Le travail de thèse s’inscrit dans la problématique très actuelle des mortalités massives de naissain et de juvéniles d’huîtres creuses, C. gigas, et des questionnements autour de l’implication des pesticides dans ce phénomène. La première partie de la thèse a été consacrée à l’étude des effets de pesticides sur les capacités hémocytaires de l’huître creuse (in vitro et in vivo). L’effet immuno-modulateur des xénobiotiques sélectionnés (seul ou en mélange) a été exploré principalement au travers de la cytométrie en flux. La deuxième partie de la thèse a concerné l’étude des effets d’un mélange de pesticides sélectionnés sur le virus OsHV-1 et l’infection qu’il induit chez l’huître creuse. Les effets des pesticides sur le virus lui-même ont été évalués. Les expériences réalisées n'ont pas permis de mettre en évidence, dans les conditions testées, de dégradation des particules virales en présence des polluants. D’autre part, leurs effets sur les huîtres elles-mêmes ont été explorés après traitement des animaux avec un mélange de pesticides lors d’essais de pathologie expérimentale. Il a ainsi pu être montré que des huîtres préalablement contaminées par un mélange de pesticides à des concentrations retrouvées dans l’environnement semblaient être plus sensibles à l’infection virale. La troisième partie de la thèse a concerné l’étude de l’autophagie chez l’huître creuse, C. gigas. La publication du génome complet de cette espèce en 2012 a ouvert de nouvelles possibilités pour étudier l'immunité innée. L’étude de l’autophagie réalisée pour la première fois chez l’huître creuse a consisté lors d’une première étape en la recherche in silico de gènes impliqués dans cette voie et des protéines correspondantes par western blotting. Puis, le rôle de ce processus important dans l’immunité innée a été exploré au travers d’essais de reproduction d’infections en présence ou non de modulateurs de l’autophagie. Les résultats obtenus semblent montrer que l’autophagie soit un processus important pouvant être impliqué dans les capacités de défense de l’huître creuse vis-à-vis d’infections virales et bactériennes. / The thesis work is part of the very current issue on mass mortality outbreaks affecting Pacific oyster, C. gigas, spat and juveniles and questions about the involvement of pesticides in this phenomenon. The first part of this thesis was devoted to study the effects of pesticides on hemocyte parameters in the Pacific oyster (in vitro and in vivo). The immunomodulator effect of selected pesticides (alone or in mixture) has been explored principally through flow cytometry. The second part concerned the study of the effects of a pesticides mixture on OsHV-1 itself. No direct effects have been reported on the viral particles in presence of the pollutants. Moreover, pesticide effects on Pacific oysters were also explored through experimental pathology assays after treatment of animals with a polluant mixture. Results showed that pesticide treated oysters appeared more susceptible to the viral infection in experimental conditions. The third part concerned the study of autophagy in the Pacific oyster, C. gigas. The publication of the complete genome in 2012 has opened up new possibilities for the study of innate immunity in this species. The study of autophagy for the first time in oysters consisted in a first step in the in silico search for genes involved in this pathway and the corresponding proteins by Western blotting. Then, the role of this important process in innate immunity has been explored through reproduction infections tests with or without modulators of autophagy. Results showed that autophagy appeared as involved in defence mechanisms against viral and bacterial infection in Pacific oysters.

