L'impact de la nutrition sur l'immunité intestinale de la truite arc-en-ciel est encore mal connu. C'est pourquoi cette thèse avait pour objectifs de mieux caractériser son système immunitaire intestinal et d'évaluer les possibilités de modulation de la réponse immune intestinale par l'ajout de nucléotides libres dans son alimentation. Nos résultats indiquent que les phagocytes intestinaux présentent une activité de phagocytose plus faible que ceux du rein antérieur. La cytotoxicité naturelle mesurée au niveau intestinal est deux fois plus élevée que celle du rein antérieur et cette observation est corrélée à une augmentation du transcrit codant NKEF (Natural Killer Enhancement Factor). Nous avons également montré que les lymphocytes intestinaux ne répondent pas à une stimulation mitogénique in vitro et que ceci n'est pas due à l'apoptose des cellules. Une forte expression des transcrits codant CD8a et CD3 a été détectée dans les leucocytes intestinaux, ce qui suggère une importante proportion de lymphocytes T exprimant la forme homodimérique aa de CD8 dans ce tissu. Enfin, nous avons montré que l'ajout de nucléotides libres à l'alimentation de truites saines stimule la prolifération spontanée ainsi que la phagocytose des leucocytes intestinaux in vitro. Par contre, aucune modulation de la cytotoxicité naturelle ou de l'expression des transcrits codant les marqueurs spécifiques des lymphocytes T et B et les cytokines inflammatoires n'a été observée. Il serait à présent intéressant de renouveler ces essais en utilisant des poissons infectés afin de pouvoir observer l'effet des nucléotides sur la réponse inflammatoire et sur la réponse spécifique / The impact of nutrition on rainbow trout intestinal immunity, a farmed fish with high economic value, remains unclear. Consequently, the objectives of this thesis were to better characterize the intestinal immune system of that fish and to determine if it is possible to modulate its intestinal immune response by dietary free nucleotides. Our results show that intestinal phagocytes are less activated by yeast cells but when they are activated they can ingest as many yeast cells as their head kidney (HK) counterparts. We noted that the natural cytotoxic activity of intestinal leukocytes is twice higher than the one of HK leukocytes. This natural cytotoxic activity is correlated with an increase of transcripts encoding the natural killer enhancement factor (NKEF). Intestinal leukocytes did not respond to an in vitro mitogenic stimulation. This lack of response is not due to apoptosis. We also observed a high expression of CD8a and CD3 transcripts in gut leukocytes, suggesting that the intestine could contain a high proportion of T cells expressing the aa homodimeric form of CD8. Finally, we observed that dietary free nucleotides stimulate the spontaneous proliferation and the phagocytic activity of intestinal leucocytes in vitro. However, they did not modulate natural cytotoxicity activity nor did they affect the amounts of transcripts encoding specific markers of T and B lymphocytes and inflammatory cytokines. In the future, it will be interesting to repeat these experiments using infected fish in order to study the effect of nucleotides on the inflammatory and specific immune responses

Cette thèse a pour but de déterminer les espèces séléniées (spéciation) issues du métabolisme du poisson (truite) suite à l’enrichissement en sélénium, organique ou inorganique, des aliments piscicoles. Ces informations, complémentaires à celles utilisées en nutrition, sont nécessaires pour juger de la nécessité et de l’adéquation d’une supplémentation en sélénium des aliments végétaux afin de garantir les fonctions biologiques dépendantes de Se, ainsi que la qualité nutritionnelle des poissons. δa capacité équivalente d’un apport en sélénium inorganique ou organique à relever les niveaux de sélénoprotéines en cas de carence a ainsi été mise en évidence, ce qui diffère des conclusions habituellement obtenues sur la base de mesures du sélénium total. δ’utilisation de traceurs mono-spécifiques et mono-isotopiqueslors de la préparation d’échantillons (sang/plasma de truite) a montré l’existence de réactions co-précipitation et/ou d’interactions entre analytes séléniés et protéines démontrant l’attention particulière qui doit être portée à l’étape de préparation d’échantillon. / This PhD aims at the determination of selenium species (speciation) of fish metabolism after inorganic or organic selenium enrichment of aquaculture feeds. This information, complementary to the one obtained in the nutrition field, is necessary to assess the requirement and the suitability of the selenium supplementation of plant based feed in order toensure selenium dependent biological functions, as well as the nutritional quality of fish. The equivalent ability of inorganic and organic selenium to raise selenoproteins levels in case of deficiency was revealed, which differs with conclusion usually obtained based on total selenium measurements. The use of monospecific and monoisotopic tracers during sample preparation (trout plasma/blood) showed the existence of co-precipitation reactions and interactions between selenized analytes and proteins demonstrating thus that attention has to be paid to the sample preparation step.

