Origine et développement des cellules germinales chez l'huître creuse Crassostrea gigas : Intérêt pour le contrôle de la reproduction en écloserie

A comprehensive knowledge of Crassostrea gigas oyster reproduction processes is essential to optimize controlled reproduction in hatchery. This study aimed to determine the origin and the mechanisms of annual renewal of germ cells, still unknown in oysters, and the influence of temperature and photoperiod parameters on the regulation of the reproductive cycle. We characterized an orthologue of the vasa gene, the Oyvlg (Oyster vasa-like gene), the first germ cell specific marker isolated in molluscs. This marker was used to study C. gigas germline development. Oyster germ cells appeared specified during early development from mesentoblast 4d, as primordial germ cells (PGCs) determined by maternal cytoplasmic determinants, including Oyvlg mRNA. In adult oysters, the annual renewal of germ cells results from a proliferation of germinal stem cells (GSCs), self-renewing cells, scattered in the conjunctive tissue during the resting period. One-year experimental conditionings were realized to determine temperature and photoperiod parameter effects on oyster gametogenesis. Experimental conditionings consisted in (1) natural temperature and photoperiod conditions corresponding to Marennes-Oléron bay values, (2) accelerated conditions, twice faster than natural cycles and (3) constant wintering conditions adjusted to 8°C and 8 hours day-length. These analyses revealed a high plasticity of C. gigas reproduction since the rhythm of the reproductive cycle was entirely modelled by temperature and photoperiod variations. Decreasing photoperiod may regulate GSCs proliferation while low temperature (8°C-11°C) would enhance gonial mitosis and high temperature would accelerate germ cell maturation. As a result, manipulation of temperature and photoperiod conditions allows effective controlled reproduction all over the year.
Le renouvellement annuel de la population de cellules germinales chez l'huître creuse Crassostrea gigas est une étape clé de son cycle de reproduction. La compréhension de ces mécanismes est essentielle à la maîtrise de la reproduction contrôlée de C. gigas, indispensable pour répondre à une demande croissante des ostréiculteurs, de naissain produit en écloserie. Les objectifs de cette étude étaient de déterminer l'origine et les mécanismes de renouvellement annuel des cellules germinales de C. gigas et de comprendre l'infuence des facteurs environnementaux sur ces processus. Le gène Oyster vasa-like gene (Oyvlg), premier marqueur spécifique des cellules germinales découvert chez les bivalves a été caractérisé. Ce gène, exprimé spécifiquement dans les cellules de la lignée germinale, nous a permis de déterminer que les cellules germinales de C. gigas, d'origine mésodermique, étaient différenciées dès le stade embryonnaire sous la forme de cellules germinales primordiales (PGCs). Ces PGCs seraient spécifiées par la localisation de déterminants cytoplasmiques transmis maternellement à l'embryon, dans une structure équivalente à un cytoplasme germinal. Les ARNm Oyvlg seraient l'un de ces déterminants germinaux. Au stade adulte, la population de cellules germinales apparaît renouvelée annuellement par la prolifération, au début du cycle de reproduction, de cellules germinales souches (GSCs), dispersées en petits groupes dans le tissu conjonctif pendant la période de repos sexuel. La différenciation des GSCs en gonies et la multiplication de ces gonies marque le début de la gamétogenèse. Afin de tester l'effet de la température et de la photopériode sur la gamétogenèse, des huîtres adultes ont été conditionnées expérimentalement pendant un an en écloserie, dans trois conditions de température et de photopériode différentes : (1) conditions dites "naturelles" reproduisant les cycles de température et de photopériode moyens enregistrés à Marennes- Oléron, (2) conditions "accélérées", deux fois plus rapides que les cycles naturels, (3) conditions "hivernales" constantes à 8°C et 8 heures de jour. Ces expérimentations ont mis en évidence une grande plasticité physiologique de la reproduction de C. gigas, dont le rythme se synchronise parfaitement sur celui des facteurs température / photopériode. Des photopériodes décroissantes pourraient stimuler la prolifération des cellules germinales souches alors que la température apparaît comme le facteur prédominant dans la régulation des mitoses goniales et de la maturation. Les températures basses (8°C ¿ 11°C) semblent déclencher les mitoses goniales et les températures élevées accélèrent le processus de maturation des cellules germinales. L'utilisation de cycles de température et de photopériode modifiés (accélérés ou hivernaux) permettraient d'obtenir des pontes toute l'année en écloserie, y compris en période automnale généralement considérée comme réfractaire pour le conditionnement.