L'huître creuse du Pacifique, Crassostrea gigas a été introduite en France à la fin des années 60 pour remplacer l'huître portugaise, Crassostrea angulata, décimée par des maladies. Ce n'est cependant qu'à partir des années 90 que des populations sauvages se sont établies sur les estrans bretons. La première partie de cette étude a permis de montrer, qu'à l'exception de la zone nord-Finistère et des baies de Douarnenez et Audierne, l'ensemble des côtes bretonnes est actuellement colonisé par C. gigas. Des stocks de 10 000 et 6 420 tonnes ont été recensés en Rade de Brest et dans le Golfe du Morbihan. La seconde partie de cette étude a permis de préciser les facteurs déterminant la dynamique du processus invasif de C. gigas. La responsabilité du changement climatique dans l'établissement de C. gigas en Bretagne a ainsi été confirmée. Aucun recrutement de C. gigas n'a été observé dans la zone subtidale, réfutant ainsi les accusations d'exclusion de l'huître plate, Ostrea edulis. Enfin, l'impact de l'épisode de mortalité estivale massive des huîtres cultivées pendant l'été 2008 a été très faible dans les populations sauvages. L'analyse des conséquences écologiques de la prolifération de C. gigas sur les estrans bretons a été réalisée dans la dernière partie de cette étude. L'impact de C. gigas sur la communauté est net lorsque la colonisation s'intensifie et que de véritables récifs se forment, augmentant alors l'abondance et la diversité de la macrofaune. Les mesures de la production annuelle de carbone de la communauté intertidale rocheuse ont montré qu'elle est multipliée par plus de 20, lorsque C. gigas colonise le substrat en forte densité, atteignant 761,77 g C m-2 an-1.

Crassostrea gigas est la principale espèce d’huître cultivée dans le monde. Depuis 2008, de sévères épisodes de mortalités affectent les huîtres âgées de moins d’un an en Europe et en Océanie et sont associées à l’émergence de l’Ostreid herpèsvirus μVar (OsHV-1 μVar). En Europe, ces mortalités sont saisonnières et surviennent lorsque la température de l’eau de mer est comprise entre 16°C et 24°C. Dans le cadre de ce travail, l’effet des hautes températures (21°C, 26°C et 29°C) est évalué sur la sensibilité des huîtres à OsHV-1 mais aussi sur la persistance et la virulence du virus. La survie des huîtres infectées maintenues à 29°C (86%) est supérieure à la survie des huîtres placées à 21°C (52%) et à 26°C (43%).Les températures élevées (29°C) diminuent la sensibilité des huîtres à OsHV-1 sans altérer l'infectivité du virus et sa virulence. L’exposition des huîtres infectées à 29°C pourrait réduire l’expression des gènes viraux et la synthèse de virions par la réduction de l’expression de gènes hôtes codant pour des protéines impliquées dans la transcription et la traduction, la réduction de l’expression de gènes impliqués dans le catabolisme, le transport des métabolites, et synthèse de macromolécules.Finalement, l’induction conjointe de l’apoptose, des processus d’ubiquitinylation et de la réponse immunitaire, pourrait permettre l’élimination d’OsHV-1. / Crassostrea gigas is the main species of oyster cultivated in the world. Since 2008, mass mortality events have been affecting oysters aged less than one year old in Europe and Oceania and have been associated with the emergence of the Ostreid herpes virus μVar (OsHV-1 μVar). In Europe, these events are seasonal and occur when the seawater temperature is between 16°C and 24°C. In this work, the effect of high temperatures (21°C, 26°C and 29°C) was evaluated on the susceptibility of oysters to OsHV- 1 but also on the virulence of virus.High temperatures (29°C) reduce the susceptibility of oysters to OsHV-1 without altering the infectivity of the virus and its virulence. High temperature could reduce viral infection and virus synthesis by reducing the expression of host genes that encode proteins involved in transcription and translation, catabolism, metabolites transport, and macromolecules biosynthesis. Finally, the induction of apoptosis, ubiquitinylation processes and immune response could lead to the elimination of OsHV-1.