Très peu de données sont aujourd’hui disponibles sur le rôle des nutriments et de leurs interactions in vivo dans la régulation de l’autophagie. L'objectif principal de cette thèse était donc d’étudier l’effet de la qualité nutritionnelle de l’aliment sur le contrôle de cette fonction cellulaire. Une première étude a permis de montrer que les différents ratios en protéines et en glucides influencent significativement les mécanismes de contrôle de l’autophagie dans le muscle de truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss). Ces résultats ont été renforcés par une étude sur culture primaire de myoblaste de truite montrant que l’addition d’acides aminés dans le milieu de culture inhibe l’autophagie alors que le glucose à un effet inverse (article 1). Une seconde étude a porté sur la fraction protéique de l’aliment et notamment sur la teneur en méthionine, dont le niveau est trop faible dans les aliments pour poissons à base de végétaux. Les résultats obtenus indiquent que la machinerie autophagosomale mais également les principaux facteurs du renouvellement des protéines musculaires sont sensible aux variations de la teneur en méthionine de l’aliment et que la réponse qui en résulte peut fortement affecter la croissance (article 2). L’ensemble des données obtenues dans les deux premières études reposaient sur la mesure du taux d’un marqueur de l’autophagie (LC3-II) qui est à la fois produite et dégradée au cours du processus (flux) autophagique. Ainsi, dans l’optique de préciser les résultats obtenus dans les deux premiers articles, une troisième étude a été effectuée afin de déterminer s’il est possible de bloquer le flux autophagique dans le muscle de truite par l’emploi de différents agents pharmacologiques (inhibiteurs du flux autophagique). Il s’agissait également de déterminer les limites de l’utilisation de tels inhibiteurs chez cette espèce. Les essais effectués n’ont pas permis de mesurer le flux autophagique dans le muscle. En revanche, l’injection intrapéritonéale de colchicine a bien bloqué le flux autophagique dans le foie, ouvrant ainsi un nouveau champ d’investigations sur le rôle de l’autophagie dans le métabolisme intermédiaire. En conclusion, l’ensemble de ces travaux montre que l’autophagie n’est pas uniquement sensible à l’état nutritionnel (jeûne/nourris) mais également à la nature des aliments consommés. Outre leurs intérêts agronomique et thérapeutique, ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives pour une meilleure compréhension des mécanismes d’action de l’autophagie au niveau cellulaire et métabolique mais également de son rôle dans l’adaptation des espèces au cours l’évolution. / Few data has been published on the role of nutrients and their interactions in vivo in the regulation of autophagy. The main objective of this thesis was therefore to characterize the response of the autophagic/lysosomal pathway to the macronutrients composition of the diets. The first study showed that different ratio of proteins and carbohydrates in the diet significantly affect the controls of autophagy in the muscle of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). These results were strengthened by study on primary culture of trout myoblasts showing that the addition of amino acids in cell culture medium inhibited the formation of autophagosomes, whereas the addition of glucose had an opposite effect (paper 1). A second study focused on the protein fraction of the diet and specifically on the content of methionine, whose the levels are low in fish feed plant-based diets. The obtained results showed that both autophagy machinery and the main factors of muscle protein turnover are significantly sensitive to change in dietary methionine levels and the resulting response may strongly affect growth and feed utilization (paper 2). The data obtained in these two first studies were based on measuring the level of autophagy marker (LC3-II), which is both produced and degraded during autophagic (flux) process. Thus, in view to clarify the results obtained in the two first studies, we conducted a third study to determine whether it is possible to block the autophagic flux in trout muscle by using different lysosomotropic agents (autophagic flux inhibitors). The objective was also to determine the limits of autophagic flux inhibitors utilisation in vivo. Different tests failed to measure autophagic flux in the muscle of rainbow trout. In contrast, intraperitoneal injection of colchicine blocked the autophagic flux in the liver. This study allowed us to investigate the function of autophagy in the intermediary metabolism. In conclusion, these studies show that autophagy is not only sensitive to the nutritional status (fasting/fed) but also to the nature of the consumed diets. In addition to their therapeutic and agricultural interests, these results open new perspectives to better understand the mechanisms of autophagy at metabolic and cellular level but also its role in the adaptation of species during evolution.

