Chronobiologie moléculaire et comportementale des huîtres Crassostrea gigas diploïdes et triploïdes exposées à l'algue toxique Alexandrium minutum

Molecular and behavioral chronobiology of diploids and triploids oyters Crassostrea gigas exposed to the harmful algae Alexandrium minutum

• Auteur / Autrice : Laura Payton
• Direction : Jean Charles Massabuau, Damien Tran
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géochimie et écotoxicologie
• Date : Soutenance le 15/06/2017
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et Environnements (Pessac, Gironde)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux (Talence, Gironde ; 1999-....)
• Jury : Président / Présidente : Xavier de Montaudouin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Xavier de Montaudouin, Angela Falciatore, Paco Bustamante, Hélène Hegaret, Claire Hoede
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Angela Falciatore, Paco Bustamante

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chronobiologie

Bioaccumulation

Rythmes biologiques

Algues toxiques

Phycotoxines

Crassostrea gigas

Mots clés libres

Huîtres

Algues toxiques

Chronobiologie

Comportement

RNAseq

Interférence

Oysters

Harmful algae

Chronobiology

Behavior

RNAseq

Interference

Résumé

Les efflorescences de la micro-algue toxique Alexandrium minutum sont en constante augmentation au niveau mondial, accentuées par les apports anthropiques et le réchauffement global, et posent des problèmes écologiques, économiques et sanitaires. Lors d’une exposition à A. minutum, l’accumulation des phycotoxines paralysantes (PSP) dans les tissus semble être différente entre les huîtres diploïdes et triploïdes. Par ailleurs, de nombreuses fonctions physiologiques de l’huître C. gigas sont impactées. L’ensemble des fonctions physiologiques d’un organisme est régulé par des rythmes biologiques. Propriété fondamentale de la vie, les rythmes biologiques permettent aux organismes de se synchroniser et d’anticiper les variations cycliques de l’environnement. Dans mes travaux, je me suis intéressée aux rythmes biologiques des huîtres diploïdes et triploïdes C. gigas et à leurs interactions avec la contamination par les PSP. Une analyse in situ sur un an a mis en évidence une relation jusque-là inconnue entre le comportement valvaire de C. gigas et le cycle d’éclairement de la lune, ainsi qu’une relation fine et subtile des cycles comportementaux nycthéméraux et tidaux avec l’évolution annuelle de la photopériode. Cette relation est modulée par la ploïdie. Par ailleurs, la mise au point d’une approche non-invasive d’interférence par ARN a permis de mettre en évidence l’implication de l’horloge circadienne dans les processus de bioaccumulation des PSP chez C. gigas. Enfin, l’analyse du transcriptome cyclique dans les branchies de C. gigas a mis en évidence qu’au moins 42 % du transcriptome peut être exprimé de façon oscillante. Contre intuitivement, en condition d’alternance jour / nuit, une majorité de transcrits sont ultradiens, trois fois plus nombreux que les transcrits circadiens. Exposées à A. minutum, les huîtres ont montré un remodelage profond de leur transcriptome cyclique, pouvant entraîner la perte de synchronisation de l’huître avec son environnement.

Harmful algal blooms of Alexandrium minutum are constantly increasing at the global level, accentuated by anthropogenic contributions and global warming, causing ecological, economical and sanitary problems. During exposition to A. minutum, paralytic phycotoxins (PSP) accumulation differs between diploid and triploid oysters. Moreover, many physiological functions of the oyster C. gigas are impacted. All physiological functions of an organism are regulated by biological rhythms. As a fundamental property of life, biological rhythms allow organisms to synchronize and anticipate cyclic variations of the environment. In my work, I was interested in the biological rhythms of diploid and triploid oysters C. gigas, and their interactions with PSP contamination. A one-year in situ analysis revealed a previously unknown relationship between valve behavior of C. gigas and the lunar illumination cycle, as well as a fine and subtle relationship of the nycthemeral and tidal behavioral cycles with the annual evolution of the photoperiod. This relationship was modulated by the ploidy. Moreover, the development of a non-invasive approach of RNA interference revealed the involvement of the circadian clock in bioaccumulation processes of PSPs in C. gigas. Finally, analysis of the cyclic transcriptome in the gills of C. gigas showed that at least 42 % of the transcriptome can oscillate. Surprisingly, in day / night entrainment, most of transcripts were ultradians, three times more abundant than circadian transcripts. Exposed to A. minutum, results showed a profound remodeling of the cyclic transcriptome of C. gigas, which could lead to loss of synchronization of the oyster with its environment.