+ sélectionnée pour une valeur génétique élevée du pHu du filet, et la lignée pHu- pour une valeur génétique faible. La population de base à l'origine des deux lignées divergentes était une souche grand-parentale standard (à croissance rapide) de type femelle, sélectionnée par Hubbard pour un équilibre entre croissance et reproduction. Une sélection sur collatéraux a été mise en œuvre avec, à chaque génération, un lot d'animaux futurs reproducteurs et un à deux lots d'animaux issus des mêmes parents et destinés à la mesure du pHu de la viande après abattage des animaux à l'âge 6 semaines (Alnahhas et al., 2014).

L'analyse génétique réalisée sur les 5 premières générations de sélection a confirmé un fort déterminisme génétique du pHu du filet, dont l'héritabilité a été estimée à 0,57 (Alnahhas et al., 2014). Il existe un lien génétique entre le métabolisme musculaire du filet et de la cuisse
(muscle *sartorius*), avec une corrélation génétique positive de 0,54 entre les mesures du pHu faites dans ces deux muscles. L'expérience de sélection divergente s'est avérée très efficace puisqu'après 6 générations, le pHu du filet était de 5,67 dans la lignée pHu- et de 6,16 dans la lignée pHu+ (p-value < 0,0001) (Figure 15). Cela correspondait à une fréquence de 61% de viande de type acide (pHu < 5,7) dans la lignée pHu- et 63% de viande de type DFD (pHu > 6,1) dans la lignée pHu+ (Le Bihan-Duval *et al.*, 2018). Bien que moindre, la différence de pHu était également significative dans la cuisse (6,20 et 6,53 dans les lignées pHu- et pHu+, respectivement). Les conséquences sur la qualité technologique sont majeures avec une viande du filet plus pâle (augmentation du L*) et plus jaune (augmentation du b*) dans la lignée pHu-, caractérisée également par des pertes en eau par exsudation et lors de la cuisson plus importantes ainsi qu'une résistance au cisaillement plus élevée (Alnahhas *et al.*, 2014). Au niveau sensoriel, on détecte un goût acide plus prononcé pour les filets de la lignée pHu- qui sont également jugés moins tendres et plus fibreux (Alnahhas *et al.*, 2015). Globalement, ces résultats sont en faveur d'une amélioration des propriétés technologiques et sensorielles de la viande dans la lignée pHu+ et de leur dégradation dans la lignée pHu-.

<figure><img src="image_18.png" /><figcaption>**Figure 15** : Évolution du pHu du filet au cours de la sélection divergente des lignées pHu</figcaption></figure>

L'analyse des performances des animaux a montré que la sélection pour une augmentation du pHu s'était accompagnée d'une légère augmentation du rendement en viande (filet et cuisse) sans que la croissance globale et l'engraissement de l'animal ne soient impactés. Cette croissance musculaire plus importante dans la lignée pHu+ (+ 1 point environ) ne s'accompagne pas d'une modification de composition chimique du muscle (teneurs en protéines, lipides et matière sèche équivalentes). Il existe cependant des modifications ciblées du métabolisme
énergétique avec un PG ainsi que des teneurs résiduelles en glycogène et en lactate plus élevés dans la lignée pHu- par rapport à la lignée pHu+ (Alnahhas et al., 2015). Cette teneur en glycogène résiduelle plus importante pourrait avoir un effet pro-oxydant dans la lignée pHu- où on observe un taux d'oxydation des lipides (indice TBA-RS) plus élevé. L'analyse histologique des muscles a par ailleurs montré que, si la taille des fibres musculaires n'était pas modifiée, le nombre de capillaires par fibre est légèrement plus faible dans la lignée pHu+ par rapport à la lignée pHu- (0,22 vs 0,26, p-value < 0,05) (Alnahhas et al., 2015). Ceci pourrait impacter l'apport en nutriments et en oxygène ainsi que l'évacuation des déchets métaboliques, et donc le bon fonctionnement musculaire.

Les observations visuelles réalisées sur plus de 1300 animaux des 5ème et 6ème générations de sélection ont montré que le défaut WS était présent dans ces populations, avec une fréquence nettement plus élevée dans la lignée pHu+, notamment pour les cas les plus sévères, qui représentent 24% des animaux contre 4% dans la lignée pHu- (Figure 16). L'analyse de ces données a aussi confirmé qu'il existait une base génétique importance du WS dans cette population (avec une héritabilité de 0,65) et des liens génétiques défavorables avec le poids vif ($r_g = 0,30$) mais surtout le rendement en filet des animaux ($r_g = 0,68$) (Alnahhas et al., 2016).

