Disruption of amylase genes by RNA interference affects reproduction in the Pacific oyster Crassostrea gigas

Feeding strategies and digestive capacities can have important implications for variation in energetic pathways associated with ecological and economically important traits, such as growth or reproduction in bivalve species. Here, we investigated the role of amylase in the digestive processes of Crassostrea gigas, using in vivo RNA interference. This approach also allowed us to investigate the relationship between energy intake by feeding and gametogenesis in oysters. Double-stranded (ds)RNA designed to target the two α-amylase genes A and B was injected in vivo into the visceral mass of oysters at two doses. These treatments caused significant reductions in mean mRNA levels of the amylase genes: −50.7% and −59% mRNA A, and −71.9% and −70.6% mRNA B in 15 and 75 µg dsRNA-injected oysters, respectively, relative to controls. Interestingly, reproductive knock-down phenotypes were observed for both sexes at 48 days post-injection, with a significant reduction of the gonad area (−22.5% relative to controls) and germ cell under-proliferation revealed by histology. In response to the higher dose of dsRNA, we also observed reductions in amylase activity (−53%) and absorption efficiency (−5%). Based on these data, dynamic energy budget modeling showed that the limitation of energy intake by feeding that was induced by injection of amylase dsRNA was insufficient to affect gonadic development at the level observed in the present study. This finding suggests that other driving mechanisms, such as endogenous hormonal modulation, might significantly change energy allocation to reproduction, and increase the maintenance rate in oysters in response to dsRNA injection.

Effect of diet on phosphine toxicity, rate of development and reproduction of the rice weevil Sitophilus oryzae (Linnaeus)

One of the loci responsible for strong phosphine resistance encodes dihydrolipoamide dehydrogenase (DLD). The strong co-incidence of enzyme complexes that contain DLD, and enzymes that require thiamine as a cofactor, motivated us to test whether the thiamine deficiency of polished white rice could influence the efficacy of phosphine fumigation against insect pests of stored grain. Three strains of Sitophilus oryzae (susceptible, weak and strong resistance) were cultured on white rice (thiamine deficient), brown rice or whole wheat. As thiamine is an essential nutrient, we firstly evaluated the effect of white rice on developmental rate and fecundity and found that both were detrimentally affected by this diet. The mean time to reach adult stage for the three strains ranged from 40 to 43 days on brown rice and 50–52 days on white rice. The mean number of offspring for the three strains ranged from 7.7 to 10.3 per female over a three day period on brown rice and 2.1 to 2.6 on white rice. Growth and reproduction on wheat was similar to that on brown rice except that the strongly resistant strain showed a tendency toward reduced fecundity on wheat. The susceptible strain exhibited a modest increase in tolerance to phosphine on white rice as expected if thiamine deficiency could mimic the effect of the dld resistance mutation at the rph2 locus. The strongly resistant strain did not respond to thiamine deficiency, but this was expected as these insects are already strongly resistant. We failed, however, to observe the expected synergistic increase in resistance due to combining thiamine deficiency with the weakly resistant strain. The lack of interaction between thiamine content of the diet and the resistance genotype in determining the phosphine resistance phenotype suggests that the mode of inhibition of the complexes is a critical determinant of resistance.

Analysis of sexually dimorphic growth in captive reared cobia (Rachycentron canadum) and the occurrence of intersex individuals

The growth of three cohorts of captive reared cobia, grown in a combination of flow-though and recirculating aquaculture systems, was progressively measured to determine the existence and extent of sexually dimorphic growth in cobia. Approximately 100 fish from each cohort were individually identified and regularly weighed until the average weight of the fish was approximately 5 kg. The sex of individuals was determined through gonadal observations at the conclusion of each trial and the gender fitted retrospectively to the growth data set. Intersex gonads were observed in the first two cohorts of cobia, with 16.9% incidence in cohort 1 and 6.8% in cohort 2. Cobia is considered a gonochoristic species. This was the first reported observation of intersex gonads in cobia and the first reported occurrence of intersex gonads from a gonochoristic fish species from Australian waters. Only one fish out of the 182 examined in the third cohort was identified as intersex. There was no sexually dimorphic growth in cobia when there was a relatively high incidence of the intersex anomaly, as seen in the first two cohorts of fish. In the relative absence of the intersex condition, female cobia was significantly larger than males from 2 kg onwards. The weight of female cobia was almost 30% more than that of males at 17 months of age when average weight of the cohort was 4.6 kg. It is likely that the first two cobia cohorts were exposed to endocrine disruption in some form, and the possible sources are discussed. Statement of relevance This study demonstrated that female cobia grow significantly faster than male fish and that investigations into monosex culture could lead to significant productivity gains for cobia aquaculture. It also demonstrated that cohorts containing intersex fish did not exhibit sexually dimorphic growth. It is likely that the reproductive anomaly is the result of disruption to the endocrine system.

