Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2008. / Bibliogr.: f. 82-87. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Les travaux présentés dans ce mémoire ont été motivés par l'importance économique de l'élevage de la crevette bleue du pacifique Litopenaeus stylirostris dont les fortes mortalités sont principalement dues au développement de maladies bactériennes et virales. Ils ont consisté en la caractérisation des deux premiers membres d'une famille originale de peptides multifonctionnels présents chez les crevettes pénéides, les stylicines. Ces peptides, nommés stylicines 1 et 2, sont des peptides anioniques (pI < 6.0), formés d'une région amino-terminale riche en résidus de type proline et d'une région carboxy-terminale riche de treize résidus cystéines. Ces molécules sont synthétisées et stockées dans de petits granules présents dans le cytoplasme des hémocytes. Pour mieux appréhender leurs rôles dans la réponse immunitaire des crevettes à une infection par des Vibrio, leurs formes recombinantes ont été produites dans E. coli BL21 (DE3) plysS, purifiées et caractérisées. Les deux rstylicines présentent des activités antiproliférative et anticoagulante. Seule la rstylicine1 présente des activités antimicrobiennes : antifongique sur Fusarium oxysporum (CMI<2.5 µM), et antibactérienne (bactériostatique) sur Vibrio sp (CMI<80 µM). Ce peptide est également capable de se lier aux LPS des bactéries à Gram (-) (Kd= 9.6x10-8 M) et d'agglutiner V. penaeicida "in vitro". Enfin, l'existence de gènes codant des formes modifiées de la stylicine1, chez certaines crevettes, pourrait être en relation avec une diminution de la résistante des individus aux infections. / The work reported here was motivated by the economical importance of the pacific blue shrimp Litopenaeus stylirostris farming where high mortality rates are due to bacterial and viral diseases. It consists in the characterisation of two original peptides, the first members of a new multifunctional family of peptides from peneide shrimps, the stylicines. Those two peptides, named stylicines 1 and 2, are negatively charged (pI < 6.0), and characterised by a proline-rich N-terminal region and a C-terminal region containing 13 cysteine residues. Stylicines are synthesized by heamocytes where they are stored within small cytoplasmic granules. To understand the role of these peptides in the immune response of shrimps to a vibrio infection, their recombinant forms were produced in E. coli BL21 (DE3) plysS, purified and characterised. The two rstylicines display biological anti-proliferative and blood clotting activities. Only rstylicine 1 displays antimicrobial activities: antifungal against Fusarium oxysporum (MIC<2.5µM) and bacteriostatic against Gram (−) bacteria, Vibrio sp. (MIC<80µM). Moreover this peptide displays an LPS-binding activity (dissociation constant (Kd) of 9.6×10−8 M) and agglutinate Vibrio. penaeicida "in vitro". Finally, the presence of sequences coding for modified forms of stylicine 1 in some shrimp's genome may be in relation with their lower ability to survive infections.

La chitine est le polymère le plus abondant sur Terre après la cellulose. Elle est une composante structurelle majeure de l'exosquelette des invertébrés et de la paroi cellulaire des champignons. Le chitosane, la forme désacétylée de la chitine, possède une grande variété d'activités biologiques incluant des propriétés antifongiques et antibactériennes, la stimulation des réactions de défense chez les plantes, des propriétés curatives, d'inhibition de croissance des tumeurs et des effets nutritionnels. Ses propriétés biologiques et physicochimiques font de lui un biopolymère très intéressant pour des applications dans plusieurs domaines tels l'agriculture, l'alimentation, la médecine, la cosmétologie, le textile et le traitement des eaux usées. Les carapaces de crevettes et de crabes sont largement utilisées comme matière première pour isoler la chitine. La préparation de la chitine provenant des carapaces de crevettes requiert la dissolution des minéraux et l'extraction des protéines et des lipides. En effet, les carapaces sont composées de protéines (-49%), de carbonate de calcium et autres sels (-36%), de lipides (-4%) et de chitine (-11%). Dans cette étude, les carapaces de crevettes utilisées étaient partiellement déprotéinées à l'aide d'enzymes. Les coûts et la sévérité des conditions associées à l'extraction de la chitine et sa transformation en chitosane limitent actuellement sa production. Un réexamen des étapes du procédé d'extraction de la chitine, la déminéralisation et la déprotéination, avec une emphase sur la valorisation des sous-produits extraits en utilisant des conditions plus douces conduiraient à une augmentation de l'utilisation des