Les enjeux de l’hybridation de poissons
Production d’une population monosexe : le cas du tilapia.
Chez le tilapia, (terme regroupant les gemes Oreochromis, Sarotherodon et Tilapia) il s’est vite avéré très utile de produire uniquement des individus mâles. Ces derniers ont un taux de croissance beaucoup plus fort que les femelles et sont donc plus intéressants pour la production aquacole. Par ailleurs, le déterminisme génétique du sexe varie selon les différentes espèces de tilapias. Chez Oreochromis mossambicus, les individus XX (homogamétiques) sont femelle d’un point de vue phénotypique et les individus XY (hétérogamétiques) sont mâle. Pour mieux comprendre la suite du débat, on part des postulats suivants : le gène détenninant du mâle pour le chromosome Z est plus dominant que le gène détenninant de la femelle pour le chromosome X, tandis que le chromosome Y est « plus fort » que le chromosome W. Ainsi, si l’on croise O. mossambicus femelle (XX) x O. hornorum mâle (ZZ), on obtient en Fl 1 OO % de mâles XZ. Le croisement d’O. niloticus (déterminisme du type XXIXY) avec O. hornorum donne aussi une descendance exclusivement masculine. Si l’on croise O. niloticus x O. aureus ( détenninisme du type ZZ/WZ), on obtient aussi une prédominance de mâles dans la descendance.
Il en est de même pour O. niloticus avec O. macrochir. (déterminisme du type ZZ/WZ) (Tave, 1986, Baroiller, 1994.) Des techniques hormonales existent pour inverser le sexe des jeunes individus avant que les alevins n’aient fini leur différenciation vers Ie phénotype mâle ou femelle. Les produits utilisés couramment ( 17 a méthyl testostérone) sont peu coûteux et relativement efficaces. Si dans une première approche, on pourrait penser que cette méthode est beaucoup plus pratique, elle représente un danger potentiel pour l’environnement. (Baroiller, 1993) L’hybridation possède deux avantages importants par rapport aux traitements chimiques : elle empêche, dans la plupart des cas, les croisements consanguins et elle évite la contamination de l’environnement avec des hormones sexuelles. Cette remarque est d’autant plus importante pour des pays comme Israël où la politique de gestion fait que l’eau des bacs où les poissons sont traités à la 17 a méthyl testostérone sert à arroser les légumes destinés à la consommation humaine .. . De plus, l’utilisation très répandue et incontrôlée des stéroïdes sexuels ne pourra pas être autorisée de façon indéfinie. Aux USA, leur utilisation est déjà sévèrement contrôlée par la Food and Drug Administration. (Wohlfarth, 1994) Les hybrides présentent aussi d’autres avantages pour l’aquaculture.
Résistance à certains facteurs de l’environnement.
La salinité. : L•hybridation peut permettre de créer des individus capables de vivre voire de se reproduire en eau salée. Pour le tilapia, cela représente un grand intérêt pour conquérir des surfaces aquacoles marines de grande importance et préserver les zones dulcicoles pour les activités humaines. (prélèvement d’eau potable notamment) En général, le tilapia est un poisson d’eau douce, mais dans ce groupe, beaucoup d’espèces sont euryhalines. Cela permet d’envisager de nombreux croisements entre espèces euryhalines ayant des caractéristiques marchandes peu propices à un développement aquacole rentable (faible croissance, faible productivité) avec d’autres espèces peu résistantes à la salinité mais ayant des bonnes caractéristiques de croissance. Ainsi, la croissance est forte chez Oreochromis niloticus et faible chez Sarotherodon melanotheron. Les capacités d’adaptation à des eaux salées sont très élevées chez S. melanotheron (jusqu’à 110 %0 ), alors qu’elles sont insignifiantes chez O. niloticus. (10-20 %0 maximum.) L’hybride F1 obtenu (nommé Nïlatiron) dans les deux sens (tèmelle S. melanotheron x mâle O. niloticus et mâle S. melanotheron x femelle O. niloticus) présente des performances intermédiaires si on le compare aux souches parentales. La fertilité de cet hybride reste prometteuse pour créer une souche résistante à l’eau salée. (Baroiller, 1997.) Aux Philippines, un autre hybride a été créé dans le même but entre O. niloticus et O. mossambicus. (hybride molobicus) (Rosario, 1999.) Le croisement entre O. niloticus et O. aureus augmente aussi la résistance à la salinité. (W ohlfarth, 1981.)
