Etude des communautés microbiennes résistantes au mercure en milieu estuarien

par Jean-Baptiste Ramond

Thèse de doctorat en Biologie. Microbiologie. Écologie microbienne

Sous la direction de Fabienne Petit.

Soutenue en 2007

à Rouen .


  • Résumé

    Les sédiments de vasières estuariennes contaminés par des métaux traces sont des environnements où les microorganismes jouent un rôle important dans la spéciation des métaux, et particulièrement du mercure, et aussi des lieux favorables à la croissance de bactéries résistantes aux métaux. Afin d’évaluer l’abondance des bactéries résistantes au mercure dans ces sédiments de vasières, nous avons développé une PCR-compétitive permettant la quantification moléculaire du gène merA de bactéries à Gram négatif, qui code l’enzyme clé de la résistance bactérienne au mercure : la réductase mercurique. Des carottes sédimentaires de vasières de trois estuaires européens (Seine, Authie et Medway), présentant différents niveaux de contamination en mercure, ont été étudiées. Une analyse multidisciplinaire des résultats, intégrant les données de chimie et de sédimentologie, a permis de mettre en évidence un lien entre l’abondance du gène merA dans les sédiments de vasières et (i) les évènements de dépôts/érosions de surface, (ii) l’anthropisation de l’ensemble du bassin versant et (iii) la biodisponibilité du mercure. Une étude en microcosme suggère que le principal facteur déterminant l’occurrence des bactéries résistantes au mercure dans les sédiments de vasières de l’estuaire de la Seine est le dépôt de bactéries merA allochtones de ces sédiments, associées au particules dans la colonne d’eau, et essentiellement des bactéries d’origine fécale. Les stations d’épurations constituent des sources importantes en bactéries merA dans les eaux de Seine, où le niveau de résistance au mercure de populations d’E. Coli (bactéries allochtones d’origine fécale) est supérieure à celle observée au sein de population d’Aeromonas (bactéries autochtones). Ainsi, le niveau de résistance au mercure des E. Coli isolées des eaux de la Seine semble lié à une exposition ancienne et importante au mercure de l’ensemble du bassin versant estuarien, étendu aux compartiments humains et animaux. Une comparaison avec une population d’E. Coli isolée d’eaux de l’Oyapock (Guyane), dont les populations humaines et animales du bassin versant sont fortement exposées au mercure, indique que le niveau de résistance au mercure des populations d’E. Coli est significativement plus élevé dans l’estuaire de Seine que dans l’Oyapock. Les gènes de résistance au mercure étant souvent associés à des gènes de résistances aux antibiotiques, ces résultats suggèrent que l’usage des antibiotiques pourrait être favorable au maintien de la résistance au mercure au sein des populations d’E. Coli chez les hommes et animaux présents dans le bassin versant de la Seine, qui une fois rejetées dans les eaux de l’estuaire se déposent en surface des vasières de l’estuaire.

  • Titre traduit

    Study of the mercury-resistant microbial communities in estuarine environments.


  • Résumé

    Metal-contaminated estuarine mudflats are environments where microorganisms play crucial roles in metals speciation, especially for mercury, and favourable places for the growth of metal-resistant bacteria. In order to evaluate the abundance of mercury resistant bacteria in such an environment, a molecular tool was developed, based on competitive-PCR, for the quantification of Gram negative bacteria merA genes, which encodes the key enzyme of the bacterial mercury resistance: the mercuric reductase. Sedimentary cores from mudflats of three European estuaries (Seine, Authie, Medway), presenting contrasted mercury contaminations, have been investigated. A multidisciplinary analysis of the results, integrating chemistry and hydrosedimentary data, revealed in the mudflat sediment a relationship between the abundance of merA genes and (i) erosion deposit/events, (ii) the anthropization of the watershed and (iii) the bioavaibility of mercury. A microcosm study suggests that the main determining factor in the occurrence of mercury-resistant bacteria seems to be the deposit of particle-attached allochtonous merA bacteria, and essentially faecal bacteria. Wastewater Treatment plants are sources of merA bacteria in the waters of the Seine estuary, where the mercury resistance level is higher in E. Coli (allochtonous faecal bacteria) than in Aeromonas (autochthonous bacteria) bacterial populations isolated from the Seine waters. Thus, the mercury resistance level of the E. Coli population isolated from the Seine River seems related to the ancient and important mercury exposure of the global watershed, extended to the human and animal compartments. A comparison with an E. Coli population isolated from the Oyapock River (Guyana), where human and animals are exposed to high levels of mercury, indicates that the E. Coli population mercury resistance level is significantly higher in the Seine estuary than in the Oyapock. As mer determinants are often linked with antibiotic resistance genes, these results suggest that the use of antibiotics could be favourable to the maintain of mercury resistance in the E. Coli populations of human and animals from the Seine watershed, which once discharged in the Seine river deposit onto mudflat surfaces.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (120 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 296 réf. Contient des articles en anglais

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  • Bibliothèque : Université de Rouen. Service commun de la documentation. Section sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 08/ROUE/S013
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