Effets de l’exposition parentale au diuron sur le méthylome et transcriptome de l’huître du Pacifique Crassostrea gigas

par Rodolfo Rondon Sallan

Thèse de doctorat en Ecologie, évolution, ressources génétiques, paléontologie

Sous la direction de Caroline Montagnani.

Le président du jury était Jehan-Hervé Lignot.

Le jury était composé de Caroline Montagnani, Jehan-Hervé Lignot, Pascal Favrel, Thierry Burgeot.

Les rapporteurs étaient Pascal Favrel, Thierry Burgeot.


  • Résumé

    L’huître du pacifique Crassostrea gigas est l'espèce marine la plus cultivée avec une production supérieure à 4 millions de tonnes pour l'année 2010. En France, C. gigas est cultivée depuis la fin des années 1970. Cependant, cette espèce souffre d’un syndrome de mortalité estivale depuis les années 1980, avec une amplification depuis 2008 qui touche jusqu'à 100 % des naissains. Ce syndrome de mortalité est un phénomène multifactoriel, basé sur l’interaction de nombreux facteurs: stress environnementaux, caractéristiques physiologiques et génétiques de l’huître, présence et virulence de pathogènes. L’huître du pacifique C. gigas est une espèce estuarienne qui est soumise aux pressions anthropiques comme la pollution du milieu côtier. Ces événements représentent des sources potentielles de stress en zones ostréicoles. Cependant, les connaissances sur les effets des polluants comme les pesticides sur C. gigas restent fragmentaires. Les périodes d’épandage d’herbicides coïncident parfois avec la période de reproduction des huîtres, raison pour laquelle nous considérons que ces produits chimiques pourraient affecter la génération suivante d'huîtres. Parmi les pesticides, le diuron est le plus fréquemment détecté sur les côtes françaises, avec une concentration maximale rapportée de 0,78 µgL-1. L'exposition directe aux herbicides affecte le transcriptome des huîtres qui est le premier niveau de réponse face à l'exposition du polluant. Il a été démontré que l'exposition parentale au diuron a des effets génotoxiques chez C. gigas au stade de naissain. Une variabilité phénotypique de trait d’ histoire de vie a été observée aussi pour ces naissains. Un autre effet possible des pesticides serait la modification de marques épigénétiques. Il est connu que les facteurs environnementaux telle que la pollution par des composés chimiques peuvent modifier l'épigénome et par conséquent le phénotype des individus et de leurs descendance en agissant au niveau trans-générationnel. Ces dernières observations nous permettent d’émettre l’hypothèse de l’implication de mécanismes épigénétiques suite à l’interaction avec des produits phytosanitaires. Ces mécanismes modifieraient le phénotype des huîtres au stade de naissains par l'exposition parental. Pour tester cette hypothèse nous avons étudié la méthylation globale de l'ADN (méthylome), qui est un de principal marques épigénétiques, et le transcriptome des naissains issus de géniteurs exposé au Diuron. Nous avons identifié des modifications du méthylome et du transcriptome qui ont un lien avec le phénotype de trait d'histoire de vie de ces naissains. Ces résultats démontreraient qu’une exposition indirecte ou parentale du diuron modifie la méthylation et l'expression de fonctions de gènes spécifiques, expliquant en partie la variabilité phénotypique observée.

  • Titre traduit

    Effects of parental exposure to diuron on methylome and transcriptome of the Pacific oyster Crassostrea gigas


  • Résumé

    The Pacific Oyster Crassostrea gigas is the most cultivated marine species in the world with a production superior to 4 millions of tons in 2010. In France, C. gigas is cultivated since the end of 1970s. However, this specie suffers from a syndrome of summer mortalities since the 1980s, with an amplification since 2008 affecting up to 100% of spats. This syndrome of mortality is a multifactorial phenomenon, based on the interaction of many factors: Environmental factors, genetic and physiologic features of the oysters, and the presence and virulence of pathogens. The Pacific Oyster C. gigas is an estuarine specie which is subjected to anthropogenic pressures such as pollution of the coastal environment. These events represent a potencial source of stress in oyster farm areas. However, the knowledge about the effects of pollutants such as pesticides on C. gigas remain fragmented. The herbicide application periods may coincide with the oyster breeding period, reason for which we consider that these chemicals could affect the next generation of oysters. Among pesticides, diuron is the most frequently detected on the French coast, with a maximum reported concentration of 0.78 µgL-1.The direct exposure to herbicides affects the transcriptome of oysters which is the first level of response to the exposure of pollutants. It was shown that parental exposure to diuron has genotoxic effects on C. gigas at the spat stage. A phenotypic variability of life history traits has also been observed for these spats. Another possible effect of pesticides would be the modification of epigenetic marks. It is known that environmental factors such as pollution by chemical compounds can alter the epigenome and consequently the phenotype of individuals and of their offspring acting at a transgenerational level. These last observations allow us to hypothesize the involvement of epigenetic mechanisms in response to interactions with herbicide products. These mechanisms could modify the phenotype of oysters spat state by parental exposure. To test this hypothesis we studied the genome-wide DNA methylation (methylome), which is a main epigenetic mark, and the transcriptome of the spat from diuron-exposed genitors. We identified methylome and transcriptome changes that are related to the phenotype of life history trait of these spats. These results show that an indirect or parental exposure to the diuron is able to modify the methylation and the expression of specific gene functions, partially explaining the phenotypic variability observed.

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