Etude de la gamétogénèse et détermination de marqueurs de qualité de gamètes chez la palourde européenne Ruditapes decussatus

Study of broodstock conditioning and determination of markers of gamete quality in the european clam Ruditapes decussatus

• Auteur / Autrice : Joana Sousa
• Direction : Arnaud Huvet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie marine
• Date : Soutenance le 10/07/2014
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer (Plouzané, Finistère)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physiologie des invertébrés - Instituto Português do Mar e da Atmosfera
• Jury : Président / Présidente : Vianney Pichereau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Arnaud Huvet, Vianney Pichereau, Julien Bobe, Pascal Favrel, Alexandra LeitÃo, Luca Bargelloni
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Julien Bobe, Pascal Favrel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Gamétogenèse

Reproduction (biologie)

Ruditapes

Mots clés libres

Ruditapes decussatus

Bivalve marin

Reproduction

Expression génique

Puce à ADN

Aquaculture

Ruditapes decussatus

Marine bivalve

Reproduction

Gene expression

Oligoarray

Aquaculture

Résumé

La palourde grise européenne, Ruditapes decussatus est un coquillage d’importance socio-économique en Europe du Sud. Sa production est basée sur le recrutement naturel, qui est sujet à de fortes fluctuations annuelles. Au Portugal, les principales zones de production de cette espèce sont les lagunes de Ria de Aveiro et Ria Formosa. Ces populations présentent des réponses différentes à l'induction de la ponte, résultat d’intérêt dans un contexte d'amélioration de la production aquacole. L'objectif de cette thèse était d'améliorer les connaissances sur la reproduction de R. decussatus en utilisant des approches génomiques et cellulaires avec pour principales applications : le conditionnement de géniteurs et la qualité des gamètes.Le cycle de reproduction de ces populations a été caractérisé par histologie pour le développement gonadique, l’aire gonadique et le diamètre de l’ovocyte. À l'exception de la dynamique de la gamétogénèse, aucune différence significative n’a été identifiée entre populations. Grâce à un effort de séquençage (Illumina) de banque d’ADNc de différents tissus/stades pour enrichir en transcrits liés à la reproduction, une puce à ADN (oligoarray) représentant 51 678 contigs a été produite et utilisée afin de caractériser les bases transcriptomiques de la reproduction de R. decussatus. Des gènes différentiellement exprimés et la voie “N-Glycan biosynthesis”, impliquées dans l'interaction spermatozoïde – ovocyte, ont été soulignés, ce qui suggère que la reconnaissance entre gamètes puisse expliquer en partie les différences de succès d'induction de ponte entre ces populations. De plus, le transcriptome d’ovocytes collectés chez 15 femelles a été analysé par puce à ADN avec pour objectif d'identifier des potentiels marqueurs de la qualité des ovocytes. Des gènes codant pour des protéines chaperonnes, dont certains caractérisés comme des ARNm maternels essentiels pour le développement précoce, sont apparus différentiellement exprimés entre ovocytes de bonne et mauvaise qualité établie sur le taux de larves D obtenu. La présente étude fournit de nouvelles informations génomiques précieuses pour la compréhension de la reproduction de cette espèce et liste des gènes candidats codant la protéine disulforide isomerase (PDI), des calmodulines et la caspase 8 comme points de départ possibles pour des études fonctionnelles. Leur implication dans les phases importantes de la reproduction comme l’interaction spermatozoïde-ovocyte, la protection de l'ovocyte, la régulation du calcium et l'apoptose ont font des marqueurs potentiels de la qualité ovocytaire de cette espèce.

The European clam, Ruditapes decussatus is considered a high value seafood product in Southern Europe. Its production is almost based on natural recruitment, which is subject to annual fluctuations. In Portugal, two of the main production areas of this species are Ria de Aveiro and Ria Formosa Lagoons. These populations were characterized by different responses to spawning induction, which is of great interest in a context of improvement of aquaculture. The purpose of this thesis was to improve the cellular and genomic knowledge on the reproduction of R. decussatus with major applications: broodstock conditioning and gamete quality.The reproductive cycle of the two populations was histologically characterized by comparing the gonadal development, gonadal area and oocyte diameter. With the exception of the dynamics of gonadal development, which may originate in the environment, no differences concerning gametogenesis were found. cDNA libraries of oocytes, larvae and gonads were sequenced on Illumina platform, to enrich resources in reproductive Expressed Sequence Tags, and a custom oligoarray representing 51,678 assembled contigs was then designed. To characterize the transcriptomic bases of reproduction, microarray analyses were performed in four gonadal maturation stages of the two populations. Differentially expressed probes and the “N-Glycan biosynthesis” pathway, potentially involved in sperm-egg interaction, were identified, suggesting that gamete recognition can explain part of the differences in terms of spawning induction success between populations.Moreover, microarray analyses were also performed in oocytes, with the objective of identifying potential markers of oocyte quality in this species. Genes coding for chaperone proteins demonstrated to be important markers of oocyte quality, with some of them being maternal mRNAs essential for early development.The present study provides new highly valuable genomic information for the understanding of reproduction of R. decussatus and emphasizes some candidate genes like protein disulforide isomerase (PDI), Calmodulin family and caspase 8 as possible starting points for further functional studies.