Allelochemical interactions between the dinoflagellate Alexandrium minutum and the diatom Chaetoceros muelleri

par Marc Long

Thèse de doctorat en Biologie marine

Sous la direction de Hélène Hegaret et de Dianne Jolley.

  • Titre traduit

    Intéractions allélopathiques entre le dinoflagellé Alexandrium minutum et la diatomée Chaetoceros muelleri


  • Résumé

    Comprendre les facteurs favorables à l’établissement et au maintien de proliférations d’algues toxiques et nuisibles est essentiel afin de mieux les prévoir. L’allélopathie, c’est-à-dire la libération de composés qui inhibent les compétiteurs, favorise l’espèce allélopathique et contribue ainsi à modifier la communauté planctonique. Les dinoflagellés toxiques du genre Alexandrium produisent des composés allélopathiques, cependant les interactions allélopathiques sont encore mal comprises. L'objectif de cette thèse était de contribuer à la compréhension des mécanismes d’allélopathie en étudiant l'interaction allélopathique entre A. minutum et la diatomée Chaetoceros muelleri. Les résultats de ces travaux ont mis en évidence que les composés allélopathiques d'A.minutum perturbaient le fonctionnement des membranes des diatomées en quelques minutes. La cascade d'événements physiologiques suivant l'interaction allélopathique comprend des effets tels que la perméabilisation de membranes, l'inhibition de la photosynthèse, la production d'espèces réactives de l'oxygène et la modification de la composition des membranes. Ce projet a mis en évidence le fait que l’allélopathie d’A. minutum est sous contrôle environnemental, son activité s’est accrue d’un facteur 4 en présence de concentrations toxiques de Cu. Enfin, le développement d’un bioessai a facilité la purification des composés allélopathiques par fractionnement guidé. Nous avons isolé un groupe de candidats hydrophobes dont l’activité doit être testée après isolement. Cette thèse propose de nouveaux outils et ouvre de nouvelles perspectives pour étudier les conséquences de ces interactions dans les écosystèmes marins.


  • Résumé

    Understanding the factors that favor the establishment and the persistance of harmful algal blooms is essential for predicting them. Allelochemical potency, i.e. the release of compounds that inhibit competitors, is hypothesized to favor the organisms that produce them and shape plankton community. The toxic dinoflagellates from the genus Alexandrium produce allelochemicals, however, associated interactions are poorly understood. The objective of this thesis is to contribute to our understanding by studying the mechanisms behind the allelochemical interactions between the A. minutum and the diatom Chaetoceros muelleri. The results of this work have highlighted that A. minutum allelochemicals disrupted membrane functioning of the diatoms within minutes. The cascade of physiological events following the allelochemical interaction that was described here, included permeabilisation of membranes, inhibition of photosynthesis, production of reactive oxygen species and modifications of the biochemical composition of membranes. This project has also highlighted that the allelochemical potency of A. minutum can be significantly modulated by environmental parameters, as allelochemical potency increased 4 times when exposed to toxic concentrations of Cu. Finally, a bioassay developed during this PhD eased the partial isolation of the allelochemicals through fractionation. We isolated a hydrophobic candidates whose activity have to be investigated following their isolation. This PhD provides a better understanding of the cellular mechanisms underlying allelochemical interactions and offers new tools and raises new perspectives to study the consequences of these interactions on marine ecosystems.



Le texte intégral de cette thèse sera accessible librement à partir du 01-12-2020

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