Development of genomic tools in the Manila clam, Ruditapes philippinarum, to investigate resistance to major pathogens and potential selection for aquaculture.

The Manila clam is a bivalve species of particular commercial interest, currently representing about a quarter of total bivalve aquaculture worldwide. European production of this species has suffered greatly from the negative impact of infectious diseases, namely due to the protozoan parasite Perkinsus olseni and the Gram-negative bacteria Vibrio tapetis. These pathogens induce chronic infections that have been associated with reduced growth, fecundity, spat production, and overall health, as well as triggering mass mortality in cultured clam populations. The difficulties inherent in treating diseases in commercial bivalve production have led to the search for alternative solutions to limit the impact of disease by 1) improving our understanding of virulence, resistance, and host-pathogen interactions and 2) developing the tools necessary for hatcheries to initiate selection for traits of commercial interest. This PhD, in joint agreement between the University of Padova and the University of Brest, and within the framework of the EU Horizon2020 project VIVALDI, seeks to investigate the potential for selection to increase resistance to disease in the Manila clam, as well as examine the functional mechanisms associated with resistance. In order to lay the basis for understanding the genetic factors of resistance a novel tool for parentage assignment was developed and applied for the first time to several populations of clams from hatchery broodstock. This made it possible to estimate genetic parameters for multiple traits including resistance to disease in large-scale field experiments, revealing the high potential for multiple trait selection in this species for the first time, and raising interesting questions regarding impact of genotype-by-environment on selection strategies. Furthermore, the molecular basis for resistance was investigated through a relevant proteomics approach, shedding light on the metabolisms at play in long-term resistant juvenile clams. Overall, the work carried out in these studies highlights the feasibility of future selection methods based on both genetic information and clear molecular markers as a solution for increasing disease resistance in the Manila clam.

La palourde japonaise est une espèce bivalve d’intérêt économique qui représente aujourd’hui environ un quart de la production mondiale de mollusques en aquaculture. La production européenne de cette espèce a beaucoup souffert de l’impact des maladies infectieuses, notamment celles induites par le parasite protozoaire Perkinsus olseni et par la bactérie Gram-négative Vibrio tapetis. Ces pathogènes induisent des maladies chroniques qui ont été associées à des mortalités de masse dans les parcs de production de palourde, ainsi qu’à une diminution de la croissance, de la fécondité, de la production de semis naturel, et de l’état de santé global des animaux. Les difficultés intrinsèques au traitement des maladies dans le contexte de la production de mollusques bivalves ont souligné l’importance d’orienter la recherche vers des stratégies alternatives pour limiter l’impact de ces maladies par 1) l’amélioration des connaissances sur la virulence, la résistance, et les interactions hôte- pathogène et 2) le développement des outils nécessaires aux écloseries pour initier la sélection pour des caractères d’intérêt commercial. Cette thèse, en cotutelle entre l’Université de Padova et l’Université de Brest, et au sein du projet EU Horizon2020 VIVALDI, cherche à évaluer le potentiel de sélection pour l’amélioration de la résistance aux maladies chez la palourde japonaise, ainsi qu’à étudier les mécanismes fonctionnels associés à la résistance. Afin de pouvoir examiner les facteurs génétiques associés à la résistance, un nouvel outil génétique pour l’assignation de parenté a été développé et appliqué pour la première fois à des groupes de palourdes produits en écloserie et élevés dans des conditions commerciales. Cela a permis par la suite d’estimer les paramètres génétiques pour la résistance et pour des caractères morphologiques suite à des études de terrain de grande échelle, révélant un fort potentiel de sélection pour de multiples caractères chez cette espèce pour la première fois, et soulevant des questions sur l’importance de l’effet génotype- par-environnement pour les stratégies de sélection. De plus, les mécanismes moléculaires liés à la résistance ont été étudiés par une approche de protéomique, soulignant les métabolismes potentiellement impliqués dans la résistance à long-terme de palourdes juvéniles. Dans l’ensemble, les travaux effectués lors de cette thèse soulignent la faisabilité d’une future sélection qui intégrerait à la fois des facteurs génétiques et des marqueurs moléculaires pour l’amélioration de la résistance aux maladies chez la palourde japonaise.