Potentialités de deux espèces d'algues rouges du genre Asparagopsis : effets sur la physiologie de l'anguille européenne et sur ses pathogènes

Potentialities of two red algae species of the Asparagopsis genus : effects on the the European eel physiology and on its pathogens

• Auteur / Autrice : Christelle Parchemin
• Direction : Nathalie Bontemps
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 08/06/2023
• Etablissement(s) : Perpignan
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie environnement (Perpignan)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherches insulaires et observatoire de l’environnement (Moorea, Polynésie française ; Perpignan) - Centre de Formation et de recherche sur les environnements méditerranéens (Perpignan)
• Jury : Président / Présidente : Cédric Bertrand
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yves Desdevises, Samira Sarter
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Potin, Gérald Culioli

Mots clés

Mots clés libres

Microbiologie/parasitologie

Espèce en danger d'extinction

Valorisation d'extraits d'algues

Expérimentations

Analyses chimiques

Chemical analysis

Endangered species

Experimentations

Microbiology / parasitology

Food supplements

Résumé

En Europe, l'anguille (Anguilla anguilla) est une espèce en danger critique d'extinction. Or en RégionOccitanie, environ 160 professionnels vivent de la pêche à l'anguille. Au-delà de son intérêt économique, elle joue un rôle écologique majeurdans les écosystèmes, tant comme source d'alimentation que comme prédateur. L'infection par des pathogènes est considérée comme l'un desfacteurs de l'effondrement de la population d'anguilles. Depuis quelques années, des traitements alternatifs aux antibiotiques, préventifs et plusrespectueux de l'environnement sont mis au point, tels que les préparations à base de plantes terrestres ou d'algues. Des études ont montré lepotentiel des algues du genre Asparagopsis comme complément dans l'aquaculture puisque leur inclusion dans l'alimentation de certains poissonsa permis d'augmenter la croissance et l'expression de certains gènes liés à l'immunité. En Méditerranée, A. armata et A. taxiformis sontconsidérées comme envahissantes et représentent une biomasse peu valorisée dans ce cadre. Ainsi, l'objectif de la thèse est d'étudier le potentieldes deux espèces d'algues du genre Asparagopsis afin de prévenir et/ou traiter certaines pathologies (l'infection bactérienne par Edwardsiellaanguillarum et l'infection parasitaire par le nématode Anguillicola crassus), affectant l'anguille européenne. Pour cela, une approche combinantmétabolomique, métabarcoding, tests in vitro sur parasites et bactéries, tests in vivo de nourrissage et d'infection par des pathogènes ettranscriptomique a été utilisée. Cette approche transdisciplinaire a permis dans un premier temps, de mieux caractériser les facteurs de variationdu métabolome, des activités biologiques et du microbiote des deux espèces du genre Asparagopsis, et dans un deuxième temps d'évaluer leseffets d'extraits d'algues in vitro et de poudre d'algue in vivo sur la physiologie de l'anguille européenne et sur ses pathogènes. Ainsi, les deuxespèces présentent des différences significatives de composition chimique qui pourraient expliquer les différences d'effets sur la survie du parasiteA. crassus observées in vitro et les différences d'appétences d'anguilles nourries avec les deux algues. Par ailleurs, l'activité antibactérienne desextraits des deux algues ne présente pas de variation saisonnière ce qui permet d'envisager l'utilisation annuelle d'échantillons de ces deuxespèces. En revanche, les différents stades du cycle de vie de l'algue présentent des variations d'activité, de composition chimique et demicrobiote. Enfin, in vivo, les traits phénotypiques comme la diminution de la croissance des anguilles, l'augmentation du taux d'infestation et dunombre de larves du parasite ainsi que la sur-expression de gènes liés à des processus de proliférations cellulaires ou de détoxifications observéeen transcriptomique chez les anguilles nourries avec l'algue A. taxiformis suggèrent une toxicité de celle-ci pour l'anguille.

In Europe, the eel (Anguilla anguilla) is a critically endangered species. In the Occitanie region, approximately160 professionals make a living from eel fishing. Beyond its economic interest, it plays a major ecological role in ecosystems, both as a source offood and as a predator. Infection by pathogens is considered to be one of the factors in the collapse of the eel population. In recent years,alternative, preventive and more environmentally friendly treatments to antibiotics have been developed, such as preparations based on terrestrialplants or algae. Studies have shown the potential of algae of the genus Asparagopsis as a supplement in aquaculture since their inclusion in thediet of certain fish has increased growth and the expression of certain genes related to immunity. In the Mediterranean, A. armata and A.taxiformis are considered invasive and represent a biomass that is little used in this context. Thus, the objective of the thesis is to study thepotential of two species of algae of the genus Asparagopsis to prevent/treat certain pathologies (bacterial infection by Edwardsiella anguillarumand parasitic infection by the nematode Anguillicola crassus), affecting the European eel. To do this, an approach combining metabolomics,metabarcoding, in vitro tests on parasites and bacteria, in vivo tests of feeding and infection by pathogens and transcriptomics was used. Thetransdisciplinary approach made it possible, firstly to better characterise the factors of variation in the metabolome, biological activities andmicrobiota of the two species of the genus Asparagopsis, and secondly, to evaluate the effects of in vitro algal extracts and in vivo algal powderon the physiology of the European eel and on its pathogens. Thus, the two species show significant differences in chemical composition whichcould explain the differences in effects on the survival of the parasite A. crassus observed in vitro and the differences in the palatability of eelsfed with the two algae. Furthermore, the antibacterial activity of the extracts of the two algae does not show any seasonal variation, which makesit possible to consider the annual use of samples of these two species. On the other hand, the different stages of the alga's life cycle showvariations in activity, chemical composition and microbiota. Finally, in vivo, phenotypic traits such as the decrease in eel growth, the increase inthe infestation rate and the number of parasite larvae, as well as the over-expression of genes linked to cellular proliferation or detoxificationprocesses observed in transcriptomics in eels fed with the alga A. taxiformis suggest that the latter is toxic to eels.