Microcell parasites of oysters: Recent insights and future trends

Our understanding of the microcell oyster parasites of the genera Bonamia and Mikrocwos has expanded 111 recent years with the application of ultrastru ctural and espec ially molecular biological research approaches. Molecular phylogenetic analyses of SSU rRNA genes have united three species, Bonamia ostreae, Bonamia exitiosa, and Mikrocytos (now Bonamia) roughleyi, in a microcell clade within the Haplosporidia, supporting both early and recent ultrastructural observations. Ult rastructural and molecular phylogenetic ev idence has emerged that Mikrocytos mackini, on the other hand, is a unique proti st with unusual adaptations for a parasitic existence. DNA probes and polymerase chain reaction (PCR) assays promise new insights into the life cycles, tran smi ssion, and diversity of these organ isms. The development of Ostrea eclulis lines selected for B. ostreae resistance wi ll increase the viability of aquaculture industries for this species and, combined with rapidly developing biotechnological approaches for studying host defenses and host-parasite interactions, will allow greater insight into the nature of phenomena such as resistance and tol erance to disease in oysters

Monitoring of French Polynesia coral reefs and their recent development

French Polynesia, consisting of 118 islands in the centre of the Pacific Ocean, has more than 15000 km2 of reefs and lagoons managed by the local government. Tourism and pearl culture are the two main economic resources of the country. Polynesian coral reefs are extremely diverse and are among those for which we have thorough knowledge. The exploitation of local resources has been recorded for multiple decades and includes : coral materials, fishing, harvest and export of mother-of-pearl molluscs, pearl production, and ornamental fish. All over the country, many monitoring programmes have been launched to measure the health of reefs and the natural and anthropogenic perturbations that they suffer : hurricanes and seismic events, water quality, health of benthic and fish communities, pearl oyster pathology and radiobiology. These data, collected over the last few decades, allowed to defi ne the relative importance of natural and anthropogenic degradation on reefs and lagoons, and to explain the present status of reefs at different spatial scales. Devastating hurricanes are rare (1903-1906, 1982-1983 and occasionally at other times), but they may annihilate outer slope coral communities on some islands. Bleaching events with considerable coral mortality at different geographical scales occurred mainly in 1991, 1994 and 2003. Outbreaks of Acanthaster destroyed numerous reefs (lagoons and outer slopes) from 1978-1982 and a new demographic wave began in 2006 at many Society islands. Eutrophication events only occurred occasionally and only in some lagoons. Whereas natural catastrophic events degrade the coral reef ecosystem across many islands, at the archipelago or even regional scale, anthropogenic degradation is limited to a few Society Islands, occurring rarely on atolls and not at all on those (one third) which are uninhabited. The main causes of reef degradation in some areas of Tahiti and Moorea include the embankment of fringing zones, coral mining, overfishing, absence of urban sewage treatment and the development of leisure and tourism activities. Because of its large geographical extent, one may conclude that major reef degradation in French Polynesia is caused by catastrophic natural events. On the other hand, anthropogenic degradation is more localized. Unfortunately, the synergistic effects of these causes of degradation prevent reefs from recovering. Optimum coral cover on French Polynesian outer reef slopes is between 50-60 %. After a major destructive impact (hurricane, bleaching, Acanthaster) a reef is reduced to less than 10 % coral cover, however if no more major disturbance events occur a reef will recover in about 12 years. Most of the 15000 km2 of reefs and lagoons in French Polynesia are in good health, and along with their neighbouring reefs in East and Central Pacific they are considered as the least degraded reefs worldwide and at a low risk of becoming degraded in the few next decades. However, we are more and more anxious about the future of reefs in the world particularly because present simulations predict that major impacts of climate change would include : elevation of sea surface temperatures, increase in the strength of hurricanes and acidification of seawater which will affect the formation of coral structuresLa Polynésie française, 118 îles au coeur du Pacifique, possède une surface de plus de 15000 km2 de récifs et lagons gérés par le gouvernement polynésien. Le tourisme et la perliculture représentent les deux ressources économiques majeures du Pays. Les formations récifales très diversifiées sont parmi les mieux connues. Plusieurs suivis d'exploitation des ressources sont opérationnels depuis des décennies : granulats coralliens, pêche pour l'alimentation, collecte et exportation de mollusques nacriers, production de perles, poissons d'ornement. À l'échelle du Pays de très nombreux programmes de surveillance de l'état des récifs et des perturbations qu'ils subissent, naturelles et anthropiques, ont été mis en place: perturbations cycloniques et sismiques, qualité des eaux, état de santé des peuplements benthiques et ichtyologiques, pathologie des nacres, radiobiologie. Toutes ces données recueillies au fil des décennies ont permis d'établir l'importance relative des dégradations naturelles et anthropiques sur les récifs et lagons polynésiens et d'expliquer leur état de santé actuel en considérant différentes échelles spatiales. Les périodes cycloniques dévastatrices pour les récifs sont rares (1903-1906, 1982-1983 et épisodiquement) mais les cyclones ont parfois anéanti les communautés coralliennes de pentes externes dans certaines îles. Les blanchissements suivis de mortalités importantes à des échelles spatiales diverses, ont été surtout ceux de 1991, 1994 et 2003. Les explosions démographiques d'Acanthaster ont détruit de nombreux récifs (lagons et pentes externes) en 1978-1982 et une nouvelle pullulation s'amplifie depuis 2006 dans plusieurs îles de la Société. Les crises dystrophiques n'ont perturbé qu'épisodiquement certains lagons. Si les événements naturels précédents dégradent les récifs à l'échelle de plusieurs îles, d'archipel ou du Pays, les dégradations anthropiques sont limitées à quelques îles peuplées de la Société, plus exceptionnellement dans les atolls et encore moins dans un tiers d'entre eux qui sont inhabités. Les remblais en zone frangeante, les extractions de matériaux coralliens, la surpêche, l'absence de réseaux d'assainissement des eaux usées urbaines et le développement d'activités de loisir et du tourisme sont les causes essentielles de la dégradation des communautés coralliennes du lagon dans certains secteurs de Tahiti et de Moorea. Ainsi apparaît-il clairement que les dégradations majeures des récifs en Polynésie sont occasionnées par des phénomènes naturels compte tenu de leur étendue géographique. En revanche les dégradations anthropiques sont géographiquement plus localisées. Malheureusement la synergie des deux causes de dégradation ne facilite pas la récupération des récifs. Il est établi qu'une pente externe avec un recouvrement corallien de 50-60 % est à son optimum. Une dégradation majeure (cyclone, blanchissement, Acanthaster) réduit ce recouvrement à moins de 10 %. La communauté met une douzaine d'années pour revenir au recouvrement optimum si aucune autre perturbation importante ne survient. La très large majorité des 15000 km2 de récifs et lagons de Polynésie française sont en bonne santé. Avec leurs voisins du Pacifique Est et Central, ces formations coralliennes sont considérées comme les moins dégradées au monde et à faible risque de dégradation dans les prochaines décennies