Il en est de même pour le croisement O. urolepis hornorum x O. mossambicus. (Baroiller, 1994.) D’un point de vue physiologique, Avella en 1996 a prouvé que les poissons placés en milieu salin ont une activité de la Na+/K+ ATPase qui est augmentée au niveau des branchies. Par conséquent, les concentrations en Na+ et K+ croissent dans le sang. Lea Master et al. (1990) ont démontré que les valeurs en Na, K, Cl, … étaient plus importantes chez l’hybride rouge de tilapia que chez Sarotherodon melanotheron. 11 D’autres exemples existent chez des poissons différents du tilapia. Les hybrides issus du croisement entre du saumon Chum et du saumon Chinook ( Oncorhynchus keta x O. tschawytsha) sont beaucoup plus précoces lors de leur développement au niveau de la résistance à la salinité. Le passage en eau de mer peut se faire plus rapidement lorsque l’on élève ces poissons dans des structures piscicoles. (Seeb et al., 1993, in Bartley, 1997.) De nombreux croisements avec le saumon du Pacifique ( Oncorhynchus spp) permettent aussi d’obtenir des hybrides très précocement adaptés au milieu marin. (Scheerer et al., 1983, Grey et al., 1993.) Le croisement entre le Beluga et l’esturgeon russe (Huso huso x Acipenser güldenstati) donne un hybride à la fois résistant à l’eau douce et à l’eau de mer_ ( Gorshkova et al. 1996.) Les hybrides peuvent aussi présenter des résistances plus importantes que leurs parents à d’autres facteurs de l’environnement.
Perte au niveau de la reproduction.
• Des gamètes non réduits (améïotiques) et autres problèmes rencontrés lors de la méïose .. Chez les hybrides inter-spécifiques, il n’est pas rare d’obtenir des gamètes non réduits. Pour les cyprinodontiformes, les hybrides créés entre Oryzias curvinotus, O. luzonensis ou O. celebensis avec O. latipes sont stériles pour les mâles et faibles productrices d’ovules diploïdes améïotiques pour les femelles. Les quelques oeufs produits qui subissent la méïose conduisent à des descendants aneuploïdes (nombre supérieur ou inférieur de chromosomes par rapport aux espèces parentales) non viables. (Chevassus, 1998.) Les oeufs diploïdes étant les seuls à donner des embryons viables après fécondation, (individus 3n) il est difficile d’obtenir des hybrides viables au-delà de la F1. Tout dépend de ce que l’on recherche, mais si les caractères de la F1 ne sont pas satisfaisants (d’un point de vue rentabilité de l’exploitation), cela pose un réel problème.
• Faible production d’alevins hybrides. Dans un article de Wohlfarth (1994), plusieurs exemples sont recensés. Qu’il s’agisse du croisement O. niloticus x O. aureus ou O. niloticus x O. macrochir, la production d’alevins a été largement plus faible que ce que l’on espérait au départ. Ces problèmes semblent incompatibles avec une production de masse rentable. De plus, ce croisement génère une descendance abondante de mâles hybrides avec une coloration foncée, ce qui est mal accepté par les consommateurs. D’autres exemples vont dans ce sens.
