Etude du système de déterminisme du sexe au sein de populations naturelles de Tilapia du Nil, Oreochromis niloticus (Linnaeus, 1758) : importance des composantes génétiques et environnementales

Stufy of sex determination system in natural populations

• Auteur / Autrice : Etienne Bezault
• Direction : Bernard Chevassus-au-Louis, Jean-François Baroiller
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques. Biodiversité et génétique évolutive
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés libres

Poissons

Cichlidae

Thermosensibilité

Diversité génétique

Microsatellites

Résumé

Le tilapia du Nil, Oreochromis niloticus, présente un modèle original de système de déterminisme du sexe (SDS) alliant des composantes génétique (GSD) et environnementale (température, TSD). Le but de cette thèse est d'étudier le SDS et surtout la TSD au sein de populations naturelles adaptées à des régimes thermiques différenciés (extrêmes stables en Ethiopie ou fluctuant au Ghana) par des approches expérimentales et moléculaires, en conditions naturelles et contrôlées. Les populations de tilapia du Nil montrent une différenciation génétique spatio-temporelle hiérarchique fine. La présence d'une GSD complexe, avec prédominance d'un déterminant majeur hétérogamétique XY possiblement polymorphe et/ou l'effet de facteur(s) mineur(s), ainsi que d'une TSD avec de fortes interactions génotype-environnement, a été montrée pour chaque population. L'existence d'individus naturellement inversés est suggérée ici pour la première fois. Les nuages d'alevins de tilapias, stade clé de la différenciation du sexe, ont révélé une structure génétique complexe, tant spécifique que familiale. L'analyse de leurs conditions de vie suggère une influence possible de la température sur la différenciation sexuelle, variable selon le milieu et/ou la saison, sans qu'aucune relation n'ait pu être établie. L'étude de microsatellites liés au sexe, sur un large panel de populations, a confirmé la grande variabilité des liaisons marqueurs-sexe, corroborant l'hypothèse de l'implication de plusieurs segments chromosomiques dans le SDS des tilapias. Les approches expérimentales et moléculaires concordent avec le maintien d'un système polymorphe mixte GSD-TSD, en accord avec nos résultats théoriques simulés.

The Nile tilapia, Oreochromis niloticus seems to be an original model of sex determination systems (SDS) combining genetic factors (GSD) and environmental influences (temperature, TSD). The aim of this thesis is to study SDS, and especially TSD, within natural populations adapted to differentiated thermal regimes (stable extreme ones in Ethiopia, or fluctuant one in Ghana), using experimental and molecular approaches, in both controlled and natural conditions. The Nile tilapia populations show fine hierarchical spatio-temporal genetic differentiation. The presence of a complex GSD with the predominance of a major heterogametic XY determinant but possibly polymorphic and/or the effect of minor factor(s), as well as a TSD with strong genotype-environment interactions has been evidenced within each population. The existence of individuals that are sex-reversed naturally is suggested here for the first time. The tilapias fry shoals, key stage for sexual differentiation, revealed a complex genetic structure at both familial and specific levels. Analysis of their living conditions suggested the possible influence of temperature on sex differentiation, depending on the habitat and season, without establishing any significant relationship. Analysis of sex-linked microsatellites, performed on a large panel of populations, confirmed the considerable variability in the sex-marker linkages, which corroborates the hypothesis of the involvement of several chromosomal segments in SDS of tilapias. The experimental and molecular approaches seemed to be in agreement with the maintenance of this type of mixed, polymorphic GSD-TSD system, in accordance with our simulated theoretical results.