<figure><img src="image_19.png" /><figcaption>**Figure 16** : Incidence de défaut WS modéré ou sévère dans les lignées divergentes pHu+ pHu- évaluées aux 5ème et 6ème générations de sélection</figcaption></figure>

Les animaux de la 6ème génération ayant fait l'objet d'un génotypage (sur puce SNP Illumina 57K), nous avons tiré profit de ce dispositif animal original pour préciser l'architecture génétique du WS par une analyse de génétique d'association entre marqueur SNP et phénotype (GWAS). Les performances de croissance et de qualité de la viande des 558 animaux utilisés dans l'analyse GWAS sont reportées dans le **Tableau 8** ci-dessous.
<table><caption>**Tableau 8 :** Statistiques descriptives des valeurs de pH, qualité de la viande, croissance et composition corporelle des animaux de la 6ème génération de sélection des lignées pHu+ et pHu- abattus à 6 semaines</caption><thead><tr><th>Caractère</th><th>Moyenne</th><th>LSMEANS / pHu+</th><th>LSMEANS /pHu-</th><th>Signification Effet lignée</th></tr></thead><tbody><tr><td>pHu filet</td><td>5,91</td><td>6,16</td><td>5,67</td><td>p &lt; 0,0001</td></tr><tr><td>pHu cuisse</td><td>6,36</td><td>6,53</td><td>6,20</td><td>p &lt; 0,0001</td></tr><tr><td>pH15 filet</td><td>6,71</td><td>6,74</td><td>6,68</td><td>p &lt; 0,0001</td></tr><tr><td>L*</td><td>48,9</td><td>44,8</td><td>52,9</td><td>p &lt; 0,0001</td></tr><tr><td>a*</td><td>-0,09</td><td>-0,23</td><td>0,04</td><td>p &lt; 0,0001</td></tr><tr><td>b*</td><td>11,8</td><td>10,7</td><td>12,8</td><td>p &lt; 0,0001</td></tr><tr><td>Exsudat (%)</td><td>3,2</td><td>2,0</td><td>4,3</td><td>p &lt; 0,0001</td></tr><tr><td>Perte à la cuisson (%)</td><td>9,9</td><td>9,1</td><td>10,8</td><td>p &lt; 0,0001</td></tr><tr><td>Résistance au cisaillement (N)</td><td>13,6</td><td>11,1</td><td>16,1</td><td>p &lt; 0,0001</td></tr><tr><td>Rendement technologique (%)</td><td>84,9</td><td>86,3</td><td>83,5</td><td>p &lt; 0,0001</td></tr><tr><td>Lipides intramusculaires (%)</td><td>1,44</td><td>1,45</td><td>1,45</td><td>p = 0,92</td></tr><tr><td>TBA-RS</td><td>0,41</td><td>0,32</td><td>0,51</td><td>p &lt; 0,0001</td></tr><tr><td>Poids vif (g)</td><td>2784</td><td>2787</td><td>2815</td><td>p = 0,18</td></tr><tr><td>Rendement gras (%)</td><td>1,9</td><td>1,89</td><td>1,86</td><td>p = 0,26</td></tr><tr><td>Rendement filet (%)</td><td>20,7</td><td>21,0</td><td>20,4</td><td>p &lt; 0,0001</td></tr><tr><td>Rendement cuisse (%)</td><td>22,5</td><td>22,7</td><td>22,4</td><td>p = 0,0003</td></tr></tbody></table>

## II.2 Souche commerciale à croissance rapide sélectionnée sur le rendement en filet

La seconde approche expérimentale de la thèse visait à aller plus loin dans la caractérisation moléculaire des défauts et leur phénotypage histologique, en tirant profit d'une lignée sélectionnée par Hubbard sur la croissance et le rendement en filet, présentant non seulement le défaut WS mais aussi WB.
176 animaux ont été élevés et abattus à l'INRA à l'âge de 6 semaines. Parmi eux, 55% présentaient du WS et 26% étaient atteints de WB. En tenant compte de la notation visuelle des filets pour les défauts WS et WB, ainsi que des caractéristiques de croissance corporelle (rendement en filet, poids vif), 4 groupes ont été formés : un groupe témoin (n=10) avec absence de défauts visuels sur les filets (WS=0 et WB=0), un groupe WS (n=10) composé uniquement de WS sévère (WS=2 et WB=0), un groupe WB (n=10) composé uniquement de WB modéré ou sévère (WB=1 ou 2 et WS=0), et enfin un groupe WSWB (n=9) sévèrement atteint par les deux défauts (WS=2 et WB=2). Les caractéristiques corporelles et de qualité de viande de ces 4 groupes sont reportées dans le Tableau 9.

