Etude de la communauté microbienne sulfato-réductrice (portant le gène dsrAB) dans les vasières de l'estuaire de Seine

par Julie Leloup

Thèse de doctorat en Biologie. Microbiologie

Sous la direction de Fabienne Petit.

Soutenue en 2004

à Rouen .

mots clés

• Écologie microbienne
• Sulfobactéries
• Écologie moléculaire
• Sédiments des estuaires -- Seine, Vallée basse de la (France)
• Phylogénie
• Réaction en chaîne de la polymérase

Résumé

Dans les vasières de l'estuaire de Seine (France), les microorganismes sulfato-réducteurs (portant le gène dsrAB) jouent un rôle primordial dans les cycles biogéochimiques du soufre et du carbone, mais également dans la spéciation des métaux lourds. Ces microorganismes constituant un groupe polyphylétique, nous avons choisi un gène fonctionnel comme marqueur moléculaire : le gène dsrAB, codant l'enzyme clé de la respiration du sulfate. Nous avons développé un outil de biologie moléculaire, la PCR compétitive, pour la quantification de ce gène dans les sédiments de l'estuaire de Seine. Ainsi, nous avons étudié la distribution et la dynamique annuelle des MSR, couplées au taux de sulfato-réduction (TSR), dans deux vasières marine et d'eau douce de l'estuaire de Seine. Les maxima d'abondance des MSR et du TSR se localisent dans les quinze premiers centimètres des sédiments, tout au long de l'année. La dynamique des MSR suit une évolution saisonnière avec une prédominance pour les mois d'été, et la température, l'apport en carbone organique dissout, ainsi que les processus sédimentaires, ont été identifiés comme des paramètres forçants. Une analyse phylogénétique des séquences dsrAB présentes dans les sédiments marins et d'eau douce, montre que la diversité des séquences varient selon le site, en relation avec les caractéristiques chimiques du sédiment, comme la salinité et la concentration en sulfate.

Titre traduit

Study of microbial sulfate-reducing community (dsrAB genes) in the Seine estuary mudflats

Résumé

In the mudflats of the Seine estuary (France), sulfate-reducing microorganisms (SRM) play an important role in the sulfur and carbon cycles, but also in metal cycles. As these microorganisms constitute a polyphyletic group, we have chosen a functional gene as a molecular marker: the dsrAB genes that encode for the key enzyme of sulfate respiration. A molecular tool, the competitive PCR, was developed for the quantification of the dsrAB genes in the Seine estuary sediments. Thus, the annual distribution and dynamic of SRM, coupled to the sulfate reduction rate (SRR), were investigated in both marine and freshwater mudflats. The maximum abundance of the dsrAB genes and SRR, were located in the first fifteen centimetres of the sediment, throughout the year. The dynamic of the SRM shows a seasonal evolution with a predominance of the activity during the early summer, the temperature, organic matter supply, but also the sedimentary process, were identified as important factors. A phylogenetic study of the dsrAB genes retrieved from both the marine and freshwater sediments, shows that the diversity of the sequences in the both sites was different, and could be related with the chemical characteristics of the sediments, such as the salinity and the sulfate concentration.