Les substances poly- et per-fluorées (PFAS), exclusivement d’origine anthropique, sont de nos jours largement utilisées dans diverses applications industrielles et domestiques. La synthèse des PFAS engendre leurs rejets dans l’environnement, où ces composés se retrouvent aussi bien dans l’atmosphère que dans les milieux terrestres et aquatiques. Les études de distribution environnementale, relativement récentes, ont montré la bioaccumulation de certains PFAS chez les vertébrés aquatiques. La toxicocinétique (TK) des PFAS est particulière en raison de leurs propriétés physico-chimiques. Même si les études de TK de ces composés sont de plus en plus nombreuses, quelques verrous mécanistiques restent encore à lever chez les vertébrés aquatiques, notamment concernant les processus d’absorption, de distribution et d’élimination. Dans l’optique d’améliorer ces connaissances, un modèle toxicocinétique à base physiologique (PBTK) a été développé pour décrire le devenir de trois PFAS appartenant à la famille des perfluoroalkyles : le perfluorooctane sulfonate (PFOS), le perfluorohexane sulfonate (PFHxS) et l’acide perfluorononanoïque (PFNA). Ce modèle PBTK s’appuie sur les paramètres physiologiques de la truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss) et a permis de tester plusieurs hypothèses mécanistiques de la bioaccumulation des PFAS, utile à l’évaluation du risque engendré par l’exposition à ces substances. La croissance et la température de l’eau, facteurs clés dans la TK des poïkilothermes, ont également été intégrées dans le modèle. Les trois expériences d’exposition aux PFOS, PFHxS et PFNA par voie alimentaire à différentes températures (7°C, 11°C et 19°C) réalisées au cours de cette thèse ont permis (i) de mesurer les concentrations dans les organes d’intérêt et (ii) de calibrer et évaluer les prédictions du modèle / Poly- and per-fluorinated substances (PFAS), exclusively derived from anthropogenic activity, are nowadays widely used for industrial and domestic purposes. During their synthesis, PFAS are released in the atmosphere as well as in aquatic and terrestrial compartments. Environmental distribution studies are relatively recent and have shown the bioaccumulation of some PFAS in aquatic vertebrates. Physico-chemical properties of PFAS lead to a specific toxicokinetic (TK) profile. Although TK studies on these compounds are becoming more and more abundant, some mechanistic challenges still need to be solved for aquatic vertebrates, particularly for absorption, distribution and elimination processes. In order to improve this knowledge, a physiologically based toxicokinetic (PBTK) model has been developed to describe the fate of three PFAS belonging to the perfluoroalkyl family: perfluorooctane sulfonate (PFOS), perfluorohexane sulfonate (PFHxS) and perfluoronanoic acid (PFNA). This PBTK model was parametrized with rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) physiological parameters. Next, it was used to test several mechanistic hypotheses about PFAS bioaccumulation, useful for improving the risk assessment of these chemicals. Fish growth and water temperature are key factors in the TK for poikilotherms. So, they have been integrated in the model. Three experiments of dietary exposure to PFOS, PFHxS and PFNA at different temperatures (7°C, 11°C and 19°C) have been performed. They allowed (i) to measure concentrations in organs of interest and (ii) to calibrate and evaluate the model predictions

