Projets de recherches

Le laboratoire Physiologie des Invertébrés (LPI) est un partenaire de l’unité UMR 6539 "LEMAR", qui rassemble aujourd'hui l'UBO, le CNRS, l'IRD et l’Ifremer. Le LPI est situé sur deux sites en Bretagne: le centre Ifremer à Plouzané et la Station expérimentale à Argenton-Landunvez.
Notre laboratoire réalise des études sur la physiologie et écophysiologie des mollusques bivalves marins en fonction de leur environnement biotique (le phytoplancton, principale source de nourriture mais aussi des toxines; pathogènes, non pathogènes et des bactéries probiotiques) et abiotiques (température, hypoxie, ). Ces études sont souvent liés à l'importance aquacole des espèces étudiées: huîtres creuses, huîtres plates, coquills Saint Jacques, palourdes. Les principaux domaines de recherche du laboratoire sont les suivants: i) la bioénergétique et les effets environnementaux; ii) le contrôle des phases précoces; iii) l'optimisation de la culture du phytoplancton; iv) la microflore associée à bivalves marins; v) la croissance des mécanismes moléculaires qui sous-tend, la reproduction et signaux de survie et vi) de lipides et de protéines chez les bivalves marins.
Plusieurs projets sont en cours au sein du laboratoire :

« OxyGenes » ( Gis Europôle mer) : Analyse transcriptionnelle et fonctionnelle de l’impact de la reproduction sur les équilibres énergétique et oxydatif de l’huître creuse Crassostrea gigas 
Les recherches menées en génétique et en physiologie de l'huître creuse Crassostrea gigas ont récemment souligné le rôle majeur de la reproduction pour la survie chez cette espèce. Un effort reproducteur accru peut engendrer des modifications des métabolismes énergétique et oxydatif à l’origine de mortalités différentielles qui ont été observées entre des lignées sélectionnées pour leurs résistance (‘R’) ou sensibilité (‘S’) aux mortalités estivales. Forts des avancées récentes concernant le transcriptome de l'huître, ce projet a pour vocation d’étudier les variations d'expression de gènes et de fonctions protéiques spécifiquement liés aux métabolismes oxydatif et énergétique en lien avec la gamétogenèse.
Ce travail est réalisé en collaboration avec le laboratoire LEMAR de l’Institut universitaire de Sciences de la mer (IUEM).
Contact : Pierre Boudry 02 98 22 44 02

« Gamétogènes » ( ANR Génomique) : « Génomique de la gamétogénèse chez l’huître creuse Crassostrea gigas »
Résumé : Ce projet vise à améliorer les connaissances sur les bases physiologiques et génétiques de la reproduction et des métabolismes associés chez un mollusque d’importance économique l’huître creuse, Crassostrea gigas. La grande fécondité des huîtres qui produisent leurs semences en abondance et les relâchent dans un environnement hostile, est perçue comme une réponse évolutive à une intense et imprévisible mortalité au cours des premiers stades de développement. L’évolution a façonné la physiologie de cette espèce pour optimiser sa contribution à la reproduction. En conséquence, la gamétogenèse a un impact majeur sur de nombreuses fonctions physiologiques à l’origine de compromis génétiques et phénotypiques entre la reproduction et la survie. La gamétogenèse est aussi un processus biologique dont le contrôle est important dans le contexte de l’aquaculture d’une espèce. Un criblage moléculaire haut débit par des techniques de transcriptomique haut débit (Puces à ADN et PCR quantitative en temps réel) a pour but d’identifier des gènes spécifiquement exprimés au cours des différents stades de développement des gonades pendant un cycle annuel de reproduction. Ceci permettra de définir des marqueurs pertinents de l’investissement reproducteur et également des processus génétiques du déterminisme du sexe chez une espèce hermaphrodite à protandrie irrégulière. L’étude du caractère quantitatif de l’allocation à la reproduction sera approchée par la recherche de QTL (quantitative trait loci), c’est-à-dire des zones du génome (balisées par des marqueurs) liées à ce caractère. Avec la perspective d’associer les données génétiques et phénotypiques, quelques méthodologies innovantes de la post-genomique seront développées et adaptées à notre modèle marin exotique compte tenu de son appartenance au clade fort peu étudié des Lophotrocozoaires pour lequel nous ne disposons pas de cultures cellulaires. Pour explorer la fonction de certains gènes impliqués dans les processus reproducteurs, des méthodologies qui ont fait leurs preuves dans d’autres modèles animaux seront testées comme l’interference à l’ARN (RNAi), l’endocrinologie inverse ou les approches pharmacologiques. L’aboutissement de ces méthodes audacieuses devrait fournir des données uniques sur l’implication fonctionnelle de certains gènes dans la reproduction chez un Lophotrochozoaire.
Contact : Pierre Boudry 02 98 22 44 02