L’ostréiculture française repose essentiellement sur l’élevage de l’huître creuse, Crassostrea gigas confronté cependant à des épisodes de mortalités anormales, touchant les différents stades de vie de l'huître. Plusieurs études ont démontré l’implication d’agents infectieux comme des bactéries du genre Vibrio dans ces mortalités. En France, V. aestuarianus est une bactérie connue depuis les années 2000 pour impacter la survie des huîtres. Sa fréquence de détection dans les cas de mortalités d’huîtres adultes analysés par le réseau REPAMO (REseau de PAthologie des Mollusques) est cependant en augmentation depuis 2011. Dans ce contexte, afin d’étudier le développement de la maladie induite par V. aestuarianus chez C. gigas, un modèle d’expérimentation par balnéation dans de l’eau de mer contenant des bactéries fraichement excrétées, au plus proche des modes de contaminations naturelles, a été développé. Le suivi de la présence de la souche 12/016 (souche virulente) et son mutant 12/016ΔvarS (souche non-virulente) dans l’eau de mer, dans les différents tissus et dans l’hémolymphe des animaux vivants et moribonds a montré que le cycle infectieux est constitué de I) une phase de pénétration rapide de la bactérie dans l’hôte (moins de 24h) et de colonisation initiale de l’hémolymphe et des branchies, II) une phase d’incubation de 3-4 jours au cours de laquelle la souche virulente se multiplie dans l'ensemble des tissus d'huître et III) une phase de mortalités aiguës (mort de l'animal par septicémie). A ce stade, le recrutement et la lyse hémocytaire ainsi que différentes lésions tissulaires comme la lyse du tissu conjonctif sous-épithélial au niveau du manteau et l’atrophie de diverticules digestives ont été observés. D'autre part, l'étude d’expression relative de 18 gènes de virulence connus chez d’autres Vibrion a montré que l’expression des facteurs de virulence de V. aestuarianus est régulée différemment au cours de différentes étapes de l'infection et nous avons observé que la métalloprotéase vam est significativement sur-exprimée dans l’hémolymphe des animaux contaminés à j4 post infection (étape intermédiaire de l’infection) par rapport à son niveau d’expression au premier jour de l’infection (étape précoce). / Oyster-farming in France is mainly based on pacific cupped oysters, Crassostrea gigas culture. Currently, oyster culture is confronted by several abnormal episodes of mass mortality affecting all life stages. These outbeaks involve, among other factors, infectious agents including bacteria of the genus Vibrio. In France, since 2000, V. aestuarianus is known as a bacterium that impacts the survival of C. gigas. Since 2011, its detection frequency in adult oyster mortalities cases reported by REPAMO network (REseau de PAthologie des Mollusques), is constantly increasing. In this context, to study V. aestuarianus disease development in C. gigas, an experimental infection model based on immersion in sea water containing freshly shed bacteria was developed. By monitoring the presence of strain 12/016 (virulent strain) and its mutant 12/016 ΔvarS (non-virulent strain) in the seawater, in the different tissues and in the haemolymph of live and moribund animals, we showed that the infectious cycle consists of several successive phases: I) rapid penetration of the bacterium into the host (less than 24 hours) and initial colonization of the haemolymph and gills, II) 3-4 days of incubation during which the virulent strain multiplies in whole oyster tissues and III) acute mortalities (animal death due to septicemia). At this stage, recruitment and haemocyte lysis as well as different tissue lesions such as lysis of the sub-epithelial connective tissue in the mantle and atrophy of digestive diverticula were observed. On the other hand, relative expression of 18 virulence genes (known in other Vibrion) were analyzed by RT-QPCR. Virulence factors are regulated differently during different stages of infection and vam metalloprotease is significantly over-expressed in the haemolymph of infected animals at day 4 post infection (intermediate stage of infection) compared to its level of expression at day 1 post infection (early stage).

