Contribution à l'étude des effets physiologiques d'une contamination par les hydrocarbures chez le turbot (Scophthalmus maximus) (importance des modes d'intoxication)

Les pollutions accidentelles pétrolières conduisent à une contamination de l'environnement marin par des Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques. L'objectif est de déterminer, par utilisation de différents biomarqueurs biologiques, l'effet, chez le turbot, d'une contamination par du fuel lourd (FO2) sur l'organisme, et plus particulièrement sur la fonction et la structure branchiales. Les poissons sont intoxiqués par un FO2 par voie intrapéritonéale ou par voie d'eau. Les biomarqueurs d'exposition (EROD et fluorescence des métabolites biliaires) permettent de comparer différents modes et doses d'intoxication. Quelques biomarqueurs d'effets (paramètres physiologiques et morphologiques) montrent que le xénobiotique considéré a un effet néfaste au niveau moléculaire, cellulaire et tissulaire. Les effets engendrés diffèrent selon le mode de contamination. L'intoxication par la fraction soluble induit un effondrement du nombre de ionocytes, essentiels aux échanges entre l'animal et son milieu. Cette altération structurelle peut être à l'origine des altérations fonctionnelles constatées.Accidental oil spills release large amounts of Polyaromatic Hydrocarbons in marine environment. The objective of this study is to verify, in turbot, the effect of fuel oil (FO2) pollution and especially on function and structure of gill, with the use of differents biological biomarkers. Fish are intraperitoneally injected with FO2 or contaminated with water soluble fraction of the same fuel oil. Biomarkers of exposure (EROD and biliary metabolites fluorescence) allow comparison of methods and doses of intoxication. Some biomarkers of effects (physiological and morphological parameters) show that FO2 has harmful effects on molecular, cellular and tissular levels. The two method of intoxication used, induce different effects. Contamination by water soluble fraction induces a fall of ionocytes number. These cells are essential for exchanges between fish and its environment. This structural alteration could explain functional alteration observed.BREST-BU Droit-Sciences-Sports (290192103) / SudocPLOUZANE-Bibl.La Pérouse (290195209) / SudocSudocFranceF

Développement chez le chou-fleur (Brassica oleracea var. botrytis L.) de techniques et méthodologies de recherche de marqueurs moléculaires génétiquement liés à des gènes d'intérêt (pertinence en création variétale (Sélection Assistée par Marqueurs))