Les animaux issus des 4 groupes présentent des caractéristiques de croissance et de composition corporelle similaires à l'exception du rendement en P. major qui est significativement supérieur pour les individus atteints du défaut WB seul ou associé au WS, par rapport au groupe témoin. Ces mêmes animaux présentent un pH15 inférieur à celui des deux autres groupes (T et WS) alors qu'il n'y pas de différence significative entre les groupes pour le pHu du P. major. Les muscles présentant le défaut WB, seul ou associé au WS, ont un niveau d'exsudat supérieur par rapport aux muscles normaux, ce niveau étant toutefois supérieur dans le groupe présentant uniquement le défaut WB. Les pertes à la cuisson sont significativement plus élevées dans les muscles WB ou WSWB par rapport aux deux autres groupes, alors que le rendement technologique est significativement inférieur. Il n'y pas de différence de couleur entre les différents groupes. De plus, même si la texture du muscle frais est très différente pour le défaut WB, on n'observe plus de différence de force de cisaillement après cuisson. Concernant les filets présentant uniquement le défaut WS à l'état sévère et quel que soit le paramètre de qualité considéré, la différence n'est pas significative avec les filets normaux. L'effet du WB est plus marqué sur la qualité technologique du filet de poulet que celui du défaut WS, sauf si ce dernier est associé au défaut WB.
<table><caption>Tableau 9 : Caractéristiques de carcasse et de qualité de viande pour les animaux des 4 groupes abattus à 6 semaines</caption><thead><tr><th>Variable<sup>1</sup></th><th>T<br>(n=10, 5♂,5♀)</th><th>WS<br>(n=10,<br>5♂,5♀)</th><th>WB<br>(n=10,<br>3♂,7♀)</th><th>WSWB<br>(n=9, 3♂,6♀)</th><th>Probabilité<sup>2</sup></th></tr></thead><tbody><tr><td>Poids vif (g)</td><td>3210 ± 187</td><td>3468 ± 210</td><td>3253 ± 195</td><td>3435 ± 265</td><td>ns</td></tr><tr><td>Rendement P. major (%)</td><td>17,1 ± 1,2<sup>a</sup></td><td>18,0 ± 1,0<sup>a,b</sup></td><td>18,2 ± 1,4<sup>b</sup></td><td>18,6 ± 1,2<sup>b</sup></td><td>p &lt; 0,05</td></tr><tr><td>Rendement P. minor (%)</td><td>4,02 ± 0,30</td><td>3,94 ± 0,29</td><td>4,06 ± 0,36</td><td>3,74 ± 0,34</td><td>ns</td></tr><tr><td>Rendement filet (%)</td><td>21,1 ± 1,4</td><td>22,0 ± 1,1</td><td>22,3 ± 1,7</td><td>22,3 ± 1,4</td><td>ns</td></tr><tr><td>Rendement gras (%)</td><td>1,72 ± 0,32</td><td>1,61 ± 0,47</td><td>1,79 ± 0,39</td><td>1,84 ± 0,35</td><td>ns</td></tr><tr><td>pHu filet</td><td>5,90 ± 0,11</td><td>5,80 ± 0,08</td><td>5,88 ± 0,10</td><td>5,92 ± 0,19</td><td>ns</td></tr><tr><td>pH15</td><td>6,81 ± 0,07<sup>a</sup></td><td>6,80 ± 0,14<sup>a</sup></td><td>6,73 ± 0,08<sup>b</sup></td><td>6,74 ± 0,08<sup>b</sup></td><td>p &lt; 0,05</td></tr><tr><td>Exsudat (%)</td><td>2,26<sup>a</sup> ± 0,86</td><td>2,76<sup>a,b</sup> ± 0,89</td><td>5,83<sup>c</sup> ± 1,66</td><td>3,94<sup>b</sup> ± 0,90</td><td>p &lt; 0,001</td></tr><tr><td>Perte à la cuisson (%)</td><td>13,6<sup>a</sup> ± 3,0</td><td>14,9<sup>a</sup> ± 3,1</td><td>18,2<sup>b</sup> ± 2,4</td><td>18,6<sup>b</sup> ± 3,3</td><td>p &lt; 0,001</td></tr><tr><td>Rendement technologique (%)</td><td>83,0<sup>a</sup> ± 2,3</td><td>80,2<sup>a,b</sup> ± 3,4</td><td>78,9<sup>b</sup> ± 5,4</td><td>78,9<sup>b</sup> ± 5,7</td><td>p &lt; 0,05</td></tr><tr><td>L*</td><td>50,9 ± 2,9</td><td>53,4 ± 2,5</td><td>54,2 ± 2,8</td><td>52,8 ± 2,8</td><td>ns</td></tr><tr><td>a*</td><td>- 0,97 ± 0,44</td><td>- 0,92 ± 0,49</td><td>- 0,95 ± 0,46</td><td>- 0,91 ± 0,36</td><td>ns</td></tr><tr><td>b*</td><td>10,2 ± 0,6</td><td>11,0 ± 0,1</td><td>11,3 ± 0,8</td><td>11,0 ± 1,3</td><td>ns</td></tr><tr><td>Résistance au cisaillement (N)</td><td>12,8 ± 1,0</td><td>12,7 ± 1,9</td><td>13,3 ± 2,2</td><td>12,9 ± 1,8</td><td>ns</td></tr><tr><td>TBA-RS</td><td>0,48 ± 0,15</td><td>0,52 ± 0,19</td><td>0,65 ± 0,34</td><td>0,58 ± 0,21</td><td>ns</td></tr></tbody></table>