D’après Mires (1982), les raisons principales de la faible production d’alevins de tilapias hybrides en étang d’élevage sont les suivantes : une densité insuffisante de géniteurs, une incompatibilité dans les croisements interspécifiques, un sex-ratio des géniteurs mal approprié, des techniques de ponte inadéquates et une forte mortalité des alevins. Les croisements interspécifiques entre Salvelinus fontinalis et S. namaycush (hybride Splake) conduisent par le jeu de l’héritabilité de gènes létaux à une faible production d’alevins au cours des générations successives. Ainsi Ayles en 1974 (in Chevassus, 1998.) calcule que l’héritabilité pour la mortalité par hydropisie du sac vitellin chez les alevins hybrides de troisième génération est de 0,76 , ce qui implique une forte mortalité chez ces derniers. Une légère dépression de viabilité des F2 est également observée par Ihssen en 1978 (in Chevassus, 1998.) chez ce même hybride : la mortalité des alevins par hydropisie passe de 7 % chez les F1 à 23 % chez les F2.
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Table des matières
INTRODUTION
Enjeu économique et social de la production de poissons. (données chiffrées.)
Apport de l’hybridation dans ce domaine.
Définition du terme.
Premières hybridations. (d’un point de vue historique)
Exemples centrés sur le tilapia.
I- Les enjeux de l’hybridation. (Apport pour la production.).
A- Intérêts théoriques
1) Un enjeu général : amélioration rapide, stratégie à court terme
2) Implications du phénomène d’hybridation
a) Avantage au niveau de l’héritabilité.
b) Variation au niveau des phénomènes cytologiques classiques
Production de gamètes non réduits.
Suppression de la syngamie.
Réduction de la recombinaison.
Méiose sélective.
c) Effet de l’hétérosis (H) : vigueur de l’hybride
B- Intérêts pratiques..
1) Amélioration de la conversion de la nourriture et du taux de croissance
2) Caractères de reproduction
a) Augmentation de la production d’oeufs, d’alev
b) Création d’hybrides stériles
3) Production d’une population monosexe: le cas du tilapia
4) Résistance à certains facteurs de l’environnement
a) La salinité
b) La température.
c) Résistance aux maladies virales
d) D’autres facteurs.
Résistance aux eaux acides.
Résistance aux faibles taux d’oxygène dissous.
Résistance au stress induit par les manipulations dans une pisciculture.
5) S e’l e ct1. 0n d’ un p he’ notype d' »m te’ re~ t commerci.a
6) Amélioration de la capture
7) Stock pour une population sauvage
II- Problèmes rencontrés lors de la conception des hybrides
1) Perte au niveau de la reproduction
Des gamètes non réduits ( améiotiques) et autres problèmes rencontrés lors de la méiose.
Faible production d’alevins hybrides.
2) Réussite incomplète pour l’obtention de populations monosexes
3) Une croissance des hybrides plutôt médiocre
4) U ne re’ s1. stance a’ 1a sa lm » i.t e’ encore m. compl e’ te
5) Une fréquence variable des phénomènes d’hétérosis
6) Risque de contamination par les hybrides en milieu sauvage et en élevage
7) Perte des caractères sélectionnés
Consanguinité et augmentation des homozygotes ?
L’introgression mise en cause?
III- Protocole pour l’obtention des hybrides : précautions générales
1) Choix des souches à croiser.
2) Méthodes de sélection
3) Surveiller les stocks de parentaux par rapport aux hybrides
4) Faire des croisements réciproques
5) Techniques à employer
r:Jr Identification des géniteurs et des moments propices pour le stripping.
r:Jr Le stripping proprement dit.
r:Jr Fécondation artificielle.
r:Jr Nettoyage et incubation artificielle.
r:Jr Eclosion.
6) Vérification des caractères attendus.
r:Jr Test de thermotolérance.
r:Jr Contraintes à prendre en compte lors de la réalisation de ces tests.
DISCUSSION
CONCLUSION
Renvoi aux références bibliographiques
Références bibliographiques
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