Observer, Analyser et Gérer la variabilité de la reproduction et du recrutement de l’huître creuse en France : Le Réseau Velyger. Rapport annuel 2015

La conchyliculture, et principalement l’élevage de l’huître creuse, Crassostrea gigas, constitue la principale activité aquacole française. Cette activité repose, en grande partie, sur le recrutement naturel de l’espèce qui assure 60 à 70% des besoins en jeunes huîtres (naissain) : cette activité de collecte s’appelle le captage. Les deux principaux centres de captage en France sont les bassins d’Arcachon et de Marennes-Oléron. Or, depuis une dizaine d'années, sur le bassin d'Arcachon, le captage devient très variable: à des années de captage nul (par exemple 2002, 2005, 2007) ou faible (2009, 2010, 2011) succèdent des années excellentes voire pléthoriques (2003, 2006, 2008, 2012, 2014). A Marennes-Oléron, cette variabilité existe, mais s’avère beaucoup moins marquée. En outre, à la faveur du lent réchauffement des eaux, le captage peut désormais se pratiquer de plus en plus vers le nord. Ainsi, la baie de Bourgneuf, mais aussi la rade de Brest sont devenues, depuis quelques années, des secteurs où un nombre croissant d’ostréiculteurs pratiquent le captage avec succès, mais avec, là aussi, des irrégularités dans le recrutement qu’il convient de comprendre. Enfin, depuis la crise des mortalités de 2008, il se développe aussi sur la lagune de Thau une volonté de pratiquer le captage. Afin de mieux comprendre les facteurs de variations du captage, l’Ifremer a mis en place, à la demande du Comité National de la Conchyliculture, un réseau national de suivi de la reproduction : le Réseau Velyger. Créé en 2008 sur financements européens et financé désormais par la Direction des Pêches Maritimes et de l’Aquaculture, ce réseau apporte, chaque année, sur les écosystèmes cités précédemment, une série d’indicateurs biologiques (maturation, fécondité, date de ponte, abondance et survie larvaire, intensité du recrutement, survie du naissain) dont l’analyse croisée avec des indicateurs hydrologiques et climatiques permet progressivement de mieux appréhender les causes de variabilité du recrutement de l’huître creuse en France, modèle biologique et espèce clé de la conchyliculture française. Ce rapport présente donc les résultats 2015 de ce réseau d’observation et fait appel, pour la partie hydro-climatique, à des données acquises par d’autres réseaux régionaux et nationaux. Il détaille et analyse par site toutes les caractéristiques du cycle de reproduction de l’huître creuse : maturation et fécondité des adultes, période de ponte, abondance et survie des larves, intensité du captage et mortalités précoces. Il fournit ensuite une interprétation et une synthèse des résultats 2015 à la lueur des résultats des années antérieures. Ainsi, pour l’année 2015, on retient les faits majeurs suivants : • Sur le plan hydro-climatique, cette année se caractérise par un hiver doux et un printemps dans les normales, suivis d’un été là aussi très proches des normales à quelques exceptions près : l’étang de Thau affiche tout au long de l’été des températures largement excédentaires. Compte tenu d’une pluviométrie là aussi proche des normales, les concentrations en phytoplancton sont restées à un niveau moyen de la rade de Brest aux pertuis charentais et plutôt déficitaires dans le bassin d’Arcachon et la lagune de Thau. • En termes de biologie, ces conditions hydro-climatiques se sont traduites, chez les populations d’huîtres adultes, par des indices de condition, proxy de la fécondité, généralement proches des moyennes, avec toujours l’existence d’un gradient nord-sud observé chaque année, corrélativement à la concentration en phytoplancton. En outre, l’absence d’excédent thermique au printemps et en début d’été n’a pas permis de ponte précoce (à l’exception de la lagune de Thau), elle a même été plutôt tardive surtout dans le bassin d’Arcachon. • Sur la façade atlantique, les températures de l’eau lors du développement larvaire des principales cohortes ont été plutôt basses (inférieures à 20°C en rade de Brest et inférieures à 21°C ailleurs) et donc la vitesse de croissance larvaire a été ralentie et la survie amoindrie. Les rendements larvaires ont été effectivement très bas (e.g. 0,002 % à Arcachon). In fine, il y a eu peu de larves grosses dans l’eau, ce qui s’est traduit par un captage faible à modéré. Une exception tout de même : dans la lagune de Thau, les températures caniculaires tout au long de l’été ont permis une concentration moyenne de larves ‘grosses’ modérée (80 larves/1,5m3). Cependant, les méthodes et les techniques de captage sont encore en cours d’optimisation sur ce secteur et cette année, malgré cette présence de larves grosses, le captage est resté faible (< 10 naissains par coupelle à l’automne). • En conséquence, l’année 2015, se caractérise par un captage globalement « faible à modéré » dans tous les secteurs s’échelonnant autour de 10 naissains/coupelle dans la lagune de Thau et en baie de Bourgneuf à plus de 200 naissains/coupelle dans les pertuis charentais. Enfin, à partir de l’ensemble des résultats acquis depuis 2008, ce rapport fournit en conclusion une série de recommandations à prendre en compte pour préserver le captage dans les années à venir.