« Hi-Flo » (ANR Blanc) : « Base génétique et histoire de la différentiation adaptative chez les espèces marines à fort flux génique »
La génétique des populations marines tire son originalité dans la manipulation de paramètres démographiques extrêmes rarement rencontrés dans l’environnement terrestre: très grande fécondité, très grande taille des populations et dispersion à longue distance par une phase larvaire planctonique. Corrélativement, des diversités génétiques record et des différentiations génétiques spatiales très faibles sont observées chez beaucoup d’organismes marins. L’adaptation locale devrait être plus coûteuse pour les espèces marines que pour les espèces terrestres, parce que les échelles de dispersion surpassent l’hétérogénéité spatiale de l’environnement. Paradoxalement, les animaux marins ont prouvé qu’ils étaient capables de payer le coût de l’adaptation locale. Nous proposons deux hypothèses pouvant résoudre ce vieux paradoxe de l’adaptation locale en milieu marin : (i) une longue histoire de conditions hors équilibre (colonisation, expansion, fragmentation) a son importance dans l’existence et le maintien d’adaptations à l’hétérogénéité environnementale, (ii) les espèces marines sont souvent génétiquement sous-structurées par des incompatibilités endogènes cachées, des barrières génétiques, qui viennent coïncider secondairement avec des zones de changement environnemental. Les bases génétiques et l’histoire de la différentiation adaptative dans des conditions marines seront étudiées expérimentalement par des approches de génomique des populations (« scan génomique ») et par des approches théoriques, en incorporant des variables pertinentes aux modèles et en développant des prédictions théoriques
Contact : Pierre Boudry 02 98 22 44 02

« MICRO » (Interreg IV A 2 mers)
Le projet ‘MICRO’ vise à étudier l’impact des microparticules de plastiques (MP) sur la région des 2 Mers en se basant sur des approches de modélisation, des observations dans l’environnement (abiotiques pour inventorier les MP et biotiques pour évaluer l'impact) et des expériences en conditions contrôlées. Ce projet vise à faire un inventaire des types et quantité de microplastiques (MP) dans la Manche, la mer d'Iroise et la Mer du Nord (activité 1) puis d'étudier l'effet de ces MP expérimentalement sur la physiologie de plusieurs espèces marines (activité 2). L'activité 3 a pour but d'estimer les impacts socio-économiques de ces MP dans cette zone maritime. L’intervention de l’Ifremer se situe dans l'activité 2 pour mesurer et comprendre l'impact de ces MP sur la physiologie de l'huître creuse et de la sole, au niveau de leur métabolisme et de certaines grandes fonctions physiologiques dont la reproduction. Cette étude, qui couvre l’échelle d’organisation du vivant de la molécule d’ADN jusqu'à l’animal dans son environnement, va permettre de comprendre les effets de MP sur la physiologie d'espèces marines côtières notamment les perturbations engendrées au niveau de la digestion et de la reproduction de ces animaux, et d’identifier les gènes/cascades moléculaires impactés par la présence de MP.
Ce projet est coordonné par l’institut ILVO basé à Oostende. L’Ifremer et le CNRS, associées au sein de l’UMR LEMAR, en seront partenaires au côté du CEFAS (Royaume-Uni) et de la fondation Deltares (Irlande).
Contact : Arnaud Huvet 02 98 22 46 93

Enfin, plusieurs projets sont à l'origine de l'équipe de microbiologie et implique les autres équipes du laboratoire.

« Reproseed » : REsearch to improve PROduction of SEED of established and emerging bivalve species in European hatcheries. Financement européen FP7, 2010-2014.
Programme européen coordonné par le laboratoire (2010-2014) sur l’amélioration des techniques d’écloserie de bivalve pour 4 espèces, l’huître creuse (Crassostrea gigas) la coquille St Jacques (Pecten maximus), la moule (Mytilus edulis), la palourde européenne (Ruditapes decussatus). 10 partenaires- 7 pays Espagne, Italie, Portugal, Royaume Uni, Pays Bas, Norvège, France.Des études seront menées sur la reproduction, l’élevage larvaire, la métamorphose, le grossissement de naissain en alliant les améliorations techniques notamment pour diminuer les coûts (recyclage, production en masse d’algues) et des aspects plus amonts (compétence des gamètes, ontologie du système immunitaire, microflore associées…).
Contact : Jean Louis Nicolas 02 98 22 43 99
http://www.reproseed.eu/

«  VIVREM  »  (2009-2012)  ( Gis Europôle mer) 

Ce projet vise à caractériser des mécanismes moléculaires spécifiques régissant les interactions mollusques-vibrions en milieu marin en comparant trois modèles : Vibro tapetis-Ruditapes philippinarum, V. harveyi-Haliotis tuberculata et V. aestuarianus-Crassostrea gigas. Il s’articulera autour de deux axes : (1) L’identification de mécanismes de virulence spécifiques des vibrions avec le support d’une part du séquençage complet, des génomes de deux vibrions V. aestuarianus, V. tapetis et de celui d’une souche de référence de V. harveyi (ATCC BAA-1116), du séquençage de plasmides (V. harveyi, V. tapetis) et d’autre part des gènes déjà identifiés au moyen d’approches de génomique soustractive et de protéomique; (2) la recherche des mécanismes de défenses modulés spécifiquement chez l’hôte pour l ’organisme pathogène considéré, en mesurant les effets de ces pathogènes sur les hémocytes et sur l’expression de gènes impliqués dans la résistance au cours de l’infection.
Ifremer : LPI-microbiologie UBO – IUEM : LEMAR (C . Paillard, D. Moraga)
Contact : Jean Louis Nicolas 02 98 22 43 99 / Christine Paillard 

Programme de collaboration avec le Canada : 

Etude de l’influence de la microflore bactérienne associée aux algues et aux élevages larvaires de bivalves sur la survie, la croissance et l’état physiologique des larves de Pecten maximus et de C. gigas . Recherche de probiotiques actifs sur les larves de bivalves.
France Ifremer : LPI-microbio , UBO – IUEM : LEMAR (D. Moraga Canada : Université de Montréal à Rimouski. (Réjean Tremblay)
Contact : Jean Louis Nicolas 02 98 22 43 99

Les autres projets menés par l'équipe d'Argenton sont sur le site de la station expérimentale d'Argenton.