Depuis 2008, des épisodes de surmortalité massive d’origine multifactorielle, affectent mondialement les élevages de juvéniles d’huître creuse Crassostrea gigas dont le virus de type herpès, l’OsHV-1, peut être considéré comme un des agents pathogènes majeurs. L’immunité des huîtres, repose sur un système immunitaire inné et a longtemps été considéré comme peu spécifique et dépourvu de mémoire. Cependant, cette vision a été remise en question via des études ayant démontré l’existence d’une réponse immunitaire spécifique et mémoire chez des invertébrés. Dans le cadre de cette thèse, l’objectif était de caractériser le priming immunitaire antiviral ainsi que ses mécanismes chez l’huître face au virus OsHV-1. En stimulant les huîtres avec un agent mimétique viral, le poly(I:C), nos travaux ont montré que cette molécule protégeait spécifiquement contre l’OsHV-1 en milieu contrôlé et en milieu naturel sur le long terme, en améliorant le taux de survie des huîtres de près de 100%, mais pas d’infections bactériennes. Une approche RNA-seq nous a permis d’identifier différentes voies de signalisations immunitaires antivirales régulées suite à la stimulation par le poly(I:C). Les profils de régulation sont majoritairement maintenus dans le temps (au moins 10 jours), ce qui pourrait expliquer la protection observée. L’ensemble de ces résultats montre l’existence d’un phénomène de priming immunitaire antiviral efficace chez un Lophotrochozoaire et apporte une contribution à la compréhension des mécanismes moléculaires sous-jacents à ce phénomène. Ces travaux ont permis d’apporter des pistes de sortie de crise pour la filière ostréicole jusqu’alors inexplorées. / Since 2008, mass mortality events of multifactorial origin have affected the Pacific oyster Crassostrea gigas farms worldwide, in which a herpesvirus, the OsHV-1, can be considered as one of the major pathogens. The immunity of oysters, as for all invertebrates, is based on an innate immune system that has long been considered to be scarcely specific and to lack memory. However, in recent years this simplistic view has been questioned through studies that have demonstrated the existence of a specific immune response and memory. However, knowledge about the mechanisms underlying these phenomena still remains extremely fragmentary. The aim of this thesis was to characterize the antiviral immune priming and its mechanisms in the oyster against OsHV-1. By stimulating oysters with a viral mimic, poly(I:C), we have shown that this molecule specifically protects against OsHV-1 in controlled environment and in natural environment, protecting oysters from mass mortality events on the long term (min. 5 months) by improving oyster survival by almost 100% but does not protect against bacterial infection. A RNA-seq approach carried out during this thesis allowed us to identify different antiviral immune pathways regulated following the stimulation by poly(I:C). The regulation profiles are mostly maintained over time (at least 10 days), which could explain the observed protection. All these results show the existence of an effective antiviral immune priming phenomenon in a Lophotrochozoan and contribute to the understanding of the molecular mechanisms underlying this phenomenon. This work opens new perspectives hitherto unexplored to support oyster farming against this crisis.

L’huître creuse, Crassostrea gigas, est une espèce dont la production aquacole représente un intérêt économique tant au niveau mondial qu’aux niveaux européen et français. Cependant, cette espèce subit des mortalités estivales enregistrées dès le début du 20ème siècle et, depuis 2008, ce phénomène s’est amplifié et menace essentiellement les huîtres juvéniles. La production aquacole d’huître creuse subit les conséquences de ces mortalités massives ; c’est pourquoi ce phénomène est étudié depuis de nombreuses années. En France, la bactérie Vibrio splendidus et le virus Ostreid Herpes Virus 1 (OsHV-1) sont le plus souvent associés aux épisodes de mortalités massives d’huîtres creuses juvéniles et il a été démontré que les individus sélectionnés pour leur résistance aux mortalités estivales étaient capables de ralentir l’augmentation de la charge virale en OsHV-1 dans leurs tissus puis de la faire régresser. Ces mêmes individus présenteraient également un effort reproducteur plus modeste que des individus sélectionnés pour leur sensibilité aux mortalités estivales. Ce travail de thèse s’inscrit dans ce contexte et a donc eu pour principal objectif d’améliorer la connaissance de l’architecture génétique de la reproduction de C. gigas en identifiant des régions du génome ou QTLs (Quantitative Trait Loci) impliquées dans l’effort reproducteur et de mettre en évidence d’éventuelles relations génétiques entre survie et reproduction, des QTLs impliqués dans la survie ayant déjà été détectés. Afin de caractériser l’effort reproducteur, il a été nécessaire de développer un ensemble de nouveaux outils. D’un point de vue biologique, 21 familles F2 ont été produites à partir des lignées sélectionnées pour leur réponse contrastée aux mortalités estivales. D’un point de vue moléculaire, de nouveaux marqueurs SNP (Single Nucleotide Polymorphism) ont été développés afin