Le chou-fleur est l une des principales cultures légumières de Bretagne, première région légumière de France, et largement leader de la production nationale de ce légume (75%). A ce titre, et pour maintenir cette place, les producteurs régionaux, aidés notamment par leurs collectivités territoriales, se sont dotés d un centre de recherche appliquée, BBV (Bretagne Biotechnologie Végétale), chargé du transfert de technologie, depuis le secteur de la recherche académique (collaborations avec l INRA, les Universités et le CNRS), vers le monde agricole. C est dans ce cadre qu a été réalisé le présent travail de thèse, qui avait pour but de développer chez le chou-fleur, les principales techniques et stratégies d obtention de marqueurs moléculaires génétiquement liés à des gènes d intérêt. Ceci devait nous permettre de mettre en place une démarche de Sélection Assistée par Marqueurs (SAM), afin de soutenir la création des nouvelles variétés de chou-fleur. Ainsi, les travaux réalisés ont consisté à rechercher des marqueurs liés à différents gènes (nucléaires) contrôlant chacun la stérilité mâle chez le chou-fleur (caractère évitant l autofécondation lors de la production des semences des variétés hybrides F1), en utilisant des Lignées Quasi-Isogéniques , ou par Bulked Segregant Analysis . Des marqueurs étroitement liés aux 3 gènes étudiés ont ainsi été obtenus, et sont maintenant utilisés en SAM. De plus, les 3 gènes ont pu être localisés dans la carte génétique du chou-fleur: ils se situent sur un même groupe de liaison (chromosome), et 2 d entre eux semblent allèles. En marge de ce projet concernant un caractère qualitatif; des travaux de recherche de QTLs ont pu être conduits pour un caractère quantitatif. A l issue de ces différentes expériences, il nous est apparu que l application de schémas de type BCAM (Back-Cross Assistés par Marqueurs) était très pertinente pour les caractères monogéniques (ou oligogéniques), mais qu il nous fallait attendre l apparition de nouvelles technologies, à haut débit et coûts limités, pour envisager chez le chou-fleur des programmes de SAM adaptés aux caractères polygéniques. Au-delà de l utilisation des techniques de biologie moléculaire pour des études de liaison génétique, cette thèse nous a également permis d acquérir un savoir-faire en traçabiité génétique (identification variétale des plantes et détection de microorganismes phytopathogènes).Cauliflower is one of the most important vegetable crops in Brittany, the leading vegetable producing area of France. The region produces 75% of the national crop. BBV (Bretagne Biotechnologie Végétale) is a centre for applied research with a mission for technology transfer from the academic research sector (close collaboration between BBV and INRA, Universities and CNRS) to the agricultural world. The creation of the centre was an initiative of vegetable growers in Brittany, supported by the local and regional authorities. Within this context, a major objective is te development of molecular markers and their application to cauliflower breeding (Marker Assisted Selection, MAS). In ibis PhD project, we used Near-Isogenic lines and Bullced Segregant Analysis for obtaining molecular markers linked to several cauliflower genes, each of them inducing malesterility (a trait winch suppress the self-fertilization of the female line during the F1 hybrid seed production). Markers closely linked to each of the 3 studied genes were obtained, and are now routinely used in breeding programs (MAS). Moreover, these 3 genes were located on the genetic map for cauliflower: ail are on the same linkage group (chromosome), and 2 of them seems to be alleles. Tins project dealt with a qualitative trait, but other work involving a QTL detection approach for a quantitative trait was also undertaken. The sum of these experiences convince us of the pertinence of applying schemes such as MABC (Marker Assisted Back-Crosses) when dealing with monogenic (or indeed oligogenic) traits in cauliflower breeding programmes. However, it will be necessary to await the emergeance of new (high throughput, low cost) technologies to be able to apply MAS to polygenic traits in cauliflower breeding. Besides te application of molecular markers to genetic linkage studies, this PhD project allowed us to acquire experience in fields such as cultivar identification and molecular detection of plant pathogens.BREST-BU Droit-Sciences-Sports (290192103) / SudocSudocFranceF

Effets des caractéristiques physico-chimiques et biorhéologiques de l'eau sur la physiologie, les performances adaptatives et la sélection de l'habitat chez la sole commune Solea solea (linnaeus, 1758)

La conchyliculture conduit à l accumulation d exopolysaccharides (EPS) à l interface eau-sédiment. Les EPS ont des effets rhéologiques avérés et sont de nature à affecter le travail ventilatoire des jeunes poissons qui colonisent les vasières intertidales. L objectif de l étude était d évaluer l effet des EPS sur les performances physiologiques et comportementales de la sole commune Solea solea. Une détresse ventilatoire est observée à partir de 4 mgEPS l 1, or sur le terrain, la concentration en EPS de l eau peut atteindre 15 mg l 1. L intensité de la contrainte diminue avec la taille des animaux. Une comparaison inter-spécifique montre que les espèces ayant une grande surface branchiale (plie, turbot) sont plus sensibles à l augmentation de la viscosité de l eau que les espèces à faible surface branchiale (sole, solenette). Ni le taux métabolique basal ni la tolérance à l hypoxie ne sont affectés par la teneur en EPS de l eau. La teneur en oxygène de l eau est un élément limitant majeur de la croissance de la sole. A 30 % de saturation on observe une réduction de 60 % du registre métabolique aérobie. Cette diminution s accompagne de modifications du processus digestif, avec une hausse significative de sa durée et de la quantité totale d énergie mobilisée (SDA). L effet conjugué de l hypoxie et des EPS sur la sélection d habitat est surprenant. En condition normoxique, les soles colonisent préférentiellement un milieu sans EPS. Cependant, en hypoxie, les soles occupent les milieux riches en EPS alors qu elles cumulent les effets d une baisse de disponibilité en oxygène et d une augmentation du travail ventilatoire. Des hypothèses sont proposées pour expliquer ce résultat.LA ROCHELLE-BU (173002101) / SudocSudocFranceF

Evaluation of chromosomal damage by flow cytometry in turbot (Scophthalmus maximus L.) exposed to fuel oil.