sous-produits de la crevette réduisant ainsi le problème de gestion de ces sous-produits. L'optimisation de la déminéralisation s'effectue avec de l'acide chlorhydrique (IN) avec un ratio soluté : solvant de 1 : 10 à température ambiante durant 10 minutes sous agitation. L'extrait minéral est composé principalement de chlorure de calcium (provenant de carbonate de calcium), mais aussi de l'acide phosphorique (provenant du phosphate tricalcique), du chlorure de magnésium (provenant du carbonate de magnésium), de chitosane (provenant de la chitine) et d'autres minéraux mineurs. Le calcium fut précipité sous forme de particules de carbonate de calcium d'un diamètre variant de 50 nm à 10 000 nm de différentes cristallinités (calcite, vatérite, aragonite ou dans un mélange de vatérite et d'aragonite modifiée) dépendamment de la présence ou de l'absence de SDS et de sonication durant la formation des cristaux. L'étape de déprotéination fut facilitée en augmentant la température de l'extraction. L'extractabilité des protéines augmente en présence de la sonication selon l'énergie fournie et la température mais avec des effets supérieurs à plus de 55°C. Les résultats suggèrent qu'il serait possible de déprotéiner entièrement les carapaces de crevettes à une température plus basse et dans des temps plus courts avec la sonication. Les protéines ainsi extraites seront moins dénaturées que lors d'une déprotéination standard à 100°C. Cette étude montre le fort potentiel d'obtention d'une variété de produits valorisés, en plus de la chitine, provenant des carapaces de crevettes, comparativement à une extraction utilisant des conditions plus sévères. / Chitin is the second most abundant natural polymer after cellulose, and is the major structural component of the exoskeleton of invertebrates and cell walls of fungi. Chitosan, the deacetylated form of chitin, exhibits many biological activities including antifungal, antibacterial properties, elicitation of plant defence reactions, wound-healing properties, tumour inhibition and nutritional effects. Its biological and physico-chemical properties make it an attractive biopolymer for applications in many areas such as food and agriculture, medicine, cosmetics, textiles and water treatment. Shrimp and crab shell wastes from the sea food industry are widely used for isolation of chitin. The preparation of chitin from shrimp shells, which is composed of proteins (-49%), calcium carbonate and other minerals (-36%), lipids (-4%) and chitin (-11%), involves dissolution of minerals and removals of proteins and lipids. In this study, shrimp shell was partially deproteinated by enzyme. The costs and harsh conditions associated with extraction of chitin and its transformation to chitosan currently limit their production. A re-examination of the processing steps, demineralization and deproteination, with a focus on recovering value-added products from shrimp waste using milder conditions can contribute to increased utilization of the waste and reduce the problem of waste disposal. Thus the objectives were: to determine optimal conditions for demineralization and the composition of the mineral extract; to prepare nanoparticulated calcium carbonate from the fractionated mineral extract; and to optimize deproteination with alkaline solution at lower temperatures using sonication. The optimization of demineralization was carried out with hydrochloric acid (IN) with a ratio solute : solvent of 1 : 10 at room temperature by agitating during 10 minutes. The mineral extract was composed principally of calcium chloride (derived from calcium cabonate in the shell); but also contained phosphoric acid (from tricalcium phophate), chitosan (from chitin), magnesium chloride (from magnesium carbonate), and other minor minerals. The calcium was precipitated as nanoparticles of calcium carbonate in sizes ranging from 50 nm to 10 000 nm in different crystalline morphologies (calcite, vaterite, aragonite or in a mixture of vaterite and modified aragonite) depending of the presence or absence of SDS and sonication during crystal formation. Deproteination step was facilitated by increasing the temperature of extraction. Extractability of protein increased with increase in sonication energy as well as temperature but with a greater effect above 55°C. Results suggest that it may be possible to deproteinate shrimp shells at lower extraction temperatures and times with sonication. The extracted proteins appear to be less denatured compared that obtained by conventional deproteination at high temperature of about 100°C. This study shows that there is high potential for obtaining various value-added products, in addition to chitin, from shrimp waste, rather than extraction of chitin alone using harsh processing conditions.