d’augmenter la densité de la carte génétique déjà disponible pour C. gigas. D’un point de vue technique, l’Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) a permis d’observer la gamétogenèse de 300 individus d’une même famille F2 au cours de huit sessions réparties sur deux années alors que les études précédentes étaient limitées à une observation ponctuelle; les méthodes classiques d’observation de la gamétogenèse entrainant nécessairement la mort des animaux. Une forte corrélation a été mise en évidence entre les observations par IRM et par la méthode classique de l’histologie. En plus de l’estimation du rapport gonado-somatique (indice traditionnellement utilisé pour caractériser l’effort reproducteur), l’IRM a également permis d’observer des variations individuelles de la cinétique de la gamétogenèse ainsi que des différences entre les mâles et les femelles; le sexe étant identifiable sur les images obtenues par IRM. Parallèlement, 300 individus de deux autres familles F2 ont été sacrifiés pour estimer le rapport gonado-somatique par histologie. Cette approche a ainsi permis de détecter des QTLs impliqués dans de nombreux traits concernant la gamétogenèse. Des individus provenant des trois familles F2 caractérisés pour l’effort reproducteur ont été caractérisés pour la survie à un épisode de mortalités estivales. Cette étude a permis de détecter des QTLs impliqués dans le caractère « survie ». Ces QTLs correspondent, pour certains, à ceux détectés au cours d’une étude précédente. De plus, ces QTLs sont parfois colocalisés avec des QTLs impliqués dans l’effort reproducteur. Bien que la reproduction de l’huître creuse soit un caractère complexe à suivre, les nouveaux outils utilisés au cours de ce travail de thèse ont permis d’acquérir de nouvelles connaissances. Le séquençage du génome complet de Crassostrea gigas ainsi que les nouvelles méthodes de séquençage pourront peut-être permettre d’affiner les régions QTLs détectées. / The Pacific oyster, Crassostrea gigas, is a major aquacultured species whose production represents an economic interest at worldwide, european and french levels. However, this species undergoes summer mortalities recorded from the beginning of the 20th century and, since 2008, this phenomenon increased and threatens mainly juvenile oysters. Aquaculture production of oysters suffers consequences of mass mortalities, that’s why this phenomenon has been studied for many years. In France, the bacterium Vibrio splendidus and the Ostreid virus Herpes Virus 1 (OsHV-1) are often associated with mass mortality outbreaks of juveniles oysters and it was demonstrated that selected individuals for resistance to summer mortality were able to slow the increasing in viral load OsHV-1 in their tissues and then to decline it. These same individuals also present a lighter reproductive effort than individuals selected for their sensitivity to summer mortality. In this context, this study aimed to improve the knowledge of genetic architecture of reproduction of C. gigas by identifying some regions of the genome called QTLs (Quantitative Trait Loci) involved in reproductive effort and highlighting possible genetic relationships between reproduction and survival; QTLs involved in survival being already detected. To characterize the reproductive effort, it was necessary to develop a set of new tools. From a biological point of view, 21 F2 families were produced from lines selected for their contrasting response to summer mortality. From a molecular point of view, new SNPs (Single NucleotidePolymorphism) were developed to increase density of the genetic map already available for C. gigas. On a technical point of view, Magnetic Resonance Imaging (MRI) allowed to observe the gametogenesis of 300 individuals of the same family F2 during eight sessions over two years while previous studies were limited to a one-time observation because of the conventional methods of observation of gametogenesis leading necessarily to the death of the animals. A strong correlation was found between observations by MRI and observations by the conventional method of histology. In addition to the estimation of gonadic index (index traditionally used to characterize there productive effort), MRI also revealed individual variations in kinetics of gametogenesis and differences between males and females, the sex being identifiable on MRI images. In parallel, 300 individuals from two F2 families were sacrificed to estimate the gonadic index by histology. This approach enabled the detection of QTLs involved in many gametogenesis traits. Individuals from the three families characterized for F2 reproductive effort were characterized for survival during a summer mortality outbreak. This study was able to detect QTLs involved in the trait "survival". These QTLs correspond to some of those detected in a previous study. In addition, these QTLs are often collocated with QTLs involved in reproductive effort. Although there production of the Pacific oyster is a complex trait to follow, the new tools used in this thesis allowed acquiring new knowledges. The sequencing of genome of Crassostrea gigas and Next-Generation Sequencing technologies may be able to help to refine the detected QTL regions.