La Bonamiose : mise au point de réactifs pour le diagnostic et étude des mécanismes cellulaies de défense développés par l'hôte, l'huître plate, Ostrea edulis

Une partie de ce travail, a consisté à développer quelques techniques pour la caractérisation et le diagnostic de ce protozoaire. Ainsi, après avoir optimisé le protocole de purification de B. ostreae, il a été possible de définir quelques unes des propriétés des protéines de ce parasite dont la connaissance s'avère nécessaire pour le choix de cibles potentielles d'un diagnostic. Cette caractérisation des protéines a été réalisée par la description des profils électrophorétiques en SDS-PAGE, et par la recherche des glycoprotéines à l'aide d'une lectine. Nous nous sommes également attachés à la préparation d'anticorps polyclonaux spécifiques du parasite, dans l'optique de disposer d'une technique de diagnostic sensible, fiable et rapide. En outre, ce type d'outils, appliqués à l'histologie, devrait permettre un diagnostic des stades précoses de l'infestation. Dans une seconde partie, nous nous sommes i.nteressés aux mécanismes de défense de l'huître plate, et plus particulièrement aux interactions, in vivo. Parallèlement, un protocole, permettant un maintien et une survie intéressante des hémocytes d'huîtres plates, in vitro, a été défini. Dans ce cadre, l'infestation des hémocytes de cette espèce par le protozoaire, Bonamia ostreae, constitue un modèle particulièrement intéressant de parasitisme intracellulaire, par le double rôle joué par les hémocytes dans cette maladie. Ils sont en effet, à la fois, les cellules hôtes d'un point de vue parasitologique, et les cellules effectrices de l'immunité à médiation cellulaire. A terme, ces investigations devraient permettre, d'une part, d'aborder certains aspects de la pathogénie, en particulier, la reconnaissance et le devenir intracellulaire du parasite, Bonamia ostreae dans la cellule hôte, et d'autre part, les bases de la susceptibilité ou de la « résistance» à cette maladie