Les salmonidés sont des poissons territoriaux en rivière, soumis à une compétition intense pour l'habitat et la ressource trophique dès les plus jeunes stades. Ces interactions exercent une influence sur la mortalité, la migration et la croissance, avec des intensités variables en fonction de l'ontogénie et des facteurs environnementaux. En Suisse, la truite Salmo trutta L. est l'espèce la plus prisée par les pêcheurs amateurs. La majeure partie des populations fait l'objet de rempoissonnements à partir de juvéniles " estivaux " relâchés au cours de leur premier été. L'élevage en pisciculture peut avoir des effets néfastes sur la diversité génétique et la fitness des poissons introduits dans le milieu naturel. En outre, ces individus sont susceptibles d'affecter la dynamique des populations sauvages. Certains comportements (agressivité, comportement anti-prédateur) ont été étudiés en milieu contrôlé, mais les conséquences ont rarement été mesurées en milieu naturel. Ce travail de thèse vise à évaluer l'intensité des mécanismes biotiques ou densité-dépendants entre des truites sauvages et introduites sur la base d'expérimentations en rivière. Les interactions biotiques ont d'abord été décrites au stade juvénile dans une population naturelle résidente. Puis, des expérimentations ont été menées en milieu contrôlé et in situ pour évaluer l'efficacité et les limites de deux méthodes de marquages utilisables sur des jeunes stades de truites : un marquage fluorescent à détection externe utilisant la calcéine et un marquage individuel par implantation de PIT tag. Ces techniques ont été employées pour évaluer les effets de la densité et de la taille des poissons introduits sur les juvéniles sauvages, à partir d'investigations conduites in situ dans trois rivières contrastées. Enfin, les résultats des différentes expériences de marquage-recaptures ont été utilisés pour modéliser la mortalité apparente des poissons introduits comparativement aux poissons sauvages, et rechercher les facteurs environnementaux susceptibles d'expliquer la variabilité observée. Les résultats montrent l'importance de la régulation densité-dépendante sur la survie apparente (ou taux de changement) et sur la taille des poissons sauvages, ainsi que les interactions entre la densité et les facteurs environnementaux, en particulier le débit. Dans les cours d'eau soumis à repeuplement, la survie des poissons sauvages est généralement bien supérieure à celle des poissons introduits, excepté dans le cours d'eau à faible pente. L'augmentation de la densité introduite n'influence pas directement la survie des poissons introduits ni celle des poissons sauvages, mais peut augmenter la dévalaison des individus des deux origines. En agglomérant les données de marquage-recaptures collectées dans sept rivières, les résultats indiquent une augmentation de la mortalité apparente initiale (dans les premiers jours suivant l'alevinage) des juvéniles introduits en fonction de la densité repeuplée et de la largeur du cours d'eau. Les caractéristiques morphologiques des cours d'eau influencent également la surmortalité apparente des poissons introduits sur le long terme. Ces résultats doivent être confirmés sur la base d'expérimentations de marquage-recaptures couplés à des relevés environnementaux détaillés.

