Dispersion et survie des populations de bactéries fécales bovines dans le sol des écosystèmes pâturés subalpins : conséquences sur le transfert bactérien dans les bassins versants

Dispersion and survival of bovine fecal bacterial populations in subalpine pastured soil : consequences on bacterial transfert in watersheds

• Auteur / Autrice : Stéphanie Texier
• Direction : Claire Prigent-Combaret, Pierre Faivre, Dominique Trevisan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des populations et des écosystèmes
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Chambéry

Mots clés

Mots clés contrôlés

Eau -- Pollution par les bactéries

Alpes (France)

Écologie des pâturages

Microbiologie

Escherichia coli

Dispersion

Bactéries

Mots clés libres

Contamination fécale

Bassin versant

Résumé

Le pastoralisme dans les prairies subalpines en tête de bassin versant représente un risque potentiel de pollution microbiologique fécale des sols et de l'eau. L'impact des pratiques pastorales sur la qualité des sols et au-delà sur les aquifères récepteurs mérite d'être étudié dans les contextes où s'élabore une part essentielle des ressources en eaux. L'objectif général de ce travail est d'améliorer les connaissances sur l'écologie et les facteurs de contrôle de la dispersion et du transfert d'Escherichia coli, dans les sols et bassins versants des écosystèmes pastoraux. Des techniques de microbiologie pasteurienne (dénombrement des populations) et de biologie moléculaire (état physiologique ,et structure génétique des populations) sont mises en œuvre pour étudier le devenir des bactéries dans différents niveaux d'organisation du système Bassin Versant : bouses, sols et eau. L 'horizon rhizosphérique de surface du sol (0-5 cm) s'est révélé être un réservoir environnemental permanent en E. Coli (103 à 104 cellules g-1 de sol sec), quelques soient la saison et la station pastorale considérées, suggérant la naturalisation de populations d' E. Coli. Plus en profondeur (5-25 cm), l'abondance d' E. Coli est mise en relation avec l'hydrodynamique des sols (sol drainant et ouvert, sol saturé et confiné). La structure génétique des populations d'E. Coli répond de façon similaire. Dans l'eau, les populations d' E. Coli détectées ont des similitudes fortes avec celles des bouses déposées sur l'alpage et celles localisées dans les sols drainants connectés aux aquifères. Enfin, plusieurs marqueurs de l'état physiologique d' E. Coli ont été sélectionnés et des outils moléculaires élaborés. L 'ensemble de ces résultats est discuté sur le plan de la valeur indicatrice d' E. Coli et de son comportement dans les sols de prairies pâturées.

Grazing in subalpine pasturelands located in watershed heads represents a potential risk in terms of fecal microbiological pollution of both soil and water. Hence, the role of pastoral practises on soils and aquifers quality needs to be evaluated. The general goal of this work is to provide deeper knowledge on E. Coli ecology in dairy alpine grassland soils and on controlling factors of E. Coli in the environment. Microbiological analyses and molecular biology are carried out to evaluate the behaviour of E. Coli populations in cow pats, soils and water (throughout the estimation of populational abundance and physiological status as well as genetic structure). The rhizosphere soil (0-5 cm) is showed to be a permanent environmental reservoir of E. Coli populations (104 cells g-1 dry soil) whatever the season or the pasture unit. This result raises the possibility that fecal E. Coli could constitute a naturalized (sub )population, which is now part of the indigenous soil community of alpine pasture grasslands. In deeper soil layer below the root zone (5-25 cm), the abundance of E. Coli is directly correlated to soil hydrodynamic as does the population genetic structure. In water, E. Coli populations are closely related to those from cow pats and from well-drained soils, connected to aquifers. Also, molecular markers have been elaborated to purchase E. Coli physiological state. These results are discussed in terms of the indicator value of E. Coli and of its behaviour in soils of pasture grasslands.