### III. Démarches expérimentales

La démarche scientifique s'est appuyée sur des approches haut débit, de génétique d'association et de génomique (transcriptome, protéome), réalisées en complément d'analyses histologiques permettant l'évaluation fine des défauts (Figure 17). Elle se découpe en deux parties.

(1) La première partie de la thèse s'est intéressée à l'analyse génétique du défaut WS en s'appuyant sur les données de phénotypage et de génotypage mesurées au sein des lignées divergentes pHu+ et pHu. Celles-ci nous ont permis d'identifier des premières régions QTL du WS chez le poulet et des gènes candidats, positionnels et fonctionnels. Le dispositif a également permis d'aborder la question de l'interaction entre déterminisme génétique du défaut WS et métabolisme énergétique musculaire, qui varie largement entre les deux lignées divergentes.

<footnote n="1">¹Moyenne ± écart-type</footnote>

<footnote n="2">²ANOVA réalisée avec le facteur groupe pour chaque variable. Les différentes lettres indiquent des différences significatives entre les groupes, déterminées par comparaison deux à deux (p-value ≤ 0,05).</footnote>
Ce travail a fait l'objet d'un article scientifique publié en mars 2018 dans *BMC Genomics* et de deux communications présentées dans des congrès internationaux (Annexe 1). La publication intitulée « *Mapping QTL for white striping in relation to breast muscle yield and meat quality traits in broiler chickens* » correspond au premier chapitre de l'étude expérimentale.

(2) La deuxième partie de la thèse avait pour objectifs d'une part, d'aller plus loin dans la compréhension des mécanismes moléculaires qui contribuent à l'apparition des défauts WS et WB, et d'autre part, d'affiner le phénotypage des défauts au travers de mesures histologiques quantitatives et moléculaires. Elle a rassemblé plusieurs approches : une analyse protéomique, une analyse histologique et une analyse transcriptomique sur puce à ADN 8x60K, toutes conduites sur les muscles P. major issus du second dispositif animal (décrit en II.2). L'analyse protéomique a permis d'affiner le dispositif expérimental pour l'étude transcriptomique. Une partie des analyses histologiques a permis de confirmer les modifications structurales des muscles atteints de WS, de WB ou des deux défauts à la fois.

Les travaux portant sur la recherche de phénotypes histologiques fins pour quantifier le degré des lésions musculaires ainsi que sur le transcriptome de muscle P. major d'animaux atteints ou non de myopathies sévères sont présentés sous la forme d'un article intitulé « *Differential expression and co-expression gene network analyses reveal molecular mechanisms and candidate biomarkers involved in breast muscle myopathies in chicken* » soumis en avril 2019 à la revue *Scientific Reports*. Ils ont également fait l'objet d'une communication orale aux Journées de la Recherche Avicole et Palmipèdes à Foie Gras en mars 2019 (Annexe 1).
<figure><img src="image_20.png" /><figcaption>**Figure 17** : Organigramme des démarches expérimentales de la thèse</figcaption></figure>
TROISIEME PARTIE :
ÉTUDE EXPERIMENTALE
# Chapitre 1 : Étude génétique du défaut WS