Les salmonidés sont des poissons territoriaux en rivière, soumis à une compétition intense pour l'habitat et la ressource trophique dès les plus jeunes stades. Ces interactions exercent une influence sur la mortalité, la migration et la croissance, avec des intensités variables en fonction de l'ontogénie et des facteurs environnementaux. En Suisse, la truite Salmo trutta L. est l'espèce la plus prisée par les pêcheurs amateurs. La majeure partie des populations fait l'objet de rempoissonnements à partir de juvéniles « estivaux », relâchés au cours de leur premier été. L'élevage en pisciculture de ces individus issus de géniteurs captifs, peut avoir des effets néfastes sur la diversité génétique des populations ainsi que sur la fitness des poissons introduits et celle de leurs descendants. En outre, ces individus sont susceptibles d'affecter la dynamique des populations natives. Certains comportements (agressivité, comportement anti-prédateur ont déjà été analysés en milieu contrôlé, mais les conséquences ont rarement été mesurées précisément en milieu naturel.Ce travail de thèse consiste à évaluer l'intensité des mécanismes biotiques ou densité-dépendants entre poissons natifs et poissons introduits sur la base d'expérimentations en rivière. Les interactions biotiques ont d'abord été décrites au stade juvénile dans une population naturelle résidente. Puis, des expérimentations ont été menées en milieu contrôlé et in situ pour évaluer l'efficacité et les limites de deux méthodes de marquages utilisables sur des jeunes stades de truites : l'implantation de PIT tag et un marquage fluorescent à détection externe utilisant la calcéine. Ces techniques ont été employées pour évaluer les effets de la densité et de la taille des poissons introduits sur les juvéniles sauvages, à partir d'investigations conduites in situ dans trois rivières contrastées. Enfin, les résultats des différentes expériences de marquage-recaptures ont été utilisés pour modéliser la mortalité des poissons introduits, comparativement aux poissons natifs, et rechercher les facteurs environnementaux déterminant la survie.Les résultats montrent l'importance de la régulation densité-dépendante sur la survie apparente (ou taux de recapture) et la croissance des poissons natifs, et les interactions de ces mécanismes avec les facteurs environnementaux, en particulier le débit. Dans les cours d'eau soumis à repeuplement, la survie des poissons natifs est généralement bien supérieure à celle des poissons introduits, excepté dans le cours d'eau à faible pente. La densité introduite n'influence pas directement la survie des poissons introduits et des poissons natifs, mais peut augmenter la dévalaison des individus des deux origines. En agglomérant les données de survie apparente collectées dans les sept rivières de cette étude, les résultats indiquent une augmentation de la mortalité initiale des juvéniles introduits en fonction de la densité. Les caractéristiques morphologiques des cours d'eau influencent à la fois la mortalité initiale et la surmortalité des poissons introduits sur le long terme. Ces résultats doivent être confirmés sur la base d'expérimentations de marquages-recaptures couplés à des relevés environnementaux détaillés. / Stream-dwelling salmonids are territorial; from early-life stages they undergo intense competition for habitat and food. These interactions may affect mortality, migration and growth, at variable intensities in function of ontogeny and environmental factors. In Switzerland, brown trout Salmo trutta L. is the most favoured species by anglers. Most of the populations are subjected to stocking of juveniles, released during their first summer (“summerlings”). The rearing in hatcheries of these individuals, which are the progeny of captive broodstock, can have deleterious effects on the genetic diversity of the populations as well as on the fitness of the introduced fish and their offspring. In addition, these individuals are bound to affect the native population dynamics. Some behaviours (aggression and predator avoidance) have already been studied under controlled conditions, but the consequences have rarely been accurately measured in a natural environment.This thesis aimed to evaluate the intensity of the biotic, i.e. density-dependant, mechanisms between wild and stocked fish through a series of experiments in various rivers. The biotic interactions at the juvenile stage were first described in a natural resident population. Thereafter a series of experiments were carried out in controlled and natural environments to evaluate the efficiency and limitations of two marking techniques suitable for young trout: the implantation of a PIT tag and an externally detectable fluorescent marker using calcein. Both techniques were used to evaluate the effects of density and size of the stocked fish on the wild juveniles, through in situ investigations in three contrasted rivers. Finally the results of the various marking-recapture experiments were used to model the mortality of stocked versus wild fish, and to find the environmental factors that define survival.The results show the importance of the density-dependant regulation on the apparent survival, i.e. recapture rate, and the growth of wild fish, as well as the interactions of these mechanisms with environmental factors, especially water flow. In the rivers subjected to stocking, survival of the native fish is usually much greater than for introduced fish, except in the river with low slope. The stocked density does not influence directly the survival of both stocked and wild fish, but can increase the downstream movement of individuals of both origins. By combining apparent survival data collected from seven streams in this study, results show a density-dependent effect on the initial mortality of stocked juveniles. The morphological characteristics of the rivers influence both initial mortality and delayed over-mortality of the stocked fish. These results must be corroborated through supplementary marking-recapture experiments coupled with detailed environmental records.

