Caractérisation des effets bénéfiques de la microflore naturelle de l'huître du Pacifique Crassostrea gigas en vue d'applications en conchyliculture

Characterization of the beneficial effects of the natural microflora of the Pacific oyster Crassostrea gigas for applications in shellfish farming

• Auteur / Autrice : Luc Dantan
• Direction : Céline Cosseau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 09/10/2023
• Etablissement(s) : Perpignan
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie environnement (Perpignan)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Interactions Hôtes-Pathogènes-Environnements (Perpignan)
• Jury : Président / Présidente : Benjamin Gourbal
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Delphine Passerini, Guillaume Mitta, Eve Toulza, Yannick Gueguen
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Isabelle Arzul, Christine Coustau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Relations hôte-virus

Herpesviridés

Maladies

Crassostrea gigas

Mots clés libres

Crassostrea gigas

Holobiont

Éducation microbienne

Activité antibactérienne

OsHV-1 µVar

Vibrio aestuarianus

Crassostrea gigas

Holobiont

Microbial education

Antibacterial activity

OsHV-1 µVar

Vibrio aestuarianus

Résumé

Récemment, la fréquence et la gravité des maladies marines ont augmenté en lien avec les changementsenvironnementaux, et les mollusques d'intérêt économique sont particulièrement concernés. Un exemple frappant de maladie dévastatrice est lesyndrome de mortalité des huîtres du Pacifique (Pacific Oyster Mortality Syndrom ou POMS) causé par l'Ostreid Herpesvirus-1 μVar (OsHV-1μVar) qui est apparu en 2008 et qui a un impact considérable sur la production de Crassostrea gigas dans le monde entier en affectant les huîtresjuvéniles. Les huîtres adultes sont également touchées par des maladies infectieuses, en particulier celles causées par la bactérie pathogène Vibrioaestuarianus.Dans le cadre de mon doctorat, j'ai étudié la possibilité de tirer profit de l'effet bénéfique du microbiote de l'huître pour lutter contreces maladies infectieuses. Il a été rapporté que certaines souches bactériennes sont préférentiellement associées aux huîtres ayant une meilleurecapacité de survie à la maladie POMS. En outre, des travaux antérieurs ont montré qu'il était possible d'éduquer le système immunitaire deshuîtres en les exposant à un microbiote sain au cours de leur développement larvaire. Cette expérience a été réalisée en utilisant des huîtresdonneuses de microbiote. Cette éducation microbienne présentait l'avantage d'utiliser tout le potentiel de la diversité des micro-organismes, maisles communautés transférées n'étaient pas entièrement contrôlées et pouvaient donc présenter un risque de transmission de maladie infectieuse.Cette exposition au microbiote entier n'est donc pas applicable en aquaculture. C'est pourquoi j'ai décidé de concentrer mon travail sur unenvironnement microbien contrôlé et d'étudier ses effets bénéfiques potentiels sur la santé des huîtres.J'ai pour cela généré une collection debactéries provenant d'huître C. gigas collectées sur le terrain et naturellement résistantes aux maladies et j'ai caractérisé leurs effets sur les huîtres.Deux stratégies potentiellement bénéfiques ont été étudié :(1) J'ai réalisé une éducation microbienne du système immunitaire de l'huître enajoutant des mélanges bactériens multi-souches pendant le développement larvaire et j'ai étudié l'effet à long terme de cette exposition aux stadesjuvénile et adulte lors d'une infection à OsHV-1 et V. aestuarianus. (2) J'ai identifié des souches bactériennes produisant des composésantibactériens et j'ai étudié leurs effets à court terme en les administrant à des huîtres juvéniles et adultes juste avant la contamination par desagents pathogènes.Ces résultats ouvrent de nouvelles voies pour le développement d'approches prophylactiques ciblées sur le microbiote afind'atténuer les maladies dans l'ostréiculture.

Recently, the frequency and severity of marine diseases have increased in association with global changes, andmollusks of economic interest are particularly concerned. A striking example of a devastating disease is the Pacific Oyster Mortality Syndrome(POMS) caused by the Ostreid Herpesvirus-1 μVar (OsHV-1 μVar) that emerged in 2008 and which heavily impacts Crassostrea gigasproduction worldwide by affecting juvenile oysters. Adult oysters are also affected by infectious diseases, especially those caused by thebacterial pathogen Vibrio aestuarianus.In my PhD, I investigated the possibility of using the beneficial effect of the oyster microbiota to fightagainst these infectious diseases. It has been reported that some bacterial strains are preferentially associated with oysters with better survivalcapacity to the POMS disease. In addition, previous work has shown that it is possible to educate the oyster immune system through an exposureto healthy microbiota during their larval development. This experiment had been achieved by using oyster donors of microbiota. This microbialeducation had the advantage of using all the potential of the whole microorganism diversity, but the transferred community were not fullycontrolled and could be hazardous. This made this whole microbiota exposure not applicable in aquaculture. In this sense, I decided to focus mywork on controlled microbial environment and investigated their potential beneficial effect in oyster health.I generated a collection of bacterialspecies from naturally disease-resistant C. gigas collected in the field, and I characterized their effects on oysters. I investigated two possiblebeneficial strategies: (1) I performed a microbial education by adding multi-strain bacterial mixes during larval development and investigated thelong-term effect of this exposure at juvenile and adult stages when oysters were challenged with OsHV-1 and V. aestuarianus. (2) I identifiedantimicrobial-producing bacterial strains and investigated their short-term effect by adding them to juvenile and adult oysters just before pathogenchallenges. Overall, I showed that both strategies can help fighting against oyster infectious diseases but strongly relies on oyster genetic.Thesefindings open new avenues for the development of microbiota-targeted prophylactic approaches to mitigate diseases in oyster farming.