Les cours d’eau des îles tropicales abritent des organismes qui ont développé un cycle de vie diadrome, partagé entre une phase adulte en eau douce et une phase larvaire marine : l’amphidromie. Parmi ces organismes, dans la zone Indo-Pacifique, on trouve les crevettes du genre Caridina H. Milne Edwards, 1837. Avec plus de 300 espèces décrites, il s’agit du genre le plus diversifié de l’infra-ordre des Caridea, avec une systématique extrêmement confuse et compliquée. Au sein de ce genre, deux complexes d’espèces sont particulièrement bien représentés dans les systèmes insulaires de l’Indo-Pacifique, le complexe Caridina nilotica et le complexe C. weberi. Grâce au développement de nouvelles techniques de séquençage de nouvelles méthodes de taxonomie dite intégrative sont apparues, permettant de résoudre une partie des problèmes taxonomiques de ces groupes. L’objectif de la thèse était d’appliquer une approche de taxonomie intégrative aux espèces des complexes C. nilotica et C. weberi afin de clarifier leur systématique et, de fait, mieux appréhender leur biologie et fournir les outils aux gestionnaires pour mettre en place une meilleure conservation de ces espèces et de leurs milieux. Après avoir montré que certains caractères morphologiques traditionnellement utilisés pour décrire les espèces étaient influencés par l’environnement et donc fortement variables, l’étude de taxonomie intégrative a été conduite sur 92 espèces, permettant d’obtenir 1682 séquences auxquelles s’ajoutent 32 génomes mitochondriaux complets et 97 partiels, mettant en évidence 43 espèces nouvelles, certaines décrites au cours de la thèse. Les relations phylogénétiques entre les espèces des deux complexes ont été reconstruites à partir d’un grand jeu de données moléculaires, permettant de montrer que les complexes sont des groupes monophylétiques avec des différences en terme d’habitats occupés. Enfin, la faisabilité de l’étude sclérochronologique de l’amphidromie chez une espèce du complexe C. weberi (C. multidentata) a été testée sur la cuticule du pédoncule oculaire, avec une étude de l’ultrastructure de la cuticule, décrite pour la première fois chez cette espèce. / Rivers of tropical islands harbor organisms that have developped a diadromous lifecycle, shared between a freshwater adult phase and a marine larval phase: amphidromy. Among these organisms, in the Indo-Pacific area are found shrimps of the genus Caridina H. Milne Edwards, 1837. With more than 300 described species it is the most speciose genus of the infra-order Caridea, with a most confused and complicated taxonomy. Within this genus, two species complexes are particularly well-represented in insular systems of the Indo-Pacific, the C. nilotica complex and the C. weberi complex. Thanks to the development of new sequencing techniques, new methods of integrative taxonomy appeared, allowing to resolve part of the taxonomic complexity of these taxa. The aim of the thesis was to apply an integrative taxonomy approach to species belonging to C. nilotica and C. weberi complexes in order to clarify their taxonomy and have a better understanding of their biology and provide tools to managers for establishing a better conservation of these species and their environments. After showing that some morphological characters traditionally used to describe species were influenced by the environment and so, highly variable, the integrative taxonomy was led on 92 species, allowing to obtain 1,682 sequences to which are added 32 complete and 97 partial mitochondrial genomes, highlighting 43 new species, some of them described during the thesis. Phylogenetic relationships among the species of the two complexes were reconstructed from a large molecular dataset, allowing to show that the complexes are monophyletic groups, with habitat differences. Finally, the feasibility of a sclerochronological study of amphidromy in a species of the C. weberi complex (C. multidentata) was tested on the eyestalk cuticle, with a study of the ultrastructure of the cuticle, described for the first time in this species.

Pediococcus acidilacticii MA18/5M est un probiotique bactérien (BACTOCELL®) qui a démontré son efficacité chez plusieurs espèces d'animaux terrestres et aquatiques. Cette thèse avait pour objectif d'investiguer plus en détails les effets de ce probiotique chez les crevettes pénéides d'élevage. Pour cette étude, nous avons choisi une approche globale replaçant la problématique dans un modèle d'interactions entre trois compartiments : la crevette, sa microflore intestinale et le probiotique. Après avoir défini les modalités d'administration, l'effet de P. acicilactici a été étudié, en conditions de laboratoire, chez la crevette Litopenaeus stylirostris, à différents niveaux: (i) statut nutritionnel et croissance, (ii) microflore bactérienne associée, et (iii) santé de l'animal à travers son statut antioxydant et son niveau de stress oxydant. Ainsi, le probiotique améliore la croissance des crevettes et l'indice de conversion de l'aliment. Notre étude montre que ces effets sont en partie liés à une meilleure utilisation de l'aliment, notamment des carbohydrates alimentaires, mais suggèrent aussi une action surle métabolisme, et/ou sur la croissance via un apport de nutriments essentiels. D'autre part, bien que les communautés bactériennes intestinales semblent peu affectées, un effet d'antagonisme du probiotique vis-à-vis de la flore intestinale totale et vibrionacée a été montré, ainsi