Abstract Introduction Drug-resistant parasites threaten livestock production. Breeding more resistant hosts could be a sustainable control strategy. Environmental variation may however alter the expression of genetic potential and directional selection toward host resistance could initiate an arms race between the host and its parasites. Methods and Results We created sheep lines with high or low resistance to Haemonchus contortus . We first exposed both lines to chronic stress or to the infection by another parasite Trichostrongylus colubriformis , to test for genotype-by-environment and genotype-by-parasite species interactions respectively. Overall, between-line divergence remained significant across environmental perturbations. But we found that the impact of chronic stress on H. contortus infection varied among families and that divergence was reduced during infection by T. colubriformis . Second, we quantified genomic and transcriptomic differences in H. contortus worms collected from both lines to identify components of an arms race. We found no evidence of genetic differentiation between worms from each line. But survival to more resistant hosts was associated with enhanced expression of cuticle collagen coding genes. Discussion Breeding for resistance hence remains a sustainable strategy that requires to anticipate the effects of environmental perturbations and to monitor worm populations.

The growing expansion range of drug resistant parasitic nematode populations threatens the sustainability of ruminant farming worldwide. In this context, nutraceuticals, i.e. feed that would both fulfil dietary requirements while ensuring parasite control, would contribute to increase farming sustainability in developed and low resource settings. In this study, we characterized the anthelmintic potential of lupin seed extracts against major ruminant trichostrongylids, i.e. H. contortus and T. circumcincta. Our observations showed that total seed extracts from commercially available lupin varieties significantly inhibited larval migration. This anthelmintic effect was sustained on multidrug resistant field isolate and across parasite species and was mediated by the seed alkaloid content. Analytical chemistry revealed a set of four lupanine and sparteine-derivatives with anthelmintic activity and electrophysiology assays on recombinant nematode acetylcholine receptors suggested an antagonistic mode of action for lupin alkaloids. While commercial lupin seeds did not exert direct anthelmintic effect in H. contortus infected lupin-fed ewes and goats, it significantly dampened blood production losses suffered by goats. Lupin seed extracts hence provide a working basis for the development of novel anthelmintic compounds able to break drug resistance in the field, while they could be used to increase the resilience of infected dairy ruminants.