Réponses physiologiques et moléculaires à l'hypersalinité chez deux lignées génétiques de loup Dicentrarchus labrax en provenance de Méditerranée Ouest et d'Atlantique

Physiological and molecular responses of Atlantic and Mediterranean sea bass lineages to hypersalinity : A comparative study

• Auteur / Autrice : Quanquan Cao
• Direction : Catherine Nebel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecophysiologie adaptative
• Date : Soutenance le 13/06/2022
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité Mixte de Recherche CNRS-IFREMER-IRD-UM 9190 MARBEC Marine Biodiversity, Exploitation and Conservation Université de Montpellier
• Jury : Président / Présidente : Sylvie Dufour
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Catherine Nebel, Sylvie Dufour, Anne-Sophie Martinez, Jean-François Baroiller, Julien Issartel, Lee Tsung-Han
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sylvie Dufour, Anne-Sophie Martinez

Mots clés

Mots clés contrôlés

Salinité

Téléostéens

Osmorégulation

Mots clés libres

Hypersalinité

Osmorégulation

Téléostéen

Variabilité intraspécifique

Hypersalinity

Osmoregulation

Teleost

Intraspecific variability

Résumé

Le loup Européen ou bar (Dicentrarchus labrax) effectue des migrations saisonnières vers des habitats où la salinité peut atteindre des niveaux dépassant les 50 ‰, notamment dans les lagunes Méditerranéennes. Nous avons comparé les réponses physiologiques à l’hyper salinité de deux lignées génétiques de D. labrax, en provenance d’Atlantique et de Méditerranée Ouest. Le rôle du rein et de l’intestin dans la réabsorption d’eau dépendante du transport de solutés ont été analysés. L’expression des récepteurs de l’arginine vasotocine et de l’isotocine (AVTR et ITR) a également été mesurée. Les analyses ont été réalisées deux semaines après un transfert de D. labrax soit en eau de mer (EM, 36 ‰), soit en eau hypersalée (EHS, 55 ‰). Une taille inférieure des glomérules rénaux a été mesurée en milieu hyper salé indiquant une limitation des pertes d'eau via l’urine en milieu hypersalé. Les niveaux protéiques et l’activité de l’ATPase Na+/K+ (NKA) étaient supérieurs en milieu hyper salé indiquant un transport actif accrue à cette salinité. L’aquaporine 1a (AQP1a) est exprimée dans certains tubules proximaux n’exprimant que très peu la NKA. De plus, les transcrits aqp1a et aqp1b sont moins exprimés en EHS qu’en EM suggérant un rôle limité de l’AQP1 dans la réabsorption d’eau couplée au transport ionique. Dans l’intestin postérieur, les niveaux de transcrits nka α1a, nkcc2, aqp8ab et aqp8aa étaient supérieurs en EHS qu’en EM ainsi que le niveau protéique AQP8ab. AQP8ab est localisé dans les enterocytes au niveau subapical, exprimant également le cotransporteur Na+/K+/2Cl- (NKCC2) apicalement, suggérant un lien fonctionnel entre l’absorption de Na+, Cl- et l’eau. Parmi les gènes paralogues AVTR, v1a2 est le plus abondant au niveau intestinal et il est surexprimé en EHS. Une comparaison intraspécifique a montré que la lignée Méditerranéenne présente une pression osmotique sanguine supérieure en EHS alors que la lignée Atlantique maintient sa pression osmotique constante. Des différences entre les lignées ont été montrées au niveau de l’intestin postérieur avec des activités NKA supérieures chez les loups Méditerranéens mais aussi une expression plus importante de plusieurs gènes chez les loups Méditerranéens, reflétant des différences adaptatives dans les mécanismes d’absorption d’eau entre les lignées de D. labrax.

The European sea bass (Dicentrarchus labrax) migrates towards habitats where salinity can reach levels over 50 ‰, notably in Mediterranean lagoons. We compared physiological responses of Atlantic and West Mediterranean sea bass to hypersalinity. We focused on the role of the kidney and intestine in solute-driven water reabsorption. Intestinal arginine vasotocin and isotocin receptor (AVTR and ITR) expression were also analyzed. Fish were sampled following a two-week transfer from seawater (SW, 36 ‰) to either SW or hypersaline water (HW, 55 ‰). A decreased renal glomerulus size was measured in HW compared to SW indicating that sea bass minimize water loss through urine upon salinity increase. Renal relative protein amounts and activity of Na+/K+-ATPase (NKA) were significantly higher in fish exposed to hypersalinity regardless of their origin indicating increased ion transport. Renal aquaporin 1a (AQP1a) immunolabeling was mainly detected in proximal tubules that do not express NKA and aqp1a, aqp1b were downregulated in HW suggesting a limited role of AQP1 in solute-coupled water uptake at 55 ‰. In the posterior intestine, nka α1a, nkcc2, aqp8ab and aqp8aa mRNA expressions were higher in HW compared to SW as well as relative protein expression of AQP8ab. The sub-apical localization of AQP8ab and apical localization of Na+/K+, 2Cl- cotransporter (NKCC2) in enterocytes could indicate a functional link between Na+, Cl- and water uptake. Among AVTR paralogs, highest mRNA levels were recorded for v1a2 paralog which showed a higher expression in D. labrax intestine after transfer of fish to HW. Intraspecific comparisons showed that blood osmolality was unchanged in Atlantic sea bass following salinity transfer but was higher in Mediterranean sea bass in HW compared to SW. Differences between D. labrax lineages were observed in posterior intestines of fish maintained in SW regarding NKA activities and the expression of several genes invo lved in solute-coupled water uptake with significantly higher levels in Mediterranean sea bass, most likely reflecting adaptive differences in mechanism linked to ion-driven water reuptake within D. labrax lineages.