Microbiological and molecular approaches to control vibriosis in sea bass (Dicentrarchus labrax)
Approches microbiologiques et moléculaires pour lutter contre la vibriose du bar (Dicentrarchus labrax)
Résumé
Vibrio bacteria, and particularly members of the Harveyi clade, are the causative agents of vibriosis, responsible
for mass mortality events and important economic losses on aquaculture farms. Vibrio harveyi, which can form
biofilms on aquaculture facility surfaces, has recently been identified as an emerging threat for seabass
(Dicentrarchus labrax) aquaculture. As no prophylactic method is available on the market, it is urgent to
improve surveillance and diagnosis tools to successfully manage vibriosis outbreaks. This thesis focuses on the
optimisation of vibriosis risk reduction strategies in seabass farms, using a combination of microbiological and
molecular approaches. First, we developed quantification and identification methods. A mreB-targeted SYBR
Green I real-time PCR method was developed to quantify V. harveyi directly from environmental samples,
including seawater and biofilms. A new in-house database named Luvibase, composed of 23 reference MALDITOF
mass spectra profiles from Vibrio collection strains, was elaborated in order to identify Vibrio species
belonging to the Harveyi clade, by MALDI-TOF MS. Second, those methods were applied during a sampling
campaign from April to October 2018 in a seabass aquaculture facility. Seawater and biofilm samples were
collected from rearing tanks, and from the cold- and hot-water inlets, supplying the farm. The abundance of
V. harveyi and Vibrionaceae cultivable at 37 °C and their relative diversity were then determined. Several
pathogens for seabass were constantly isolated during the sampling campaign. A positive correlation was
highlighted between seawater temperature and their abundances in both types of samples. As these biofilms
may act as a reservoir of V. harveyi in the farm, and as its abundance is likely to increase due to global warming,
anti-biofilm solutions are urgently needed, in order to manage the risk of Vibrio outbreak.
Les bactéries du genre Vibrio et plus particulièrement celles du clade Harveyi, sont responsables de la vibriose,
entraînant des mortalités de masse associées à des pertes économiques considérables pour le secteur aquacole.
Vibrio harveyi est un agent pathogène émergent pour le bar commun d’élevage (Dicentrarchus labrax), capable
de former des biofilms. Etant donné qu’aucune méthode prophylactique n’est aujourd’hui commercialisée, la
lutte contre la vibriose réside dans la prévention et le développement de méthodes de surveillance et de
diagnostic. L’objectif de cette thèse consiste à apporter des éléments de compréhension, via la combinaison
d’approches microbiologiques et moléculaires, visant à optimiser la gestion du risque Vibrio pour le bar commun
d’élevage. Dans un premier temps, des méthodes de quantification et d’identification ont été mises au point.
Une méthode de PCR en temps réel, ciblant le gène mreB, a été développée et optimisée pour quantifier
V. harveyi à la fois dans l’eau et les biofilms. La « Luvibase », une base de données composée de 23 profils de
spectres de masse de souches de Vibrio de collection a ensuite été élaborée, permettant d’identifier les espèces
du clade Harveyi par MALDI-TOF MS. Dans un second temps, ces méthodes ont été appliquées lors d’une
campagne hebdomadaire d’échantillonnage d’avril à octobre 2018 dans une ferme d’élevage de bars communs.
Des échantillons d’eau et de biofilms ont été collectés à partir des bassins d’élevage et des arrivées d’eau chaude
et froide, alimentant la ferme. L’abondance de V. harveyi et des Vibrionaceae cultivables à 37 °C, mais aussi
leur diversité relative ont ensuite été déterminées. Plusieurs espèces potentiellement pathogènes ont
régulièrement été identifiées, dont V. harveyi, tout au long de la campagne. L’étude de l’influence des paramètres
environnementaux a mis en évidence une corrélation positive entre la température de l’eau et l’abondance de
ces bactéries à la fois dans l’eau et les biofilms. Sachant que ces biofilms peuvent induire une persistance de
V. harveyi au sein de la ferme, et que leur abondance pourrait prochainement augmenter du fait du
réchauffement climatique, il est urgent de développer des solutions anti-biofilms, afin de limiter le risque Vibrio.
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