Parmi les œufs de poisson, qui sont une ressource aquatique nutritionnelle intéressante, ceux de la truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss) contiennent une quantité élevée de protéines et une huile riche en acides gras polyinsaturés (AGPI), avec une proportion très importante de phospholipides. Cependant, l’œuf de poisson présente une capacité élevée d’auto-protection contre les contraintes extérieures, qui limite la destructuration de son réseau protéique par attaque enzymatique. Ainsi, le degré d’hydrolyse des œufs de la truite l’Alcalase®, la Neutrase® et la Protamex® varie entre 3 et 7 %, ce qui est très faible (20 % dans la majorité des protéines animales). L’extraction des lipides après protéolyse partielle est incomplète, probablement en raison d’interactions fortes avec les protéines faiblement hydrolysées. Ils contiennent une teneur élevée en phospholipides (53 % des lipides totaux) et les acides gras polyinsaturés entrent pour 42 % des acides gras totaux. Les AGPI, notamment le DHA, sont situés préférentiellement en position sn-2 sur la molécule de glycérol ce qui est particulièrement intéressant du point de vue nutritionnel. La stabilité à l’oxydation de l’huile a été étudiée par diverses méthodes, dont la spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier. Cette méthode s’est avérée extrêmement intéressante pour une analyse structurale de la dégradation de l’huile en cours d’oxydation. Il peut être conclu que les lipides tirés des œufs de la truite arc-en-ciel ou de poisson en général, ont un réel avenir en matière de complément alimentaire ou nutraceutique, à condition de lever l’obstacle de l’hydrolyse enzymatique des protéines du chorion et du vitellus / Fish eggs, especially those of the rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) in the present study, are an interesting nutritional aquatic source. They contain proteins of high value, as well as an oil rich in polyunsaturated fatty acids (PUFA) with a large percentage of phospholipids. However, they exhibit a high auto-protection capacity against environmental constraints and thus, the degree of hydrolysis of rainbow trout eggs by Alcalase®, Neutrase® and Protamex® proteases varied solely within 3-7 %. This value was low compared with the 20 % obtained in most animal proteins. The phospholipid content was high (53 % of total lipids) and PUFA accounted for 42 % of total fatty acids. Among PUFA, DHA was found preferably at the sn-2 position of the glycerol backbone, which is of special interest about nutritional properties. The oil release by enzymatic hydrolysis was found limited compared with chemical methods, probably because of the strong interactions engaged with the incomplete destructured protein network. The oxidative stability of the oil was studied through several methods in which the infrared Fourier transform appeared as the best tool for structural analysis along the oxidation process. As a conclusion, lipids from fish eggs, especially from rainbow trout, could be a nutritional breakthrough, as far the enzymatic hydrolysis of the vitellus and of the chorion proteins is achieved

La santé des cheptels et la maîtrise des maladies est un enjeu majeur de compétitivité des élevages et de durabilité des filières. Les maladies d'origine bactérienne sont responsables de pertes économiques importantes en pisciculture. La bactérie Flavobacterium psychrophilum, qui touche l’ensemble des salmonidés et plus particulièrement la truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss),est très largement distribuée dans le monde et en France. En l'absence de vaccin commercial efficace, la maladie est jusqu’à présent systématiquement combattue à l'aide de traitements antibiotiques. Dans un contexte d’antibiorésistance croissante, il est nécessaire de trouver d’autres moyens de lutte et la sélection d'animaux naturellement plus résistants constitue une priorité pour la filière trutticole française. Si le caractère héritable de la résistance à la maladie est bien démontré chez la truite, une meilleure connaissance de ses différentes composantes et des déterminismes génétiques