Déterminisme du sexe

Le pleurodèle présente un déterminisme génétique du sexe de type ZZ/ZW; où les femelles

sont hétérogamétiques ZW. Dans les conditions d’élevage normales (20°C), le phénotype

sexuel est conforme au sexe génétique et conduit à une sex-ratio de 1:1.

Ce type de déterminisme a été affirmé par les analyses des descendances issues de

croisements entre individus normaux et individus dont le sexe avait été inversé après un

traitement par des hormones sexuelles ou sous l’effet de la température (Gallien, 1955). Ainsi,

l’homogamétie mâle ZZ a été démontrée à partir des expériences d’inversion sexuelle obtenue

sous l’effet des œstrogènes (Gallien, 1950, 1951, 1954). En effet, après l’application de

l’œstradiol (E

) sur une ponte standard, les larves génétiquement mâles se développent en

Figure 9 : Résumé des démarches expérimentales suivies pour la démonstration génétique de l’inversion fonctionnelle du phénotype

sexuel femelle ou mâle sous l’influence de la température ou des stéroïdes sexuels (E

) chez le pleurodèle. Les pourcentages indiqués sont

les pourcentages théoriques attendus dans les divers croisements (d’après Dournon et al., 1984b; Dumond et al., 2008a).

Larves ZW

Température d’élevage

20±2°C

32°C

Descendance élevée à 20±2°C

femelles phénotypiques (néo-femelle ZZ

). Le croisement de ces néo-femelles ZZ

avec des

mâles standards ZZ produit une descendance unisexuée mâle ZZ (Gallien, 1951).

D’autre part, l’hétérogamétie femelle (ZW) a été confirmée après l’obtention d’une femelle

à descendance unisexuée femelle, par la méthode des greffes de gonades embryonnaires

prélevées au stade 24 (Collenot, 1973). En effet, une gonade primordiale de femelle ZW greffée

chez un individu mâle ZZ se développe en un testicule fonctionnel. Ainsi, l’animal receveur

du greffon contient une gonade mâle (néo-mâle ZW) et son croisement avec une femelle

standard ZW présente, parmi leurs descendants, des femelles WW dites thélygènes. Ces

dernières croisées avec des mâles standards ZZ donnent une descendance unisexuée femelle

ZW (Collenot, 1973).

De plus, des néo-mâles ZW ont pu être obtenus par un traitement hyperthermique

(30-32°C) appliqué aux larves génétiquement femelles (Dournon & Houillon, 1985). Le

croisement de ces derniers avec des femelles standard ZW donne des descendances dont la

sex-ratio est conforme aux prévisions théoriques: 25% de mâles (ZZ) et 75% de femelles.

Parmi les femelles issues de ces croisements, deux tiers sont des femelles standard (ZW) et un

tiers sont des femelles thélygènes WW (Dournon & Houillon, 1985; Dournon et al., 1990a).

Un résumé de toutes les possibilités de croisement est montré dans la figure 9.

Différentes méthodes ont été utilisées afin de montrer l’hétérogamétie au niveau

chromosomique. L’analyse du caryotype mitotique, réalisé sur des larves de pleurodèle à

partir de chromosomes en pro-métaphase a révélé 12 paires de chromosomes (Gallien et al.,

1965). Cependant, les chromosomes sexuels mitotiques ne présentent pas d’hétéromorphisme

(Gallien et al., 1966). Des analyses ont aussi été faites sur les chromosomes méiotiques

d’ovocytes I. Ces chromosomes sont dits en écouvillon de par la présence d’expansions

latérales ou puffs qui sont des zones où a lieu la transcription (Lacroix, 1968). Des boucles

hétéromorphiques ont été observées sur le bivalent IV qui est la paire d’hétérochromosomes Z

et W. Ces boucles sont révélées par immuno-détection avec un anticorps monoclonal qui

marque les chromosomes en écouvillon (Lacroix et al., 1985), ou par hybridation in situ (HIS)

avec des sondes d’acide ribonucléique (ARN) qui semblent se fixer sur des protéines

spécifiques du chromosome W (Penrad-Mobayed et al., 1998).

Les analyses de descendance tétraploïde issue du croisement entre mâle diploïde ZZ et

femelle triploïde ZZW fertiles ont démontré que le chromosome sexuel W joue un rôle

dominant dans la détermination sexuelle (Lacroix et al., 1990). Cependant, l’obtention de

néo-femelles ZZ et de néo-mâles ZW fertiles suggère que les facteurs contrôlant la

Figure 10 : Profil électrophorétique sur gel d’amidon de l'enzyme peptidase-1 liée au

sexe. La présence de dimères AA est caractéristique d’un génotype mâle Z

Z

(piste1). La

présence de dimères AA, AB et BB est typique d’un génotype femelle Z

W

(piste 2).

L’enzyme est également un excellent marqueur du génotype sexuel pour les animaux inversés

sexuellement. Ainsi, piste 3, on peut observer un néo-mâle (ZW

) obtenu par augmentation

de la température d’élevage. La piste 4 correspond à une néo-femelle (ZZ

) obtenue après un

traitement à l’E

. Enfin, la piste 5 correspond à une femelle thélygène W

W

obtenue par

croisement entre une femelle standard ZW et un néo-mâle ZW.

AA

AB

BB

spermatogenèse et l’ovogenèse sont autosomaux et ne sont pas localisés sur la région

déterminante du chromosome W.

Depuis quelques années, le génotype sexuel chez le pleurodèle est déterminé par l’analyse

du profil électrophorétique de la peptidase-1. Il s’agit d’une enzyme dimérique codée par

deux gènes codominants liés aux chromosomes sexuels. Le gène codant la sous-unité

peptidase A est lié au chromosome Z et le gène codant la sous-unité peptidase B ou β est lié

au chromosome W (Ferrier et al., 1983). Chez les individus ZZ, seules des sous-unités A sont

synthétisées et seuls des homodimères AA vont se former. Chez les individus ZW, les

sous-unités A et B sont produites dans la même cellule et elles s’associeront soit en homo-dimères

AA et BB soit en hétéro-dimères AB. La peptidase 1 s’exprime dans tous les tissus et le sexage

des larves peut être réalisé facilement par électrophorèse non dénaturante à partir d’une biopsie

caudale. Ce marqueur des chromosomes sexuels peut aussi permettre d’identifier les individus

WW chez lesquels ne se forment que des homodimères BB (Figure 10).