Cryoconservation de six genres de Symbiodiniaceae et évaluation des profils d'acides gras en réponse à des traitements d'augmentation de la salinité

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 12408 (2022) Citer cet article

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Les Symbiodiniaceae constituent un groupe diversifié de dinoflagellés, dont la majorité vivent librement et/ou sont associés à une variété de protistes et d'autres hôtes invertébrés. L’entretien des cultures isolées demande beaucoup de main-d’œuvre et est coûteux, et la cryoconservation constitue une excellente voie pour leur stockage à long terme. Notre objectif était de cryoconserver 15 isolats cultivés de six genres de Symbiodiniaceae en utilisant du diméthylsulfoxyde (DMSO) comme agent cryoprotecteur (CPA). Sous 15 % de DMSO, 10 isolats ont été cryoconservés avec succès en utilisant soit une congélation rapide, soit une congélation à vitesse contrôlée. Les cultures qui ont échoué ou ont eu une faible survie ont été soumises à (1) une réduction du CPA à 10 %, ou (2) un traitement de salinité accru avant la congélation. À 10 % de DMSO, trois autres isolats ont été cryoconservés avec succès. À 15 % de DMSO, la viabilité cellulaire était élevée dans Symbiodinium pilosum traité avec 44 parties pour mille (ppt) et 54 ppt de milieu de culture. Un isolat de Fugacium sp. cryoconservé avec succès après des traitements de salinité de 54 ppt et 64 ppt. Les analyses d'acides gras (AF) de S. pilosum après un traitement de salinité de 54 ppt ont montré une augmentation des niveaux d'AG saturés, alors que Fugacium sp. avait de faibles AG polyinsaturés par rapport à la salinité normale (34 ppt). Comprendre les effets de la salinité et les rôles des AF dans la cryoconservation aidera à développer des protocoles pour ces taxons écologiquement importants.

Les espèces de dinoflagellés appartenant à la famille des Symbiodiniaceae existent souvent dans des relations endosymbiotiques avec des invertébrés, notamment les coraux, les anémones de mer, les méduses, les bénitiers géants, les vers plats et les foraminifères benthiques1. Certaines espèces existent également sous forme de phytoplancton libre dans les environnements côtiers2. Les Symbiodiniaceae endosymbiotiques sont essentielles au soutien de la croissance, de la survie et des processus métaboliques de leurs hôtes en fournissant du carbone fixé par photosynthèse sous forme de glucides, de sucres, d'amidons et d'acides aminés3. Leur symbiose avec les coraux durs est fondamentale pour la formation et l’existence d’écosystèmes de récifs coralliens sains4. Les symbiodiniaceae sont génétiquement diverses et ont été historiquement regroupées en un certain nombre de lignées phylogénétiques, à savoir les clades A à J5,6 et de nombreux types ou espèces de sous-clades7. Cependant, la récente révision taxonomique de la famille des Symbiodiniaceae a permis la description formelle de onze genres8 contenant chacun une variété d’espèces de Symbiodiniaceae présentant des attributs écologiques distincts.

De nombreuses espèces de dinoflagellés sont conservées dans des collections de cultures vivantes. Cela nécessite une sous-culture continue qui est coûteuse et risque de perdre des souches, de contamination et de modifications de l'intégrité génétique9,10. La cryoconservation, processus consistant à conserver des cellules, des tissus ou des micro-organismes viables à l'état congelé pendant des périodes prolongées, offre la possibilité de surmonter ces défis11. Le succès d’une cryoconservation dépend de l’application d’agents cryoprotecteurs (CPA) appropriés, des taux de congélation, de l’équilibre osmotique et des processus de nucléation de la glace12. Dans les microalgues marines, des CPA tels que le glycérol, le diméthylsulfoxyde (DMSO) et le méthanol sont ajoutés pour éviter les dommages cellulaires dus à la formation de glace lors de la congélation9,13. Le CPA optimal, le temps d’équilibrage, le type de taux de congélation utilisé et la température de décongélation varient selon les espèces10,14,15.

Une cryoconservation réussie des dinoflagellés symbiotiques fournira une ressource pouvant être utilisée dans la recherche et la conservation des récifs coralliens16. L'utilisation de différentes techniques de cryoconservation et d'une quantité appropriée de cryoprotecteurs a conduit à une survie cellulaire élevée de Breviolum sp. 10. Pour les espèces Symbiodiniaceae, une cryoconservation réussie a été signalée dans les genres suivants : Durusdinium17,18,19, Breviolum10,14,19,20, Gerakladium15,19, Fugacium et Cladocopium19. Cependant, il est nécessaire de développer des protocoles de cryoconservation robustes pour diverses espèces ou sous-clades et autres genres de Symbiodiniaceae.