## Cartographie des QTL pour le white-striping en relation avec le rendement en muscle du filet et les caractéristiques de qualité de la viande chez les poulets de chair - Article 1

Comme décrit précédemment, si les modifications métaboliques et structurales associées aux défauts musculaires sont aujourd'hui mieux comprises, leur contrôle génétique a fait l'objet de peu d'études. Celles-ci ont porté sur l'analyse génétique quantitative des défauts WS et WB et des corrélations génétiques avec le rendement en filet et le poids des animaux (Bailey *et al.*, 2015 ; Alnahhas *et al.*, 2016). La thèse a permis d'aller plus loin dans la compréhension de l'architecture génétique du défaut WS en identifiant des premières régions QTL à l'aide d'une analyse d'association à l'échelle du génome (GWAS). Cette étude a été étendue à d'autres caractères de qualité de viande et de carcasse, tels que le développement musculaire, l'engraissement des animaux, le gras intramusculaire, le pH, ou bien encore les pertes d'eau pour rechercher d'éventuelles co-localisations. Une approche de type eQTL (QTL contrôlant l'expression de gènes) a par la suite été mise en œuvre pour un set de gènes candidats identifiés dans des régions QTL afin d'évaluer leur rôle dans le déterminisme génétique du défaut WS. Le même type d'approche s'est en effet montré efficace par le passé pour l'identification d'un gène puis d'une mutation causale responsable d'une variation de coloration jaune du filet chez le poulet, brevetée en 2011 (Le Bihan-Duval *et al.*, 2011).

Pour cette approche, nous avons mis à profit les deux lignées divergentes de poulets sélectionnés sur le pHu du muscle P. major et qui présentaient le défaut musculaire WS. Environ 50% des animaux de ces lignées présentent le défaut (modéré ou sévère), ce qui en fait un bon modèle d'étude du déterminisme génétique de ce caractère. Au total, 558 animaux de la 6ème génération de sélection (278 pHu+, 208 pHu-) ont été génotypés avec la puce poulet Illumina SNP 57K et phénotypés pour le WS, le rendement en filet et plusieurs caractères de qualité de la viande au travers de mesures de pH, de couleur (L*, a*, b*), d'exsudat, de pertes à la cuisson, de texture, de rendement technologique, etc. La détection des QTL a été réalisée en considérant un modèle uni-marqueur (en plus de l'effet polygénique) grâce au logiciel GEMMA. Récemment, il a été montré sur une population pedigree de poulet, structurée comme les lignées
pHu en familles, que ce type de modèle donnait des résultats analogues à ceux d'une analyse multi-marqueurs (avec GS3) ou de type LDLA, en tout cas pour les QTL les plus forts (Le Bihan-Duval *et al.*, 2018).

Malgré un niveau d'héritabilité élevé du WS au sein des lignées pHu (0,65 selon Alnahhas *et al.*, 2016), nous n'avons pas mis en évidence de QTL majeur contrôlant le défaut. En effet, seuls 3 SNP significatifs au niveau du chromosome ont été détectés (sur GGA1, GGA17 et GGA18), allant dans le sens d'un déterminisme polygénique du WS. Malgré une fréquence de WS variable entre les deux lignées, nous n'observons pas de co-localisation entre QTL de défaut et QTL de pHu (pour ces derniers résultats voir Le Bihan-Duval *et al.*, 2018). La détection des QTL intra-lignée montre cependant que si 3 QTL pour le WS sont retrouvés dans la lignée pHu+ (dont ceux sur GGA1 et GGA17), aucun SNP n'a d'effet significatif sur le WS dans la lignée pHu- (cf Figure Additionnelle 1 de l'article). Ces résultats plaident donc en faveur d'une interaction entre le contrôle génétique du WS et le statut métabolique du muscle (au travers notamment des réserves en glycogène du muscle) favorisant ou non l'apparition du défaut.