sous-jacents est nécessaire pour optimiser les modalités d’introduction de la résistance dans les objectifs des schémas de sélection conduits par les entreprises françaises.Dans ce contexte, l’objectif de cette thèse est d’étudier le déterminisme génétique de différentes composantes de la réponse à l’infection par F. psychrophilum par une approche de cartographie de QTL (quantitative trait locus) ; puis d’évaluer dans quelle mesure ces déterminismes dépendent des protocoles infectieux utilisés pour tester la résistance.Pour ce faire, nous avons combiné les résultats obtenus avec des infections expérimentales par injection et balnéation et une infection naturelleEn utilisant, d’une part des croisements expérimentaux entre lignées isogéniques à la résistance contrastée et d’autre part, avec une lignée commerciale élevée dans une entreprise de sélection française.Nous mettons en évidence que la réponse de la truite arc-en-ciel à l’infection par F. psychrophilum est un caractère complexe, contrôlé par un grand nombre de QTL d’effet modéré et en interaction. Nos résultats suggèrent également que les différentes composantes de la réponse à l’infection (résistance, endurance, résilience, portage) sont en partie contrôlées par des déterminants génétiques différents, et que certains mécanismes de défense contre l’infection par F. psychrophilum dépendent de la voie d’infection (infection par balnéation ou par injection). Cette étude ouvre la voie à une meilleure compréhension des mécanismes immunitaires sous-jacents à la réponse de la truite arc-en-ciel à l’infection par F. psychrophilum, et constitue une première étape vers la mise en place de la sélection génomique pour la résistance à F. psychrophilum dans les populations de truites françaises. / Health management and disease control are of both major economic and environmental concerns for animal production systems. Bacterial diseases are responsible for important economic losses in fish farming. Flavobacterium psychrophilum, the causative agent of bacterial cold water disease (BCWD), affects particularly rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) and is found worldwide where salmonids are raised. As no commercial vaccine is available at the moment, the only way to fight BCWD remains through the use of antibiotic treatments. In a context of growing antibiotic resistance threat, additional methods to tackle fish disease are highly needed. Improving the natural host defense mechanisms against infectious pathogens through selective breeding is one of the priorities for French trout farmers. Moderate heritabilities were estimated for resistance against BCWD, indicating that selective breeding is a promising approach to improve trout defense mechanisms against F. psychrophilum. In order to implement disease resistance in French breeding schemes, we need to better understand the genetic determinism of this trait.In this context, the objective of this PhD is to study genetic determinism of different components of trout response to different infection protocols with F. psychrophilum using a QTL (Quantitative Trait Loci) mapping approach.To do so we used three experimental crosses between isogenic lines of trout with contrasting susceptibility. Finally, a study on a commercial line under selection in a French breeding company was performed after a natural disease outbreak to validate the interest of QTL previously detected.In this study, we showed that an important number of interacting QTL controls rainbow trout response to infection with F. psychrophilum. Our results suggest that different components of response to infection (resistance, endurance, resilience, bacterial load) might be controlled by different genetic determinisms. We also showed that different infection protocols trigger different immune mechanisms that may be specific to the route of entry of the pathogen. This study paves the way toward a better understanding of underlying immune mechanisms of rainbow trout response to F. psychrophilum. Finally, this study is the first step toward implementing genomic selection of resistance to BCWD in French rainbow trout population.