Quantification of key biological processes determining the dynamics and the assessment of the anchovy population in the Bay of Biscay: growth, reproduction, demography and natural mortality.

333 p.

Premiers résultats d'une étude quantitative de la reproduction de la sardine dans le Golfe du Lion

In this paper are given the first results of a quantitative study of the spawning of Pilchard Sardina pilchardus in the Gulf of Lion~during Winter 1975 and Winter 1976. The mean density of eggs at each station and their average abundance in the spawning area were estimated. The incubation time of eggs depending upon temperature was also calculated. En 1975 et 1976 une étude de la reproduction de la sardine dans le Golfe du Lion a été réalisée. Les premiers résultats de cette étude, qui a pour but d'évaluer quantitativement la ponte de cette espèce, permettent de donner une estimation moyenne de l'abondance des oeufs au cours d'une campagne. La durée de l'incubation en fonction de la tempé­rature a d'autre part été déterminée.

Eléments de connaissance sur la mortalité et la reproduction de la moule bleue (Mytilus edulis) sur la façade atlantique

Ce document s’inscrit dans le cadre de la problématique des mortalités de moules bleues sur les côtes françaises depuis l’hiver 2014. Il a été conçu comme une contribution aux projets Morbleu (projet de recherche) et Mytilobs (observatoire national sur les traits de vie de la moule). D’un point de vu historique, depuis le début du 20ème siècle, le principale « ennemi » de la moule reste la météo et en particulier, les tempêtes. Une seule crise de mortalité, majeure, est survenue en 1960-61 dans le pertuis Breton. Elle résulte d’une interaction entre le parasite mytilicola intestinalis et des conditions drastiques d’élevage sur bouchots dans la baie de l’Aiguillon. L’évaluation des mortalités de moules est difficile du fait des pratiques d’élevage et des pertes qui en résultent. Lorsque la crise survient en 2014, l’investigation scientifique s’appuie à la fois sur des déclarations (professionnels), des constats (DDTMs), des saisines (Repamo) et des mesures (réseau Mytilobs). L’intensité des mortalités, variable selon les sites et les années (2014 et 2015) est comparée à un référentiel de mortalités issu d’un réseau régional de suivi des mortalités de moules en paniers (Remoula, 2000-2010). En février 2014, les mortalités surviennent dans le pertuis Breton et s’étendent en quelques mois vers le sud (pertuis d’Antioche) et vers le Nord (Côte de Noirmoutier et Baie de Bourgneuf). Les simulations hydrodynamiques montrent la connectivité spatio-temporelle entre le site d’émergence des mortalités et les sites touchés quelques semaines plus tard. Alors qu’il existe plusieurs génomes de Mytililus edulis et des populations hybrides (entre Mytililus edulis et Mytilus galloprovincialis) sur les cotes de la France, seul le génome Mytililus edulis de la cote atlantique semble au départ concerné par ces mortalités. La quasi simultanéité d’occurrence d’épisodes de mortalités de moules en Rade de Brest (en hiver 2014), et sur les gisements profonds de la cote Est du Cotentin (dès le printemps 2014) reste aujourd’hui une énigme scientifique. Lorsque les mortalités surviennent en 2014 et lors de leur reprise en 2015, les moules sont en période de reproduction. Ce rapport synthétise également des résultats acquis sur la reproduction de Mytilus edulis sur la cote atlantique (Arcachon et Pertuis Charentais).