L'analyse du contenu en gènes des régions QTL identifiées pour le WS nous a permis d'explorer plus avant l'architecture génétique de ce défaut. Elle a conduit à l'identification de 13 gènes candidats à la fois positionnels et fonctionnels. Ils sont impliqués dans la composition des fibres musculaires, de la matrice extracellulaire et du sarcolemme, dans des phénomènes de réparation du muscle, de fibrose et d'adipose ainsi que des dystrophies musculaires chez l'homme. Le niveau d'expression de ces gènes constitue un phénotype quantitatif dont l'architecture génétique peut être précisée grâce à une analyse GWAS. Dans notre cas, cette démarche de détection de eQTL a permis de renforcer l'intérêt de certains gènes candidats dont *LRSAM1* situé sur le chromosome 17 au sein d'un QTL de WS et pour lequel un cis eQTL hautement significatif (à l'échelle du génome) a été détecté. Tel est aussi le cas du gène *MYH1B* pour lequel un cis eQTL est mis en évidence et qui se situe en proximité du QTL de WS sur le chromosome 18.

L'ensemble des résultats décrits dans l'article suivant apporte des résultats originaux sur l'architecture génétique du WS mais aussi des autres indicateurs de qualité étudiés chez le poulet. Ainsi, un total de 42 SNP significatifs associés à ces différents caractères ont été mis en évidence, définissant 18 régions QTL localisées sur 13 chromosomes. L'analyse des phénotypes moléculaires aura quant-à-elle permis d'identifier 132 SNP significatifs définissant 21 régions eQTL localisées sur 16 chromosomes. Concernant le contrôle génétique du WS, cette première approche a identifié les premières régions QTL de WS dont les effets pourront
être explorés au sein d'autres populations. Elle aura également contribué à proposer plusieurs gènes d'intérêt pour une caractérisation moléculaire des défauts.
RESEARCH ARTICLE

Open Access

# Mapping QTL for white striping in relation to breast muscle yield and meat quality traits in broiler chickens

<figure><img src="image_21.png" /></figure>

CrossMark

Eva Pampouille¹,², Cécile Berri¹, Simon Boitard³, Christelle Hennequet-Antier¹, Stéphane A. Beauclercq¹, Estelle Godet¹, Christophe Praud¹, Yves Jégo² and Elisabeth Le Bihan-Duval¹*

<figure><img src="image_22.png" /></figure>

## Abstract

**Background:** White striping (WS) is an emerging muscular defect occurring on breast and thigh muscles of broiler chickens. It is characterized by the presence of white striations parallel to the muscle fibers and has significant consequences for meat quality. The etiology of WS remains poorly understood, even if previous studies demonstrated that the defect prevalence is related to broiler growth and muscle development. Moreover, recent studies showed moderate to high heritability values of WS, which emphasized the role of genetics in the expression of the muscle defect. The aim of this study was to identify the first quantitative trait loci (QTLs) for WS as well as breast muscle yield (BMY) and meat quality traits using a genome-wide association study (GWAS). We took advantage of two divergent lines of chickens selected for meat quality through *Pectoralis major* ultimate pH (pHu) and which exhibit the muscular defect. An expression QTL (eQTL) detection was further performed for some candidate genes, either suggested by GWAS analysis or based on their biological function.

**Results:** Forty-two single nucleotide polymorphisms (SNPs) associated with WS and other meat quality traits were identified. They defined 18 QTL regions located on 13 chromosomes. These results supported a polygenic inheritance of the studied traits and highlighted a few pleiotropic regions. A set of 16 positional and/or functional candidate genes was designed for further eQTL detection. A total of 132 SNPs were associated with molecular phenotypes and defined 21 eQTL regions located on 16 chromosomes. Interestingly, several co-localizations between QTL and eQTL regions were observed which could suggest causative genes and gene networks involved in the variability of meat quality traits and BMY.

**Conclusions:** The QTL mapping carried out in the current study for WS did not support the existence of a major gene, but rather suggested a polygenic inheritance of the defect and of other studied meat quality traits. We identified several candidate genes involved in muscle metabolism and structure and in muscular dystrophies. The eQTL analyses showed that they were part of molecular networks associated with WS and meat quality phenotypes and suggested a few putative causative genes.

**Keywords:** White striping, Meat quality, QTL, eQTL, GWAS, Chicken

<footnote>* Correspondence: elisabeth.duval@inra.fr
¹BOA, INRA, Université de Tours, 37380 Nouzilly, France
Full list of author information is available at the end of the article</footnote>
## Background