qu'une réduction du niveau d'infection des crevettes au cours de challenge avec le pathogène V. nigripulchritudo. Par ailleurs, nous mettons en évidence que l'infection par ce pathogène, conduit à un abaissement des défenses antioxydantes, à une élévation des dégâts oxydatifs, et au déclenchement de mortalités dans les 48 heures. Le probiotique atténue le niveau de ce stress oxydant, et améliore significativement la résistance des crevettes à l'infection. Une hypothèse nutritionnelle est proposée afin d'expliquer ce résultat, hypothèse reposant sur un lien entre le métabolisme des carbohydrates et le statut antioxydant. A l'issue de ces travaux, nous pouvons alors proposer un premier scénario explicatif des effets de P. acidilactici chez une crevette pénéide. Finalement le probiotique a été éprouvé à l'échelle pilote sur une ferme commerciale de Nouvelle-Calédonie affectée par le « syndrome d'été ». Nous confirmons les améliorations apportées en terme de résultats zootechniques, avec notamment une meilleure résistance au syndrome. Ce travail a été réalisé grâce une méthode d'élevage en cages flottantes, mis au point au cours de cette thèse, et qui a dés lors été transférée, comme outil expérimental, à la filière crevetticole Calédonienne

Mémoire (M.P.Aquat.)-- Université du Québec à Chicoutimi, 1991. / Bibliogr. : f. 75-83. Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

L’aquaculture de la crevette bleue Litopenaeus stylirostris représente une activité profitable enNouvelle-Calédonie. Cependant, elle doit faire face à deux maladies bactériennes saisonnières quidiminuent les rendements et menacent le développement aquacole. D'après la littérature, lapolyculture avec des poissons pourrait diminuer l'occurrence des maladies, prévenir la dégradation del'environnement et au final augmenter la production des bassins. Cette étude porte sur la faisabilitéd'élever en bassins L. stylirostris avec Siganus lineatus. Les objectifs majeurs ont été 1) d’estimer lacapacité de S. lineatus à s’adapter aux bassins et d’évaluer les performances de croissance, 2)d’estimer la faisabilité technique de la polyculture de L. stylirostris avec S. lineatus et 3) d’estimer leseffets de cette polyculture sur les performances zootechniques des deux espèces et sur lefonctionnement écologiques des bassins par comparaison avec leur monoculture.Pour répondre au premier objectif, Siganus lineatus (5.7g) a été mis en culture à des densités de 7, 14et 21 poissons.m-2 en système clos. Après 8 semaines de culture, les performances de croissance de S.lineatus ont été similaires quelles que soient les densités. S. lineatus peut donc bien s’adapter etcroître dans ces systèmes clos, même à des températures basses, proches de 20°C, et à forte densité.Les fortes densités n’ont pas eu d’effets négatifs sur la croissance, mais sont à l’origine d’unedétérioration des conditions environnementales suite à un apport plus marqué en aliment générantdavantage de déchets organiques. En conséquence, une mortalité de S. lineatus peut apparaître lorsquela concentration en oxygène descend en dessous des 2 mg.L-1.Pour atteindre le 2ème et le 3ème objectif, une seconde expérience a montré que l’ajout de S. lineatus(25.5 g) à une culture de crevettes (2.9 g; 15 crevettes.m-2) à des densités de 0, 1.2 et 2.4 poissons.m-2n’a pas affecté les performances zooetchniques de L. stylirostris sur cette première phase d'élevage.La survie de S. lineatus a été de 100% et sa croissance a été similaire quelle que soit sa densité. Laproduction combinée totale pour les traitements polyculture a augmenté de 47 – 106 % et les indicesde conversions diminuent de 31.6 – 47.7% en comparaison avec le traitement "monoculture decrevettes". L'ajout de S. Lineatus n'a pas eu d'effets significatifs sur la production primaire, larespiration, les flux dissous et particulaires à l'interface eau-sédiment de l'écosystème bassin.Dans une troisième expérience, avec des biomasses initiales plus élevées de L. stylirostris (14 g) de156 g.m-2 en polyculture avec S. lineatus (19 g) (80 g.m-2) et de 237 g.m-2 en monoculture, nous avonsobservé une forte mortalité des crevettes. Inversement, avec des biomasses initiales de S. lineatus (19g) de 155 g.m-2 en polyculture avec L. stylirostris (14 g) (81 g.m-2) et de 235 g.m-2 en monoculture,nous avons montré une augmentation de la biomasse de S. lineatus. En utilisant l'aliment pour sapropre croissance non utilisé par les crevettes, S. lineatus est ainsi capable de limiter l'impact dû àl'eutrophisation de l'écosystème bassin.Les résultats des analyses isotopiques montrent que l'aliment n'est pas une source majeure de carbonepour L. stylirostris et S. lineatus alors qu'il l'est pour l'azote. Le biotope, en y incluant la matièreorganique des sédiments et la matière organique particulaire dans la colonne d'eau est la principalesource de carbone pour les deux espèces et une source secondaire pour l'azote.Pour conclure, S. lineatus est un candidat potentiel pour la culture commerciale / Blue shrimp Litopenaeus stylirostris farming is a major and profitable activity of aquaculture industryin New Caledonia. However, it is facing two seasonal bacterial diseases, which decrease rearedshrimp yield and threaten the sustainability of the aquaculture development. As reported by theliterature, polyculture with fish would have the potential to decrease the impact of these kind ofdiseases, prevent the deterioration of the environment and to increase the