Body reserves mediate trade-offs between life-history traits: new insights from small pelagic fish reproduction

Limited resources in the environment prevent individuals from simultaneously maximizing all life-history traits, resulting in trade-offs. In particular, the cost of reproduction is well known to negatively affect energy investment in growth and maintenance. Here, we investigated these trade-offs during contrasting periods of high versus low fish size and body condition (before/after 2008) in the Gulf of Lions. Female reproductive allocation and performance in anchovy (Engraulis encrasicolus) and sardine (Sardina pilchardus) were examined based on morphometric historical data from the 1970s and from 2003 to 2015. Additionally, potential maternal effects on egg quantity and quality were examined in 2014/2015. After 2008, the gonadosomatic index increased for sardine and remained steady for anchovy, while a strong decline in mean length at first maturity indicated earlier maturation for both species. Regarding maternal effects, for both species egg quantity was positively linked to fish size but not to fish lipid reserves, while the egg quality was positively related to lipid reserves. Atresia prevalence and intensity were rather low regardless of fish condition and size. Finally, estimations of total annual numbers of eggs spawned indicated a sharp decrease for sardine since 2008 but a slight increase for anchovy during the last 5 years. This study revealed a biased allocation towards reproduction in small pelagic fish when confronted with a really low body condition. This highlights that fish can maintain high reproductive investment potentially at the cost of other traits which might explain the present disappearance of old and large individuals in the Gulf of Lions.

Fish Reproduction Is Disrupted upon Lifelong Exposure to Environmental PAHs Fractions Revealing Different Modes of Action

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) constitute a large family of organic pollutants emitted in the environment as complex mixtures, the compositions of which depend on origin. Among a wide range of physiological defects, PAHs are suspected to be involved in disruption of reproduction. In an aquatic environment, the trophic route is an important source of chronic exposure to PAHs. Here, we performed trophic exposure of zebrafish to three fractions of different origin, one pyrolytic and two petrogenic. Produced diets contained PAHs at environmental concentrations. Reproductive traits were analyzed at individual, tissue and molecular levels. Reproductive success and cumulative eggs number were disrupted after exposure to all three fractions, albeit to various extents depending on the fraction and concentrations. Histological analyses revealed ovary maturation defects after exposure to all three fractions as well as degeneration after exposure to a pyrolytic fraction. In testis, hypoplasia was observed after exposure to petrogenic fractions. Genes expression analysis in gonads has allowed us to establish common pathways such as endocrine disruption or differentiation/maturation defects. Taken altogether, these results indicate that PAHs can indeed disrupt fish reproduction and that different fractions trigger different pathways resulting in different effects.

Development and reproduction of Olla v-nigrum (Coleoptera: Coccinellidae) fed Anagasta kuehniella (Lepidoptera: Pyralidae) eggs supplemented with an artificial diet.

2013

Chronic exposure to sub-lethal concentration of a glyphosate-based herbicide alters hormone profiles and affects reproduction of female Jundia (Rhamdia quelen)

This work was carried out to verify the effect of a glyphosate-based herbicide on Jundia hormones (cortisol, 17 beta-estradiol and testosterone), oocyte and swim-up fry production. Earthen ponds containing Jundia females were contaminated with glyphosate (3.6 mg/L); blood samples were collected from eight females from each treatment immediately before, or at 1, 10, 20 30 and 40 days following contamination. A typical post-stress rise in cortisol levels was observed at the 20th and 40th days following exposure to glyphosate. At the 40th day, 17 beta-estradiol was decreased in the exposed females. A similar number of oocytes were stripped out from females from both groups, however, a lower number of viable swim-up fry were obtained from the herbicide exposed females, which also had a higher liver-somatic index (LSI). The results indicate that the presence of glyphosate in water was deleterious to Rhamdia quelen reproduction, altering steroid profiles and egg viability. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Effects of photoperiod on reproduction of Siamese fighting fish Betta splendens

This study investigated the effect of different photoperiods (24 h of light (L):0 h of darkness (D); 20L:4D; 16L:8D; 12L:12D; and 8L:16D) on the reproduction and growth of Betta splendens. The results showed that spawning frequency was significantly higher in couples reared under 16L:8D and 12L:12D, in comparison with other treatments. The highest number of eggs per spawn was obtained under 16L:8D (544.76±375.23) and 12L:12D (471.13±261.52), and the lowest values were detected for 24L:0D (128.55±58.14) and 20L:4D (187.87±103.84). Fertility and fecundity also showed significantly higher average values in 16L:8D and 12L:12D when compared with 24L:0D and 20L:4D treatments. Egg volume and perivitelline space were significantly higher in 24L:0D treatments that showed the lowest numbers of eggs per spawn, while the vitelline volume did not show significant differences. Other variables such as breeders weight gain and condition factor (K) were not statistically different. Moreover, the final length varies according to photoperiod and gender. These results demonstrated a key role for the photoperiod upon B. splendens reproduction. The best reproductive performance is achieved under the photoperiods that best approached those that occur in spring and summer (16L:8D and 12L:12D), coinciding with their best seasons for reproduction.

Reproduction des ascomycètes. Stylospores et spermaties. Étude morphologique et physiologique,

"Extrait des Annales des sciences naturelles. Botanique, 6# série, tome III."