During the past few decades, a notable increase in the demand for poultry meat has been observed due to its convenience for cooking and processing, health benefits, and low price. To meet market demand and the world population increase, producers have had to increase their production while reducing the costs. Consequently, the production of broiler chickens has become more efficient mainly thanks to genetic selection. By comparing two genetic strains representative of the broilers being grown in 1957 or in 2001, Havenstein et al. [1] showed that changes over these 44 years resulted in a 2001 broiler that required approximately one-third the time and over a threefold decrease in the amount of feed consumed to reach the market weight of 1,8 kg. Genetic selection brought about 85% to 90% of the change that has occurred in broiler growth rate [1]. Genetics was also the major contributor to changes in the yield of carcass parts that continued to increase over time especially for breast meat yield which currently exceeds one fifth of the weight of the bird [2, 3]. Nevertheless, for nearly a decade now, the poultry industry in many countries (i.e. Italy, the United States, Brazil, the United Kingdom, Finland, France, etc.) has witnessed an increasing prevalence of broiler breast muscle abnormalities such as WS [4].

WS is characterized by white striations parallel to muscle fibers, mainly on breast, but sometimes on thigh and tender muscle of broilers. Histological observations of white-striped meat indicate an increase in degenerative fibers associated with regeneration phenomenon (nuclear rowing, multiple internationalized nuclei), variation in muscle fiber size, mononuclear cell infiltration, adiposis, and fibrosis [5]. This myopathic pattern has significant consequences for meat quality. WS fillets have a higher fat content and a lower protein content than normal fillets, resulting in meat of reduced nutritional quality [6–10]. They also exhibit higher cooking loss (CL), as a result of a lower water holding capacity (WHC), and reduced tenderness [10–13]. In addition to altering the sensory and technological properties of meat, the severity of WS has negative effects on breast fillet appearance and therefore on consumer purchases [14]. Furthermore, meat affected by breast muscle myopathies can be downgraded or in some cases condemned, leading to serious economic losses. This muscular defect could also result in social acceptability issues regarding animal welfare and meat quality [15].

WS etiology remains poorly understood even if previous studies demonstrated that the prevalence of this defect is directly related to broiler growth performances [6, 11, 16, 17]. Bailey et al. provided the first estimates of genetic parameters of chicken breast muscle myopathies (WS, wooden breast, deep pectoral myopathy) recorded in a high-yielding line or a

moderate-yielding line [18]. WS was the most common myopathy in both chicken lines. It was also the most heritable one, with heritability values ranging from 0.19 to 0.34. Although WS incidence was significantly higher in the high-yielding line than in the moderate-yielding line (49,6% vs 14,5%), the estimated genetic correlations with body weight (BW) and breast muscle yield (BMY) remained low to moderate (0.06 to 0.23) in the two studied lines [18]. The second study conducted by Alnahhas et al. showed a strong genetic basis of WS ($h^2$ = 0.65) measured in two divergent lines of broilers selected for meat quality through *Pectoralis major* pHu [19]. A high genetic correlation between WS and BMY was reported (rg = 0.68) while it was moderate with BW [19]. Difference in magnitude of genetic parameters exist between the two studies (related to differences of genetic backgrounds or of methods of estimation), but they both indicate a role of genetic factors in the expression of WS. However, no information is currently available regarding the genomic architecture of this trait.

The aim of this GWAS was to identify QTL for WS as well as BMY and meat quality traits by taking advantage of the two divergent lines of broilers selected for *Pectoralis major* pHu and which exhibit the muscular defect. A previous study showed that there is a higher incidence of WS in line with high pHu value [19]. One hypothesis is that the depletion of glycogen reserves observed in the high pHu line would be a predisposing metabolic environment for WS development.

After the first step of QTL mapping, an eQTL detection was performed for a few positional and/or functional candidate genes. This made it possible to better understand the associated molecular mechanisms, and provided candidate genes and markers that could be used in breeding programs to reduce the prevalence of WS and, more generally, to improve meat quality in broilers.