production of the ponds. Thefeasibility of L. stylirostris and Siganus lineatus polyculture in earthen ponds was carried out in thisstudy. The main objectives were 1) to estimate the adaptive capacity and growth performance of S.lineatus, and the environmental variations in a closed culture system, 2) to estimate the technicalfeasibility of L. stylirostris and S. lineatus polyculture, and 3) to estimate the effects of L. stylirostrisand S. lineatus polyculture on zootechnical performances and pond ecology in comparison withmonoculture of these species.To answer to the first objective, Siganus lineatus (5.7g) was stocked at 7, 14 and 21 fish.m-2 in aclosed culture system. After 8 weeks of culture period, S. lineatus growth performance was similarbetween all densities. S. lineatus could well adapt and grow in a closed system, even at lowtemperature, ca. 20oC and high stocking density, 21 fish.m-2. High stocking density did not havenegative effects on S. lineatus growth performance, but could cause the environmental deteriorationdue to increased nutrient input and accumulated organic wastes in the culture system. Asconsequence, S. lineatus could die when water oxygen depleted to below 2 mg.L-1.To reach the second and the third objective, a second experiment showed that adding S. lineatus (25.5g) to L. stylirostris (2.9 g) culture system (15 shrimp.m-2) at 1.2 and 2.4 fish.m-2 did not affect L.stylirostris zootechnical performance during the first stage of the rearing. S. lineatus gained 100% ofsurvival and similar growth performance in all densities. The polyculture system increased totalcombined production by 47 – 106 % and reduced FCR by 31.6 – 47.7% compared with those inshrimp monoculture. The addition of S. lineatus to the culture system did not have significantlyeffects on the gross primary productivity, the respiration, the nutrient and particulates fluxes at thewater-sediment interface of the pond ecosystem.In a third experiment, using higher stocking biomasses of L. stylirostris (14 g) at 156 g.m-2 in apolyculture with S. lineatus (19 g) (80 g.m-2) and at 237 g.m-2 in shrimp monoculture, we observed ahigh shrimp mortality. Conversely, stocking biomasses of S. lineatus (19 g) at 155 g.m-2 in apolyculture with L. stylirostris (14 g) (81 g.m-2) and at 235 g.m-2 in monoculture resulted in increasesof S. lineatus biomasses. This study showed that polyculture using S. lineatus is able to reduce organicwastes and nutrient release by consumption uneaten feed and retention input nutrients in biomass thatcontribute to limit the impact of the pond ecosystem eutrophication.Results of stable isotope analyses showed that the used pellet feed was not a major carbon source, butwas an important nitrogen source for both L. stylirostris and S. lineatus. Natural biota, includingsediment organic matter and particulate organic matter, was a main carbon source and represented asa secondary nitrogen source for both species.It may be concluded that S. lineatus is a suitable candidate for commercial culture in bothmonoculture and polyculture with L. stylirostris in earthen pond. Polyculture should be a properapproach that could partly contribute to sustainable development of aquaculture, but needs specificresearch to optimize the trophic status of the reared species.

Le biofloc est un système d’élevage intensif avec un faible renouvellement d’eau ; ainsi se développe une population diversifiée de micro-organismes (micro-algues, zooplanctons et bactéries) associée à de la matière organique qui forme les floculats. Ces derniers jouent le double rôle de filtre biologique et de complément alimentaire. Cette thèse a pour objectif de mieux comprendre le fonctionnement de ce système d’élevage et ses interactions avec la crevette Litopenaeus stylirostris. Dans cet objectif général s’inscrit deux objectifs plus spécifiques : (i) mesurer les gains zootechniques apportés par l’élevage en biofloc (ii) étudier les interactions trophiques entre le milieu d’élevage et la crevette en lien avec les performances zootechniques. Nos résultats montrent des gains relatifs de l’élevage en biofloc aux niveaux de la survie, de la croissance, des performances de reproduction des femelles et de la qualité de leur progéniture. Ces meilleures performances s’expliquent par la contribution de la productivité naturelle, estimée entre 37 et 40%, dans l’alimentation de la crevette. Ce complément d’aliment, outre d’être toujours disponible dans le milieu d’élevage, apporte de l’énergie, des nutriments et des molécules bioactives. L’aliment naturel représente une source nutritive de lipides, particulièrement riche en phospholipides et en acides gras polyinsaturés, qui sont essentiels pour la reproduction et le développement des larves en phase de lécitotrophie ; ces lipides sont accumulés dans la glande digestive et les œufs des femelles élevées en biofloc. L’aliment naturel est également une source de glutathion, puissante molécule antioxydante, qui contribue au renforcement du système des défenses anti-radicalaires de la crevette et protège les lipides insaturés de la peroxydation, une cause du stress oxydant. Les bactéries sont prépondérantes dans la productivité naturelle d’un élevage en biofloc et contribuent donc à l’alimentation de la crevette. Aussi, dans le dernier volet de cette thèse, nous avons caractérisé la diversité taxonomique et l’abondance des bactéries du milieu d’élevage et montré son influence sur le microbiote intestinal des crevettes. De