L’huître plate, Ostrea edulis, est l’espèce d’huître endémique européenne. Sa production est aujourd’hui réduite en raison de surpêches historiques et de maladies dont la bonamiose. En raison des fortes mortalités observées chez l’huître creuse ces dernières années les conchyliculteurs tendent à vouloir diversifier leur production et manifestent un regain d’intérêt pour cette espèce patrimoniale. Néanmoins, la bonamiose, maladie due au parasite protozoaire, Bonamia ostreae, reste un problème majeur pour la production de cette espèce. Les moyens de lutte contre cette maladie sont limités, mais nécessitent de meilleures connaissances sur les interactions entre l’huître plate et le parasite. De précédentes études ont suggéré que l’apoptose est activée par l’huître plate pour se défendre contre le parasite. Ce mécanisme est connu pour être impliqué dans de nombreux processus biologiques dont la défense contre des organismes pathogènes. Dans ce contexte, l’objectif général de ce travail de thèse est de mieux caractériser l’implication de l’apoptose dans la réponse de l’huître plate à une infection à B. ostreae. Des outils ont tout d’abord été développés afin d’étudier le processus apoptotique d’un point de vue cellulaire en cytométrie en flux et microscopie ainsi que d’un point de vue moléculaire en mesurant l’expression de gènes impliqués dans l’apoptose. Ces outils ont alors été utilisés pour étudier les interactions entre O. edulis et B. ostreae in vitro et in vivo. Les résultats obtenus confirment l’implication de l’apoptose dans les mécanismes de défense de l’huître plate en réponse à B. ostreae et mettent en évidence la capacité du parasite à déjouer ce mécanisme afin de survivre et se multiplier dans les hémocytes. Enfin, la réponse apoptotique a été appréhendée chez l’huître plate et l’huître creuse dans le cadre d’expositions à divers micro-organismes : OsHV-1, Vibrio aestuarianus et des micro-algues. / The flat oyster, Ostrea edulis, is the European endemic oyster species. Its production has been reduced because of overfishing and diseases including bonamiosis. Massive mortalities observed on the Pacific cupped oyster these last years explained the wish of shellfish farmers to diversify their production and their revival of interest for this patrimonial oyster species. However, bonamiosis due to the protozoan, Bonamia ostreae, is still a major problem for the production of this species. Measures to control the disease are limited and require a better knowledge of the interactions between the flat oyster and the parasite. Previous studies have suggested the involvement of apoptosis in flat oyster defense mechanisms against B. ostreae. This mechanism is involved in various biological mechanisms including defense against pathogens. In this context, the main objective of this PhD work was to better characterize the involvement of the apoptosis during interactions between the flat oyster and the parasite B. ostreae. In a first step, some tools were developed in order to study the apoptotic process at the cellular level using flow cytometry and microscopy as well as at the molecular level by measuring apoptotic gene expression. In a second step, these tools were used to study O. edulis-B. ostreae interactions in vitro and in vivo. Obtained results confirm the involvement of apoptosis in the response of the flat oyster to B. ostreae and demonstrate the ability of the parasite to inhibit the apoptosis pathway in order to survive and multiply within the hemocytes. Finally, the apoptotic response has been investigated in the flat and Pacific oysters after exposure to diverse micro-organism: OsHV-1, Vibrio aestuarianus and micro-algae.