## Results and discussion

### Descriptive statistics

The descriptive statistics describing the distribution of carcass composition and meat quality traits of the 558 broilers used for the current GWAS are shown in Table 1. A logarithmic transformation was applied to the thiobarbituric acid-reactive substance index (TBA-RS), a marker of lipid peroxidation, in order to normalize its distribution. A $chi^2$ homogeneity test was performed to characterize the distribution of normal fillets, fillets that were moderately affected, and fillets severely affected by WS defect between lines (pHu + and pHu-). The proportion of fillets with each degree of WS severity was not the same in both
<table><caption>**Table 1** Means and standard deviation for body composition and meat quality traits measured at 6 weeks</caption><thead><tr><th rowspan="2">Traits*</th><th rowspan="2">Number</th><th colspan="2">pHu +</th><th colspan="2">pHu -</th></tr><tr><th>Male<br>(N = 135)</th><th>Female<br>(N = 143)</th><th>Male<br>(N = 118)</th><th>Female<br>(N = 162)</th></tr></thead><tbody><tr><td>BW (g)</td><td>558</td><td>2990 ± 298</td><td>2588 ± 222</td><td>2995 ± 327</td><td>2631 ± 186</td></tr><tr><td>PMY (%)</td><td>558</td><td>8.45 ± 0.85</td><td>8.73 ± 0.67</td><td>8.28 ± 0.64</td><td>8.36 ± 0.55</td></tr><tr><td>PmY (%)</td><td>555</td><td>1.86 ± 0.15</td><td>2.00 ± 0.16</td><td>1.83 ± 0.13</td><td>1.94 ± 0.12</td></tr><tr><td>BMY (%)</td><td>555</td><td>20.63 ± 1.84</td><td>21.46 ± 1.43</td><td>20.21 ± 1.43</td><td>20.61 ± 1.24</td></tr><tr><td>TY (%)</td><td>556</td><td>23.08 ± 1.31</td><td>22.40 ± 1.13</td><td>22.67 ± 1.13</td><td>22.10 ± 0.97</td></tr><tr><td>AFP (%)</td><td>556</td><td>1.73 ± 0.34</td><td>2.06 ± 0.38</td><td>1.70 ± 0.31</td><td>2.03 ± 0.34</td></tr><tr><td>L*</td><td>556</td><td>44.98 ± 3.90</td><td>44.75 ± 3.41</td><td>53.09 ± 2.91</td><td>52.65 ± 3.10</td></tr><tr><td>a*</td><td>556</td><td>-0.28 ± 0.61</td><td>-0.19 ± 0.64</td><td>0.03 ± 0.63</td><td>0.06 ± 0.49</td></tr><tr><td>b*</td><td>554</td><td>10.79 ± 1.37</td><td>10.72 ± 1.28</td><td>12.84 ± 1.20</td><td>12.70 ± 1.10</td></tr><tr><td>DL (%)</td><td>558</td><td>2.14 ± 1.52</td><td>1.91 ± 1.08</td><td>4.42 ± 1.49</td><td>4.19 ± 1.40</td></tr><tr><td>CL (%)</td><td>555</td><td>9.40 ± 2.40</td><td>8.80 ± 1.81</td><td>11.19 ± 2.18</td><td>10.34 ± 1.76</td></tr><tr><td>CCY (%)</td><td>536</td><td>85.81 ± 3.86</td><td>86.73 ± 3.36</td><td>83.26 ± 4.10</td><td>83.72 ± 4.10</td></tr><tr><td>SF (N/cm²)</td><td>556</td><td>11.44 ± 2.14</td><td>10.85 ± 2.08</td><td>16.44 ± 2.78</td><td>15.77 ± 2.77</td></tr><tr><td>IFP (%)</td><td>555</td><td>1.54 ± 0.47</td><td>1.37 ± 0.37</td><td>1.58 ± 0.39</td><td>1.33 ± 0.35</td></tr><tr><td>TBA-RS</td><td>554</td><td>0.35 ± 0.42</td><td>0.28 ± 0.34</td><td>0.57 ± 0.42</td><td>0.45 ± 0.37</td></tr><tr><td>WS (%)</td><td>557</td><td>61.5</td><td>73.4</td><td>42.7</td><td>42.6</td></tr></tbody></table>

lines ($p = 2.6 \times 10^{-15}$). There was a higher proportion of normal fillets in the pHu- line than in the pHu + line (57.3% vs 32.4%, respectively) and incidence of severe WS was higher in the pHu + line than in the pHu- line (27.7% vs 4.3%, respectively) ($p = 7.5 \times 10^{-16}$).

These results are in agreement with previous studies reporting that meat with myopathy is often

characterized by a higher pHu value than normal meat [11, 12, 19–22].

### QTL detection

#### White striping

The GWAS performed on the whole population created from the two divergent lines identified three SNPs that

<figure><img src="image_23.png" /></figure>

<footnote n="3">³BW body weight, PMY *Pectoralis major* yield, PmY *Pectoralis minor* yield, BMY breast meat yield, TY thigh yield, AFP abdominal fat percentage, L* lightness, a* redness, b* yellowness, DL drip loss, CL cooking losses, CCY curing-cooking yield, SF shear force, IFP intramuscular fat content, TBA-RS thiobarbituric acid-reactive substance, WS white striping</footnote>