façon générale, nous observons une meilleure santé des animaux élevés en biofloc qui se traduit par une régulation positive des gènes impliqués dans l’immunité et les défenses anti-radicalaires après un stress au peroxyde d’hydrogène. Ainsi, les effets positifs de l’élevage en biofloc sur les survies, les croissances et la reproduction ont pour origine le complément d’aliment apporté par la productivité naturelle / Biofloc is an intensive rearing system with zero or minimal water exchange where a diverse population of microorganisms (microalgae, zooplankton and bacteria) develops in association with organic matter to form the floc particles. These particles play the double role of biological filter and dietary supplement. This dissertation aims to better understand the process of this rearing system and its interactions with the Litopenaeus stylirostris shrimp. Two specific objectives were integrated within the framework of this general objective: (i) to measure the production gain from biofloc rearing and (ii) to study the interaction between biofloc environment and shrimp and to assess its role on production performances of shrimps. Thus, our results show production gains of shrimp reared in biofloc in terms of survival, growth, reproductive performances and quality of larvae. This better performance can be explained by the contribution of natural productivity, estimated between 37 and 40%, in shrimp food. This food supplement, constantly available in the environment, provides energy, nutrients and bioactive molecules. The natural productivity represents a source of lipids, in particular of phospholipids and polyunsaturated fatty acids, which were essential for the reproduction and development of larvae during the lecitotrophic stage; these lipids were accumulated in digestive gland and eggs from females reared in biofloc. The natural food is also a glutathione source, a powerful antioxidant molecule, which contributes to strengthen antioxidant defense system of shrimps and protects lipids against peroxidation, a cause of oxidative stress. Bacteria were dominant in natural productivity of biofloc environment and contribute to shrimp food. Thus, in the last part of this dissertation, we characterized the taxonomic diversity and abundance of bacteria in biofloc environment and showed their influence on shrimp intestinal microbiota. Generally, we observed a better health of biofloc resulting in up-regulation of the studied genes involved in immunity and anti-radical defenses after oxidative stress with hydrogen peroxide. The positive effects of biofloc rearing on survival, growth and reproduction originate from food complement provided by natural productivity.

Les processus de bioturbation constituent un exemple classique d’ingénierie de l’écosystème. Ils sont le fait d’espèces bioturbatrices qui contribuent à la structuration physique et biogéochimique des environnements sédimentaires. Dans les environnements marins meubles, les thalassinidés comptent parmi les bioturbateurs les plus influents. Ainsi, la crevette de vase Upogebia cf. pusilla est à l’origine d’un important remaniement sédimentaire et d’une large bioirrigation des sédiments dans le bassin d’Arcachon. Ces activités de bioturbation modulent les processus de minéralisation de la matière organique et les flux biogéochimiques à l’interface eau-sédiment. L’intensité de la bioturbation de U. cf. pusilla dépend de son état physiologique, celui-ci pouvant être altéré par divers facteurs de stress. Une approche couplant études de terrain et expérimentations en laboratoire a permis d’évaluer l’influence du parasitisme et de la contamination métallique sur les activités de U. cf. pusilla. Ce travail avait pour objectifs de (1) caractériser la pression parasitaire chez U. cf. pusilla à l’échelle locale, (2) déterminer les niveaux de base des éléments métalliques chez cet organisme dans le bassin d’Arcachon et d’évaluer le potentiel rôle des parasites dans les processus d’accumulation des métaux et (3) estimer l’impact du parasitisme et de la contamination métallique, seuls et en interaction, sur U. cf. pusilla et ce à deux échelles d’organisation, moléculaire et comportementale. In situ, un suivi spatial et un suivi temporel ont permis de caractériser la dynamique spatio-temporelle de deux parasites chez U. cf. pusilla¸ un bopyre infestant la cavité branchiale (Gyge branchialis), et un trématode (Maritrema sp.), infectant l’ensemble des organes de l’animal. Au sein de leur hôte, ces deux parasites sont négativement associés, le bopyre limitant probablement les processus d’infection par le trématode. Par ailleurs, un suivi saisonnier d’un an a permis de noter de faibles concentrations en métaux chez U. cf. pusilla, dans le bassin d’Arcachon. Ces concentrations ont été mises en parallèle avec le statut parasitaire des spécimens échantillonnés. Aucune corrélation n’a été notée entre la présence des trématodes et les quantités de métaux accumulées. A l’inverse, les observations de terrain ont permis d’envisager que le parasite bopyre puisse interférer avec les processus d’accumulation des métaux chez cet organisme. Cette dernière hypothèse a été testée en laboratoire au cours d’expérimentations visant à évaluer l’influence d’une contamination métallique (en utilisant le cadmium comme contaminant modèle) et du parasite bopyre, seuls et en interaction, sur U. cf. pusilla. A l’échelle moléculaire, le bopyre n’a été associé à aucune modification