Le phosphore (P) est un nutriment essentiel aux poissons. Il importe d'établir leurs véritables besoins afin de réduire les rejets de P dans les effluents aquacoles. Les besoins nutritionnels (BN) sont estimés avec des indicateurs plus ou moins sensibles et précis (croissance, P sanguin, P non fécal, P osseux). Le régulateur majeur de l'expression des gènes impliqués dans le métabolisme du P chez la truite arc-en-ciel est la concentration du P alimentaire. Peut-être existe-t-il des gènes P-répondants plus sensibles et précis pour estimer les BN ? Le projet vise à étudier l'interaction entre les régimes variant en P et les gènes P-répondants en combinant l'hybridation soustractive suppressive (SSH) et les puces ADNc. Chez le rein de la truite, 54 gènes candidats P-répondants ont été identifiés après 7 semaines d'un régime P-carencé (réactions immunitaires, réponse au stress oxydatif, enzymes, protéines ribosomales et gènes impliqués directement ou indirectement dans le métabolisme du P). Les puces ADNc ont donc un grand potentiel pour identifier les gènes P-répondants. / Phosphorus (P) is an essential nutrient for fish. It is important to establish their true nutritional needs to reduce P discharge in effluent water. The minimum dietary requirement is usually estimated with more or less sensitive and precise indicators (growth, P nonfecal excretion, blood P and bone P levels). Dietary P is the major regulator of genes expression involved in P metabolism in rainbow trout. Maybe there are more sensitive, fast and precise dietary P-responsive genes to estimate the dietary requirement? This project aims at studying the interaction between the diets varying in P and the P-responsive genes by combining subtractive suppressive hybridization (SSH) with cDNA microarray analysis. In trout kidney, 54 putative P-responsive genes was identified after 7 weeks of P-deficient diet (immune reactions, respond to the oxidative stress, enzymes, ribosomal proteins and genes involved directly or indirectly in P metabolism). The cDNA microarray techniques are a method with enormous potential to identify P-responsive genes.

Le Morvan et les Cévennes sont des massifs protégés pour leur paysage et leur biodiversité exceptionnels. Cependant dès la Protohistoire, ces régions réputées pour la qualité de leur environnement ont été le lieu d’activités minières et métallurgiques. Les effets de telles activités peuvent être rémanents sur les écosystèmes, il est donc important dans un premier temps de les localiser, puis de quantifier leur impact sur la faune et la flore. Le présent travail propose une démarche pluridisciplinaire alliant archéologie, géochimie, écologie et écotoxicologie. L’application de méthodes statistiques empruntées à la prospection minière a permis de dresser des cartes de potentiel minier, supposées guider l’archéologue dans ses recherches de terrain. Des cartes de distribution spatiale des éléments traces métalliques ont été construites sur six sites (trois dans chaque parc). La biodisponibilité des éléments traces métalliques a été estimée sur des mulots, des truites et des bryophytes. Bien que la plupart de ces éléments semblent appartenir à la fraction non-extractible des sols, la part biodisponible restante peut être détectée dans des bioindicateurs. Une relation négative entre les indices de condition et la concentration en plomb dans les animaux, et dans certains cas une plus grande instabilité de développement a été trouvée, suggérant la présence d’effets délétères sur les organismes. L’impact des anciens sites miniers et métallurgiques est donc toujours décelable dans les écosystèmes actuels. Ces sites doivent être surveillés, notamment au sein des zones protégées supposées à tort comme éloignées de toutes contaminations anthropiques. / The Morvan and the Cevennes Massifs are nowadays protected for their outstanding landscape and biodiversity. However since Prehistory, these regions experienced mining and smelting activities. Because of remnant properties, locating these ancient sites is capital and then impact on fauna and flora must be estimated. This present work is based in on a pluridisciplinary approach combining archeology, geochemistry, ecology and ecotoxicology. Statistical methods, from modern prospection technique, have been applied in order to delineate geochemical anomalies, potentially due to mining exploitation and thus facilitate the archeological prospection. Spatial distribution maps of trace metals were built on six sites (three in each park). Biodisponibility was assessed thanks to the analyses of wood mice, trout and bryophytes. Even if it seems that most of these elements belong to the non-extractible fraction of soil, the remaining bioavailable trace metals can be detected in the bioindicators. A negative relationship between Pb concentrations in animals and their body condition indices was found, and in some cases developmental instability was higher, suggesting deleterious effect on current wildlife. As a consequence, the impact of past mining and smelting works is still traceable in ecosystems. For this reason, these sites should be monitored, particularly in protected areas thought to be relatively free of anthropogenic contamination.