L’histoire de l’ostréiculture française met en évidence la fragilité de cette production face à la surexploitation des stocks et l’apparition de maladies. En particulier, la production d’huître plate, Ostrea edulis, a fortement diminué suite à l’apparition de deux maladies parasitaires dont la bonamiose. Les moyens de lutte contre la bonamiose sont relativement restreints. Ils sont essentiellement basés sur la surveillance de la santé des huîtres afin de limiter la dissémination et la propagation de la maladie. Cependant l’utilisation de modèles prédictifs de l’évolution de la maladie en zone infectée permettrait d’optimiser la gestion des stocks et minimiser l’impact des agents pathogènes. De plus, le développement d’animaux résistants à l’infection pourrait permettre de relancer cette production. Ces différentes approches nécessitent des outils diagnostiques adaptés, une bonne connaissance du cycle de vie de l’agent pathogène, et, plus particulièrement des interactions du parasite avec son hôte. Dans ce contexte, l’objectif principal du travail de thèse proposé est de comprendre les interactions entre l’huître plate Ostrea edulis et son parasite Bonamia ostreae, et, plus particulièrement les bases moléculaires de la résistance au parasite. Dans un premier temps, la réalisation d’une banque soustractive d’ADNc a permis d’identifier des ESTs différentiellement exprimées chez des hémocytes en réponse au parasite. L’expression de certains gènes dont une galectine a été mesurée en PCR en temps réel dans le contexte d’infections in vitro. En complément, la réponse cellulaire a été étudiée par cytométrie en flux et l’infection contrôlée en microscopie. Ces expériences ont montré une multiplication parasitaire dans les hémocytes au cours du temps associée à une diminution de la production d’EOR et d’estérases. Dans un second temps, il a été entrepris une étude comparative entre une population d’huîtres plates résistantes à la bonamiose et une population naturelle. Les résultats obtenus tendent à montrer qu’une modulation de l’apoptose et une diminution de la phagocytose seraient impliquées dans les mécanismes liés à la résistance à la bonamiose. Ce travail est le premier à étudier la réponse des hémocytes d’huîtres plates à une infection par le parasite Bonamia ostreae au niveau cellulaire et moléculaire. / The history of the French oyster production highlights the fragility of this production against overexploitation and disease outbreaks. In particular, the production of flat oyster, Ostrea edulis, has decreased following the emergence of two parasitic diseases including bonamiosis. The means to fight against bonamiosis are relatively limited. They are mainly based on oyster health surveillance to limit the spread of the disease. However, the use of predictive models of disease progression in infected area would help to improve stock management and minimize the impact pathogens. Moreover the development of resistant animals could help to revive this production. These different approaches require appropriate diagnostic tools, a good knowledge of the life cycle of the pathogen, and the interactions between the parasite and its host. In this context, the main objective of the phD work is to understand the interactions between the flat oyster Ostrea edulis and the parasite Bonamia ostreae, and particularly the molecular basis of the resistance to the parasite. In a first step, a subtractive cDNA bank allowed the identification of ESTs differentially expressed in haemocytes in response to the parasite. Expression of some genes, among which a galectin, was measured by Real Time PCR in the context of in vitro infections. In addition, the cellular response was investigated by flow cytometry and the infection was checked by microscopy. These experiments showed a multiplication of the parasite inside haemocytes associated with a decreased of esterases and of the production of ROS. In a second step, a comparative approach was carried out between a population of oysters resistant to bonamiosis and a natural population. Results suggest that modulation of apopotosis and decrease of phagocytosis could be involved in mechanisms related to resistance to bonamiosis. This work is the first study on the response of haemocytes of flat oysters to an infection with the parasite Bonamia ostreae at the cellular and molecular levels.

L'huître plate européenne, espèce endémique des côtes européennes, est classée dans la catégorie des « espèces menacées et/ou en déclin ». En effet, les gisements naturels de cette huître ont été progressivement décimés par la sur-exploitation et par l'émergence successive de maladies parasitaires. Le parasite responsable de la bonamiose a notamment contribué à réduire de façon drastique l'exploitation de cette huître en France, et en Europe. Les mollusques bivalves marins présentent deux caractéristiques qui restreignent de fait le potentiel d'action pour lutter contre les maladies : ils sont cultivés en milieu ouvert, et possèdent un système immunitaire inné dépourvu de la capacité de réponse adaptative. Dans ce contexte, la sélection d'animaux naturellement résistants à la bonamiose est une voie prometteuse pour relancer la culture de l'huître plate européenne. Afin de mieux comprendre le phénomène de résistance à la bonamiose, plusieurs études ont porté sur les mécanismes de réponse de l'huître plate et sur l'identification de régions génomiques potentiellement impliquées dans les mécanismes de résistance à la maladie.Le présent travail de thèse consistait à améliorer la compréhension de la résistance de l'huître plate européenne vis-à-vis de la bonamiose, mais également à mieux caractériser la ressource génétique et la structuration de ses populations naturelles. L'huître plate n'étant pas un organisme modèle, seule une carte génétique préliminaire était disponible chez cette espèce. Il a donc été nécessaire de développer de nouveaux outils moléculaires afin d'optimiser la couverture de son génome. Des