de l’expression d’une dizaine de gènes cibles. Par ailleurs, à l’échelle comportementale, ce parasite réduit peu le remaniement sédimentaire de son hôte, à l’inverse de ce qui avait été montré au cours d’une étude antérieure. En ce qui concerne l’influence du cadmium, ce métal module amplement l’expression de gènes codant notamment des protéines impliquées dans la réponse au stress oxydant et dans les mécanismes de détoxication. Ces observations suggèrent que U. cf. pusilla est capable de mettre en place des mécanismes de lutte contre le stress métallique. Au niveau comportemental, le cadmium semble stimuler le remaniement sédimentaire des organismes. Finalement, les expériences « doubles stress » ont montré un effet antagoniste du bopyre et du cadmium à la fois à l’échelle génique et à l’échelle comportementale. Ainsi, cette étude souligne la complexité des interactions entre facteurs de stress multiples et la nécessité d’effectuer de telles expérimentations. [...] / Bioturbation is a typical example of ecosystem engineering. Bioturbating species are mainly epi- or endobenthic organisms, which profoundly affect the physical structure and biogeochemical properties of sediments. In marine soft-bottom environments, thalassinidean mud shrimp are considered as one of the most prominent bioturbating organisms. Among these species is the mud shrimp Upogebia cf. pusilla, which is recognized as an important sediment reworker, also significantly contributing to the bioirrigation of sediments. In fine, this species greatly modulates organic matter mineralization and biogeochemical fluxes at the sediment-water interface. The influence of U. cf. pusilla in ecosystem functioning depends on the intensity of its bioturbation and thus on its fitness. Several factors can affect the physiological status of organisms, potentially resulting in behavioural changes and causing modifications of their activities. Amongst potential stressors, we evaluated the influence of parasitism and trace metal contamination on the mud shrimp U. cf. pusilla in Arcachon Bay, France. Field surveys and laboratory experiments were undertaken in order to evaluate (1) the parasite infestation levels in the mud shrimp at the local scale, (2) the metal contamination background and potential relationship between the metal accumulation and the parasitic status of organisms in the field and (3) estimate the distinct and interactive impacts of parasitism and metal contamination on two scales of organisation, by targeting a molecular (gene expression) and a behavioural (sediment reworking) endpoint.A large spatial and temporal survey conducted in Arcachon Bay showed that at least two parasites species occur in mud shrimp: a bopyrid isopod (Gyge branchialis), living in one of the gill chambers of its host, and a trematode parasite (Maritrema sp.), infecting the whole body of mud shrimp. These two parasite species are negatively associated within their host, in which the bopyrid likely interferes with trematodes establishment. Additionally, a one year seasonal sampling demonstrated that mud shrimp displayed very low levels of metals in Arcachon Bay. The bopyrid parasite could interfere with the process of metal accumulation in mud shrimp, while such correlation was not found for the trematode parasite. Finally, complementary laboratory experiments highlighted that, at the molecular level, the bopyrid parasite did not affect the expression of the genes targeted in this study in mud shrimp. Similarly, at the behavioural level, and conversely to a previous study, the effects of the bopyrid parasite were minor, i.e. only associated to small modifications of the bioturbation activity of its host. Indeed, the intensity of the sediment reworking of mud shrimp was slightly reduced when organisms were infested with this parasite. Regarding trace metal contamination, we noticed that mud shrimp largely accumulated cadmium. This accumulation was associated to an important modulation of gene expression, especially of genes encoding proteins involved in detoxification processes, highlighting, at this organisation level, the capability of mud shrimp to deal with the deleterious effect of cadmium. At the behavioural scale, cadmium contamination positively affected the sediment reworking activity of mud shrimp. Finally, double-stress experiments evidenced an antagonistic effect of both stressors on the two targeted endpoints. This study highlights the complexity of the interactions between multiple stressors and that the response of organisms cannot be predicted from “single-stress” experiments. [...]

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-02-19Bitstream added on 2014-06-13T20:21:12Z : No. of bitstreams: 1 guerreroalvarado_ce_dr_jabo.pdf: 1587825 bytes, checksum: 858924033c64c664e74d155a80686b1a (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / La formulation d’un régime alimentaire équilibré que puisse répondre aux besoins de calcium et de phosphore des larves de Macrobrachium rosenbergii est très important pour assurer des meilleures productivités à la fin de la larveculture. L’effet de différents niveaux de calcium et de phosphore sur le régime alimentaire a été evalué sur les principaux variables de production. Une délineation complétement au hasard en schème factoriel 3x3, a été utilisé, en correspondant à trois niveaux de calcium (0,35; 1,00 et 1,90%) et trois niveaux de phosphore (0,70; 1,50 et 2,30%). Chaque traitement a eu 3 