Recherche et caractérisation de gènes exprimés dans les gonades et le cerveau d'Oreochromis niloticus, utilisables comme marqueurs liés au sexe pour la production de populations monosexes mâles par des approches respectueuses de l'environnement

Search and characterisation of genes expressed in the gonads and brain of Oreochromis niloticus to be used as putative sex-linked markers to produce male monosex populations by environmentally-friendly approaches

• Auteur / Autrice : Srisupaph Poonlaphdecha
• Direction : Helena D'Cotta, Serge Morand
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des populations et écologie
• Date : Soutenance le 15/12/2010
• Etablissement(s) : Montpellier 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Systèmes Intégrés en Biologie, Agronomie, Géosciences, Hydrosciences, Environnement (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2015)
• Jury : Président / Présidente : Guy Charmantier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Helena D'Cotta, Serge Morand, Marina Govoroun
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Alexis Fostier, Stéphane Flament

Mots clés

Mots clés contrôlés

Effets de la température

Tilapia

Aquaculture durable

Détermination génétique du sexe

Mots clés libres

Température

Sexe-dimorphism

Sexe-différenciation

Temperature

Sex-dimorphism

Sex-differentiation

Résumé

La connaissance et la maîtrise du déterminisme du sexe et de la différenciation sont des défis majeurs pour la production de tilapia. L'élevage de populations monosexes mâles évite les effets négatifs d'une reproduction continue et profite de la meilleure croissance des mâles. Dans le contexte d'une aquaculture durable, le développement de stratégies alternatives et écologiques est nécessaire pour le contrôle du sexe du tilapia sans avoir recours aux approches hormonales. Ces alternatives reposent sur des approches génétiques ou environnementales, en utilisant l'effet masculinisant des températures élevées appliquées au cours de la différenciation sexuelle. Dans cette thèse la recherche de gènes impliqués dans la différenciation sexuelle a été réalisée dans les gonades et le cerveau en utilisant l'analyse de certains gènes candidats. L'objectif était de développer des marqueurs putatifs pour produire des populations monosexes mâles par des approches respectueuses des consommateurs et de l'environnement. Les expressions temporelles et spatiales de cyp19a1a, cyp19a1b, FOXL2, dmrt1, SOX9, DAX1 et amh ont été analysées dans plusieurs descendances de mâles ou des femelles génétiques ainsi que dans des femelles traitées à fortes températures. Leur lien avec les masculinisations par la températ ure a également été recherché sur des lignées thermosensibles de tilapia. L'un des gènes qui présente un dimorphisme sexuel important est l'amh qui est exprimé aussi bien dans les gonades que dans le cerveau pendant les premiers stades de la différenciation sexuelle. Le niveau d'expression de l'amh dans le cerveau est élevé chez les mâles quand les gonades sont toujours indifférenciées et probablement même avant la synthèse des stéroïdes gonadique. Une procédure de sexage moléculaire précoce a été développée en utilisant ce gène chez le tilapia. Cette procédure sera d'un grand intérêt pour les éleveurs et les scientifiques pour identifier rapidement des individus YY mâles avec un gain en temps et en argent, et pourra être utilisée également pour rechercher d'autres approches fiables de production de populations monosexes mâles sans l'utilisation des hormones.

Knowledge and the control of sex determination and differentiation are major challenges for tilapia production. Farming of male monosex populations avoids the negative effects of a continuous reproduction and benefits from males' fast growth. In the context of a sustainable aquaculture, alternative and ecological strategies have to be developed to control sex in tilapia without hormonal treatment. These approaches will rely on genetic and environmental treatments, such as the use of masculinising high temperatures applied during sex differentiation. The search for genes implicated in sex differentiation has been performed in both gonads and brains using the analysis of candidate genes. The objective was to develop putative markers to produce male monosex populations through consumer and environmentally friendly approaches. Temporal and organ expressions of cyp19a1a, cyp19a1b, foxl2, dmrt1, sox9, dax1 and amh were analysed in several progenies o f genetic males or females as well as in temperature-treated individuals. Their link with temperature masculinisation was also performed on the thermosensitive tilapia lines. One of the sexual dimorphic genes was amh which was found expressed in both gonads and brains during early stages of sex-differentiation. Brain amh was elevated in males when the gonads were still undifferentiated and probably before steroid synthesis took place. A precocious molecular sexing procedure was developed in tilapia using this gene. This procedure will be of great advantage for both farmers and scientists in identifying quickly male individuals and in finding reliable male monosex approaches not using hormones.