International audienceFlatfishes, turbots (Scophthalmus maximus), were injected intraperitoneally with two doses of fuel oil number 2. Biliary metabolites were evaluated by fixed fluorescence to verify the efficiency of intoxication. Ethoxyresorufin-O-deethylase (EROD) activity was compared with chromosomal damage measured by flow cytometry. The analysis of biliary metabolites showed a good dose-response relation and constitutes a clear reference for the subsequent measurements. Comparing flow cytometry and EROD results, a shorter delay of response for EROD activity was obtained, but chromosomal damage was significant only after one week. The persistence of the EROD response was shorter, while the genotoxic signal still persisted after one month. The measurement of chromosomal damage allowed a good differentiation between the two tested doses. In the case of EROD activity, the results were less clear. The results suggest that within a few weeks after exposure to fuel oil number 2, the measurements of chromosomal damage by flow cytometry can be used to detect a dose-dependent genotoxic response in fish

Volume regulation following hyposmotic shock in isolated turbot (Scophthalmus maximus) hepatocytes.

International audienceRegulatory volume decrease (RVD) following hyposmotic stimulation was studied in isolated turbot, Scophthalmus maximus, hepatocytes. Exposed to a reduced osmolality (from 320 to 240 mosm kg(-1)), cells first swelled and then exhibited a RVD. Volume regulation was significantly inhibited in presence of NPPB, 9-AC, acetazolamide, DIDS and barium. Taken together, these results could suggest that RVD operated via separate K+ and Cl- channels and probably Cl-/HCO3(-) exchanger in turbot hepatocytes. The K+/Cl- cotransporter could also be involved as furosemide and DIOA strongly inhibited the process whereas NEM, a K+/Cl- cotransporter activator, added under isosmotic conditions, led to cell shrinkage. RVD in turbot hepatocytes appeared also to depend on proteins p38 MAP kinase and tyrosine kinase but not on proteins ERK 1/2. Arachidonic acid and leukotrienes could also be involved since inhibition of synthesis of both these compounds by quinacrine and NDGA, respectively, inhibited the volume regulation. Likewise, Ca2+ has been proved to be an essential messenger as RVD was prevented in absence of Ca2+. Finally, this work provides bases for novel studies on cell volume regulation in marine teleosteans

Influence of oil exposure on the physiology and ecology of the common sole Solea solea: Experimental and field approaches

International audienceEvaluating the ecological impact of an oil spill is a complex issue requiring coherently articulated examination of the sequence of interactions that link the cell, where contaminants exert their effects, to the ecosystem, where interactions with human activities arise. This sequence of interactions traverses the frontiers between scientific disciplines (chemistry, toxicology, physiology, and fisheries ecology). Using the common sole (Solea solea L.) as a model species for the coastal habitats polluted by the "Erika" oil spill, our research project attempted to define indices of functional integrity that characterised the consequences of fuel exposure at the different biological levels. The coupling of field observations with experimental laboratory work revealed how functional alterations which are readily observable within individuals and their organs are progressively obscured as investigation progresses towards more complex organisational levels. Some of the approaches and indices are proposed as instruments for evaluating the impact of contamination by hydrocarbons. Key words: Oil spill / Complex system approach / Common sole / Physiological ecology Résumé-Influence de l'exposition au fioul sur la physiologie et l'écologie de la sole commune Solea solea : approches expérimentales et in situ. L'évaluation des conséquences écologiques d'une marée noire est un problème complexe qui requiert un examen articulé et cohérent de la chaîne d'interactions qui relie l'échelle cellulaire, à la-quelle agit le contaminant, à l'échelle écosystémique, où se situent les interactions avec les activités humaines. Cette chaîne d'interactions traverse les frontières des disciplines scientifiques (chimie, toxicologie, physiologie, écologie ha-lieutique). En prenant la sole (Solea solea L.) comme espèce cible-espèce caractéristique des habitats côtiers pollués par l'« Erika »-le programme de recherche ECTOPHY est une première tentative de mise en place d'une approche multidisciplinaire visant à définir, valider et mettre en relation des indicateurs d'intégrité fonctionnelle caractérisant les différents niveaux biologiques. Le couplage d'observations in situ avec des expositions en milieu contrôlé a montré que des pertes de fonctionnalité évidentes et durables à l'échelle de l'individu sont masquées à l'échelle de la population. Certaines des approches (in situ ou expérimentale) et certains des indicateurs testés peuvent être proposés comme instruments utilisables dans le cadre d'évaluation d'impact de pollutions par des hydrocarbures