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.

Depuis plusieurs années il est devenu essentiel de comprendre le déterminisme sexuel des espèces à fort intérêt économique afin d’optimiser leur production au sein d’écloseries émergentes.L’objectif principal de cette thèse était de mettre en évidence les mécanismes impliqués dans la détermination et la différenciation sexuelle, et notamment du sexe femelle, chez l’huître perlière P. margaritifera, espèce hermaphrodite protandre et espèce clé de la perliculture, la seconde ressource économique pour la Polynésie française. Pour atteindre cet objectif, deux approches ont été menées : une approche transcriptomique visant à étudier les mécanismes moléculaires du déterminisme et de la différenciation sexuelle, et une approche expérimentale visant à comprendre le phénomène de la sexualisation par des forçages environnementaux et hormonaux en s’intéressant plus particulièrement au déterminisme et à la différenciation sexuelle femelle.Dans l’approche transcriptomique, le transcriptome de la gonade de P. margaritifera a été séquencé à partir de plusieurs échantillons gonadiques d’huîtres de sexe mâle et femelle à différents stades de développement. Après le séquençage Illumina et l'assemblage du transcriptome, 70 147 contigs ont été obtenus. L’analyse fonctionnelle de ces 70 147contigs, a permis d’identifier des gènes d’intérêt et ainsi de constituer un catalogue de 87 ARNm codant pour 67 protéines impliquées dans la détermination, la différenciation sexuelle et/ou la gamétogenèse. Ensuite une analyse stricte des données de quantification RNAseq a révélé 1 937 contigs exprimés de manière différentielle entre les catégories histologiques des gonades. À partir de l’analyse de leurs profils d’expression au sein de chaque échantillon, un nouveau modèle de la reproduction de P. margaritifera, basé sur une double approche analytique, eg. histo-moléculaire, a été proposé. Ce modèle révèle notamment que le déterminisme sexuel de P. margaritifera chez l’adulte se produirait durant une phase de régression de la gonade. Considérant ainsi les nouveaux stades définis par ce modèle, 9 gènes biomarqueurs de la voie sexuelle femelle ont pu être identifiés révélant un modèle prédictif de la voie sexuelle basé sur 3 rapports d’expressions de gènes impliquant 2 gènes inconnus pmarg-c43476 et pmarg-c54338 et 2 gènes connus pmarg-foxl2 et pmarg-fem1-like. Ce deuxième modèle suggère fortement l'implication de pmarg-foxl2 et pmarg-fem1-like dans le déterminisme du sexe de P. margaritifera. Dans l’approche expérimentale, deux expérimentations séparées ont été réalisées pour mettre en évidence l’effet i) de plusieurs combinaisons de température et de niveau trophique, et ii) de l’œstradiol-17β administré par injection directe dans la gonade ; sur le sexe, la gamétogenèse et l’expression des neuf gènes biomarqueurs de la voie sexuelle femelle identifiés précédemment. Les résultats ont montré que la condition combinant la température de 28°C et la concentration en algues de 40 000 cellules mL-1 était la plus favorable non seulement à la maturation des gonades mâles et femelles mais aussi au maintien du sexe femelle. Ce serait dans cette condition environnementale qu’il serait possible d’induire un changement de sexe de mâle vers femelle. Dans la seconde expérimentation, il a été clairement démontré que la reproduction de P. margaritifera pouvait être régulée par les hormones œstrogènes. Les résultats montrent un effet négatif de l’œstradiol sur le développement et la différenciation mâle. Enfin les résultats du modèle prédictif de la voie sexuelle de P. margaritifera, suggèrent une programmation génétique du sexe femelle qui toutefois resterait soumise aux conditions environnementales validant ainsi l’hypothèse d’un mode de détermination mixte du sexe chez P. margaritifera. / For several years it has become essential to understand sex determination of species with high economic interest to maximize their production in emerging hatcheries.The main objective of this thesis was to identify the mechanisms involved in sex determination and sex differentiation, and particularly in female sex, in the pearl oyster P. margaritifera, a protandrous hermaphrodite species and the key species of the pearl farming, the second economic resource for French Polynesia. To achieve this goal, two approaches were undertaken: a transcriptomic approach to investigate the molecular mechanisms of sex determinism and sex differentiation, and an experimental approach to understand the phenomenon of sexualization by environmental and hormonal forcing focusing especially on female sex determinism and female sex differentiation.In the transcriptomic approach, the gonad transcriptome of P. margaritifera was sequenced from several samples of male and female oyster gonads at different stages of development. After Illumina sequencing and assembly of the transcriptome, 70,147 contigs were obtained. Functional analysis of these 70,147 contigs identified genes of interest and allowed the constitution of a catalog of 87 mRNAs encoding 67 proteins involved in sex determination, sex differentiation and/or gametogenesis. Then a strict analysis of RNAseq quantification data revealed 1,937 contigs differentially expressed between the histological categories of gonad. From the analysis of their expression profiles in each sample, a new model of reproduction of P. margaritifera, based on dual analytical approach, i.e. histo-molecular, has been proposed. This model shows that sex determination of adult P. margaritifera pearl oysters occur during a regression phase of the gonad. And considering the new stages defined on this model, 9 biomarkers genes of the female sexual pathway have been identified revealing a 3-gene-pair expression ratio based model, which makes it possible to predict the sexual pathway in this hermaphrodite species. This predictive model involves two unknown genes pmarg-c43476 and pmarg-c54338 and 2 known genes pmarg-foxl2 and pmarg-fem1-like, and strongly suggests the involvement of pmarg-foxl2 and pmarg-fem1-like in sex determinism in P. margaritifera.In the experimental approach, two separated experiments were conducted to demonstrate the effect of i) various combinations of temperature and trophic level, and ii) 17β-estradiol administered by direct injection into the gonad; on sex, gametogenesis and expression of the nine biomarkers genes of the female sexual pathway previously identified. The results showed that the condition combining a temperature of 28 °C and a concentration of 40 000 cells of algae mL-1 was the most favorable not only for the maturation of the male and female gonads but also for the maintenance of the female sex. It would be in this environmental condition that it would be possible to induce a sex change from male to female. In the second experiment, it was clearly demonstrated that the reproduction of P. margaritifera could be regulated by estrogen hormones. The results show a negative effect of estradiol on male development and differentiation. Finally the results of the predictive model of the sexual pathway of P. margaritifera, suggest a genetic programming of the female sex, which however remain subject to environmental conditions, thus validating the hypothesis of a mixed sex determinism mode in P. margaritifera.