Bonamia ostreae, parasite de l'huître plate, Ostrea edulis: sa position taxonomique parmi les parasites du groupe "microcell", analyses des interactions hôte/parasite chez plusieurs populations d'huîtres plates

Bonamia ostreae is the causative agent of hemocyte disease. It has been detected first during mortalities occured in Franc in 1979. Bonamiosis spread rapidly among oysters farming in France and Europ. Another species, Bonamia sp. has been detected in New Zealand and Australia. These paasites were both included in the "microcell" group. This group contains 2 others parasites, Mikrocytos mackini affecting Crassostrea gigas in British Columbia (Canada) and M. roughleyi affecing Saccostrea glomerata in Australia. Structural and molecular caracterisation of all these parasites were realised. Results show tha B. ostreae, B. sp., B. exitiosus. Molecular tools are available for genus detection, Bonamia spp. and Mikrocytos and species identification (B. ostreae, B. exitiosus and M. roughleyi). Cell targets of Bonamia, the hemocytes were analysed by flow cytometer. Three hemocyte types were idenified using size and granularity parameters. Hemocyte distributions indicate that the agranular cells are majority. Four lectins allow to discriminate granular and agranular cells. Bonamia ostreae exhibit the same granulocyte sugar patterns on its cytoplasmic membrane suggesting that glycosylation are involved in adhesion mechanisms between hemocytes and B. ostrea and/or phagocytosis. Six intrahemocyte enzymatic activities and production of reactive oxygen were evaluated for each cell types. The different expressions are important in granulocytes. Large agranular and small hyalinocytes exhibit less activities. Different oyster populations were compared to identify cytologic parameters associated with resisnance status. Esterase and hydrogen peroxyde large agranular expressions are correlated with Bonamia restance. These parameters could be used as selective markers for Bonamia genetic selection programms.La Bonamiose, maladie due au protozaire Bonamia ostreae a été détectée en 1979 pour la première fois en Bretagne au cours d'épisodes de mortalité. Depuis, cette maladie s'est propagée à tous les centres ostréicoles français, puis européens. Une autre espèce, B. sp. a été décrite en Nouvelle Zélande et en Australie. En outre, deux autres parasites ont été rapprochés du genre Bonamia. Il s'agit de Mikrocytos mackini qui affecte les huîtres creuses, Crassostrea gigas au Canada et M. roughleyi qui affecte les huîtres sauvages en Australie, Saccostrea commercialis. Ces quatre parasites sont regroupés sous le nom " microcell ". Les caractérisations ultrastructurales et moléculaires de ces parasites ont été réalisées. Elles ont permis d'inclure les parasites B. ostreae, B. sp et M. roughleyi dans le phylum des Haplosporidia. Une nouvelle espèce a été créée pour B. sp., B. exitiosus. Des outils moléculaires de détection des genres B. spp. et M. spp et d'identification d'espèces ont été mis au point (PCR, PCR-RFLP, Hybridation in situ). L'analyse en cytométrie en flux nous a permis de caractériser morphologiquement et fonctionnellement les effecteurs cellulaires des mécanismes de défense des huîtres plates, les hémocytes circulants. Trois types hémocytaires ont été décrits sur la base de leur taille et de leur granularité. La répartition hémocytaire indique que la population des cellules agranuleuses est majoritaire dans l'hémolymphe. Quatre lectines hétérologues ont permis de discriminer les populations granuleuses et agranuleuses. La mise au point de dosage d'activités cellulaires a permis d'évaluer pour chaque type cellulaire l'expression de six activités déterminantes dans les mécanismes post-phagocytaires. Ces activités sont majoritaires dans les granulocytes. Les grandes cellules agranuleuses et les petits hyalinocytes présentent les mêmes activités mais les taux d'expression sont plus faibles. Les résultats de phagocytose, in vitro, suggèrent que le parasite B. ostreae intervient de manière active dans la phagocytose. Les résidus glycosylés présents sur la membrane cytoplasmique du parasite sont identiques à ceux présents à la surface des granulocytes suggérant un rôle important des lectines dans les phénomènes de reconnaissance et d'internalisation. Afin de rechercher d'éventuelles relations entre ces paramètres et la résistance à la Bonamiose, différentes populations d'huîtres sensibles et sélectionnées ont été comparées. L'étude a permis de mettre en évidence une corrélation entre l'expression des estérases des grandes cellules agranuleuses et la résistance à la Bonamiose. Ces paramètres pourront servir de critère de sélection dans les programmes d'amélioration génétique