marqueurs de type SNP (polymorphisme d'une seule base) ont ainsi été développés par séquençage de produits PCR et par séquençage à haut débit. Afin d'améliorer la compréhension de la résistance à la bonamiose, trois expériences d'infection avec le parasite responsable de cette maladie ont été réalisées et ont permis de caractériser les phénotypes de réponse de l'huître plate à plusieurs échelles d'études.1- À l'échelle inter-familiale, il s'agissait de détecter des régions du génome (QTL) associées aux mécanismes de réponse (survie / mortalité) à la bonamiose chez plusieurs familles d'huîtres. Cette approche a permis d'identifier plusieurs régions génomiques d'intérêt communes entre les familles, et de nouvelles régions d'intérêt qui n'avaient pas encore été détectées.2- À l'échelle intra-familiale, il s'agissait de détecter des régions génomiques associées à la régulation d'activités hémocytaires (QTL) ou à l'expression de gènes (eQTL) préalablement identifiés comme potentiellement impliqués dans la réponse à la bonamiose. Cette approche, nouvelle chez un mollusque bivalve, a notamment permis de mettre en évidence une concordance positionnelle entre les régions génomiques impliquées dans la survie ou la mortalité à la bonamiose et celles impliquées dans la régulation des réponses cellulaires et/ou moléculaires.3- À l'échelle des populations, il s'agissait d'étudier un éventuel différentiel de réponse à la bonamiose chez des huîtres provenant de trois populations naturelles géographiquement et écologiquement distinctes. Cette étude a notamment permis d'identifier une possible adaptation à la parasitose des huîtres provenant de la baie de Quiberon. Afin de mieux caractériser les ressources naturelles de l'huître plate européenne, plusieurs populations couvrant l'ensemble de l'aire de distribution de l'espèce ont également été étudiées. Cette étude a permis de confirmer la forte diversité nucléotidique de l'huître plate, en évaluant pour la première fois la diversité génétique globale des populations naturelles d'un mollusque bivalve marin. Cette étude a également permis d'identifier une structuration génétique des populations, avec coïncidence entre les discontinuités dans la distribution des fréquences alléliques des marqueurs moléculaires sous sélection positive ou divergente et les barrières biogéographiques. / The European flat oyster, an endemic species from European coasts, is classified in the category of “endangered and/or declining species”. Indeed, the natural beds of this oyster, consumed since ancient times, have gradually been decimated by over-exploitation and by successive emergence of parasitic diseases. The parasite that causes the disease called bonamiosis has contributed to drastically reduce the French and European aquacultural production of flat oyster. Marine bivalve molluscs display two specificities that restrict possibilities to fight against diseases: they are grown in an open environment, and possess an innate immune system lacking in adaptive response. In this context, the selection of animals naturally resistant to bonamiosis is a very promising issue to revive the culture of the European flat oyster. To better understand the phenomenon of resistance against bonamiosis, several studies have focused on understanding the mechanisms of response of the flat oyster, and on the identification of genomic regions potentially involved in the mechanisms of disease resistance.In this context, the present work consisted in improving our understanding of the resistance of the European flat oyster against bonamiosis, and in better characterizing the genetic resources and the structuring of its natural populations. Considering that the flat oyster is not a model organism, a preliminary genetic map was available for this species. It was therefore necessary to develop new molecular tools to optimize the coverage of its genome. SNP markers (single nucleotide polymorphism) have been developed by direct sequencing of PCR products and high-throughput sequencing. To improve the understanding of resistance against bonamiosis, three experiments of infection with the parasite have been performed and used to characterize phenotypes of the oyster response at several study levels.1 – At the inter-family level, the objective was to detect genomic regions (QTL) associated with the mechanisms of response (survival/mortality) against bonamiosis in several families of oysters. This approach enabled to identify several genomic regions of interest shared between families, and new ones that had not yet been detected. 2 – At the intra-family level, the objective was to detect genomic regions associated with the regulation of haemocytic activities (QTLs) or genes expression (eQTL) previously identified as potentially involved in the response to bonamiosis. This approach had never been used before on a bivalve mollusc. It has enabled to identify a positional correlation between the genomic regions involved in the survival or mortality to bonamiosis and those involved in the regulation of cellular or molecular responses.3 – At the population level, the experiment aimed at detecting possible differential responses against bonamiosis between oysters from three natural populations geographically and ecologically distinct. This study has enabled to identify a possible adaptation of oysters from the bay of Quiberon to the parasitosis. In order to improve the characterization of the natural resources of the European flat oyster, several populations covering the entire geographic range of the species were also studied. This study confirmed the high nucleotide diversity of the flat oyster, assessing for the first time the overall genetic diversity of natural populations of a marine bivalve mollusc. This study also enabled to identify the genetic structure of populations, with coincidences between geographical discontinuities in allele frequencies of molecular markers under positive or divergent selection and biogeographical barriers.