répétitions. Deux jours après l’éclosion les larves ont été nourries avec des quantités croissantes de nauplii d’Artemia. A partir du onzième jour (zoea VII), la coalimentation a été introduite en fournissant les diètes-teste en plus des nauplii d’ Artemia jusqu’à la fin du cycle de larveculture. Au 27ème jour du cycle où 90% des larves, à peu près, se sont déjà méthamorphosées en pos-larves (PL), la récolte de fin d’élevage a été faite. Le taux de survie, la biomasse finale de PL, la pourcentage de larves et la productivité (PL L-1) ont été calculés pour chaque traitement. On a pu observer que les larves de M. rosenbergii qu’ont été nourries par une diète inerte de 0,35 ou 1,07% de calcium total et 1,50% de P total (1,15% de P disponible) ont eu leurs taux le survie beaucoup ameliorés aussi bien que le numero de pos-larves qu’ont été produites par litre à la fin da la larveculture. L’inclusion de 1% de P sur la forme de NaH2PO4 et le Ca venu de la diète basal (0,35%) sont suffisants pour améliorer la production de cette espèce. / A formulação de uma dieta balanceada que atenda as exigências dos minerais cálcio e fósforo nas larvas de Macrobrachium rosenbergii, é importante para garantir maior produtividade na larvicultura. Assim, avaliou-se o efeito de diferentes níveis de cálcio e fósforo na dieta sobre as principais variáveis de produção. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, em esquema fatorial 3x3, correspondente a três níveis de cálcio (0,35; 1,00 e 1,90%) e três de fósforo (0,70; 1,50 e 2,30%), com três repetições realizadas em blocos temporais. Dois dias após a eclosão, as larvas passaram a ser alimentadas com quantidades crescentes de náuplios de Artemia. A partir do 11º dia (zoea VII), iniciou-se a co-alimentação, fornecendo-se as dietas-teste juntamente com os náuplios de Artemia até o final do ciclo de larvicultura. No 27º dia de cultivo, quando aproximadamente 90% das larvas metamorfosearam-se em pós-larvas (PL), realizou-se a despesca. Foi calculada a taxa de sobrevivência, a biomassa final de PL, a porcentagem de larvas e a produtividade (PL L-1) em cada tratamento. Observou-se que as larvas de M. rosenbergii alimentadas com dieta inerte contendo 0,35 ou 1,07% de Ca total, e 1,50% de P total (1,15% de P disponível) melhoraram significativamente a sobrevivência e o número de pós-larvas produzidas por litro ao final da larvicultura. A inclusão de 1% de P na forma de NaH2PO4 e unicamente o Ca proveniente da dieta basal (0,35%) são adequados para melhorar o desempenho produtivo desta espécie. / The formulation of a balanced diet, which provides the requirements of calcium and phosphorus minerals for Macrobrachium rosenbergii larvae is important to guarantee good productivity of post-larvae. Hence, the effect of different levels of calcium and phosphorus in the inert diet on the principal production variables was evaluated during the hatchery. It was used a randomized block experimental design, in a 3x3 factorial scheme, with three levels of calcium (0.35; 1.00 and 1.90 %) and three levels of phosphorus (0.70; 1.50 and 2.30 %), with three replicates. Two days after hatching, larvae started feeding on increasing quantities of Artemia nauplii. Co-feeding started at the 11th day (zoea VII), when test-diets plus Artemia nauplii were supplied up to the end of the rearing cycle. In the 27th day, when approximately 90% of the larvae turned into post larvae (PL), harvest was done. Survival rate, final biomass of PL, percentage of larvae and productivity (PL L-1) were calculated in all treatments M. rosenbergii larvae fed on inert diet containing 0.35 or 1.07 % of total Ca and 1.50 % of total P (1.15 % of P available) had significantly improved survival rate and productivity. Inclusion of 1.0 % of total P and only the dietary Ca from the basal diet (0.35%) are adequate to improve the productive performance on this specie. / La formulación de una dieta balanceada que atienda las exigencias de los minerales calcio y fósforo en las larvas de Macrobrachium rosenbergii, es importante para garantizar mejor productividade en la larvicultura. Asi, se evaluó el efecto de diferentes niveles de calcio y fósforo en la dieta sobre las principales variables de producción. El diseño experimental fue en bloques completamente al azar, en esquema factorial 3x3, correspondiente a tres niveles de calcio (0,35; 1,00 e 1,90%) y tres de fósforo (0,70; 1,50 e 2,30%), con tres repeticiones realizadas en bloques temporales. Dos días después de la eclosión las larvas pasaron a ser alimentadas con cantidades crecientes de náuplios de Artemia. A partir del 11º día (zoea VII), se inició la alimentación conjunta, ofreciendo las dietas-teste acompañadas por los náuplios de Artemia hasta el final del ciclo de larvicultura. El 27º día del cultivo, cuando aproximadamente 90% de las larvas se metamorfosearon en postlarvas (PL), se realizó la cosecha. Fue calculada la tasa de sobrevivencia, biomasa final de PL, el porcentaje de larvas y la productividad (PL L-1) en cada tratamiento. Se observó que las larvas de M. rosenbergii alimentadas con dieta inerte conteniendo 0,35 ó 1,07% de Ca total, y 1,50% de P total (1,15% de P disponible) mejoraran significativamente la sobrevivencia y el número de postlarvas producidas por litro al final de la larvicultura. La inclusión de 1% de P en la forma de NaH2PO4 y únicamente el Ca proveniente de la dieta basal (0,35%) son adecuados para mejorar el desempeño productivo de esta especie.