Rapport d'activités 2015. Laboratoire Environnement Ressources du Morbihan-Pays de Loire

Le LER/MPL joue un rôle important dans la mise en œuvre des réseaux côtiers d’observation et de surveillance des écosystèmes marins et de la ressource de la Bretagne sud et des Pays de Loire sur les trois départements (Morbihan -56-, Pays de Loire -44- et Nord Vendée -85-). Cet écosystème anthropisé et productif (zones de production de Mytilus edulis, Crassostrea gigas, Ostrea edulis, Pecten maximus), sous l’influence des deux grands fleuves, la Loire et la Vilaine constitue la zone littorale la plus à risque vis-à-vis de l’eutrophisation au niveau de la côte Atlantique. Les réseaux permettent l’acquisition et la qualification de nombreuses données qui sont utilisées pour répondre aux avis et expertises réalisés en appui aux politiques publiques notamment pour l’aide à la gestion intégrée de cette vaste zone côtière et à la reconquête de la qualité de ses eaux. Le LER/MPL a en charge la coordination de la DCE Loire Bretagne et l’évolution de l’état écologique des 69 masses d’eau de transition et côtière de la Baie du Mont Saint Michel à la Charente. Il assure également, depuis 2009, la coordination nationale du réseau conchylicole RESCO qui vise à suivre l’évolution des traits de vie (croissance, mortalités, maturation….) des huîtres creuses, Crassostrea gigas, dans différents environnements d’élevage. L’ensemble des informations recueillies alimente les projets de recherche sur les thèmes de l’eutrophisation et ses conséquences sur les espèces exploitées qui sont menés en collaboration avec les laboratoires Ifremer (DYNECO, SG2M, PFOM, BE, RDT, LERN) et les universités (Brest, Bretagne Sud, Rennes et Nantes)

La bonamiose: caractérisation du parasite Bonamia ostreae et étude des ses interactions avec l'hôte, l'huître plate Ostrea edulis

La bonamiose, maladie due au protozoaire Bonamia ostreae a été détectée en 1979 pour la première fois en Bretagne au cours d'épisodes de mortalité. Depuis, cette maladie s'est propagée à tous les centres ostréicoles français, puis européens. Cette étude a pour objectif de décrire les compartiments du modèle B. ostreae/hémocyte de l'huître plates, Ostrea edulis et d'analyser leurs interactions in vivo et in vitro. La caractérisation enzymatique, antigénique et moléculaire du parasite a été réalisée. Ceci a permis de disposer d'une palette de réactifs pour la comparaison de ce parasite avec d'autres protozoaires. Ainsi, un parasite de l'huître creuse chinoise Crassostrea rivularis a té décrit, puis rapproché du genre Bonamia. La morphologie et l'équipement enzymatique des hémocytes totaux et séparés de l'huître plate Ostrea edulis ont été étudiés. L'analyse des fonctions des différents types hémocytaires dans les mécanismes cellulaires a permis de mettre en évidence des différences. En particulier, dans ces travaux, il ressort que les cellules agranuleuses possèdent un équipement enzymatique réduit. Afin d'étudier l'existence d'une corrélation entre le statut de résistance à la bonamiose et la formule hémocytaire de animaux, une comparaison du nombre ds hémocytes totaux et du comptage différentiel des types hémocytaires a été effectuée. Les résultats indiquent que le statut de résistance est associée à une modification de la formule hémocytaire des animaux. En particulier, le pourcentage des cellules agranuleuses est significativement plus faible chez les huîtres sélectionnées que chez les huîtres sensibles. L'analyse in vitro de primocultures d'hémocytes provenant d'animaux sains et parasités montre une diminution des cellules agranuleuses pour les cellules provenant d'animaux infectés. L'ensemble des résultats converge vers l'hypothèse que les cellules agranuleuses sont plus sensibles à l'infection par le parasite B. ostreae que les autres types cellulaires du fait d'un équipement enzymatique réduit