Rôle (structure et fonction) des communautés procaryotes (bactéries et archées) dans le cycle de l’azote d’une vasière littorale du Pertuis Charentais : influence des facteurs biotiques et abiotiques par une approche multi-échelle

par Céline Lavergne

Thèse de doctorat en Biologie de l'environnement, des populations, écologie

Sous la direction de Hélène Agogué et de Christine Dupuy.

Soutenue le 11-12-2014

à La Rochelle , dans le cadre de École doctorale Sciences pour l'environnement Gay Lussac (La Rochelle ; 2009-2018) , en partenariat avec LIttoral ENvironnement et Sociétés - UMR 7266 / LIENSs (laboratoire) .

Le président du jury était Rutger De Wit.

Le jury était composé de Christine Dupuy, Rutger De Wit, Patricia Bonin, Robert Duran, Cédric Hubas, Cindy Jane Smith.

Les rapporteurs étaient Patricia Bonin, Robert Duran.

mots clés

• Bactéries
• Archées
• Cycle de l'azote benthique
• Vasières intertidales
• Rôle fonctionnel
• Diversité
• Procaryotes
• Cycle de l'azote
• Vase (dépôt)
• Zone intertidale -- France -- Marennes-Oléron, Baie de (France)
• Écologie benthique

Résumé

Dans les vasières intertidales dominées par les diatomées, la production primaire est particulièrement forte à marée basse. Ce microphytobenthos peut être limité par les nutriments azotés en lien avec les communautés de procaryotes impliquées dans le cycle de l’azote. Ainsi, ce travail de thèse cherche, via une approche écologique, à décrire le rôle des communautés de procaryotes benthiques notamment liées au cycle de l’azote et ce, suivant différentes échelles temporelles liées aux cycles du microphytobenthos. Des échantillons de sédiment ont été prélevés dans la baie de Marennes-Oléron (Côte Atlantique, France) entre 0 et 10 cm de profondeur suivant 5 couches (0-0,5 cm, 0,5-1 cm, 1-2 cm, 2-5 cm, 5-10 cm). Différents facteurs biotiques et abiotiques ont été mesurés et mis en relation avec la production bactérienne, les activités enzymatiques et les gènes fonctionnels liés au cycle de l’azote (impliqués dans la nitrification, la dénitrification et l’anammox). De plus, la diversité bactérienne et archéenne a été évaluée par pyroséquençage 454 afin de caractériser les communautés et leurs dynamiques en lien avec les facteurs forçants biotiques et abiotiques. Dans le but d’évaluer l’influence des paramètres abiotiques et de la production du microphytobenthos, des mesures in situ ont été couplées avec des mesures en conditions semi-contrôlées.

mots clés

• Bacteria
• Archaea
• Benthic nitrogen cycle
• Interidal mudflats
• Functional role
• Diversity

Titre traduit

Role (structure and function) of nitrogen-related prokaryotic communities in an intertidal mudflat of the Marennes-Oleron bay : multi-scale influence of biotic and abiotic drivers

Résumé

In diatoms-dominated intertidal mudflats, at low tide the primary production is particularly high and microphytobenthos that can be limited by nitrogen-related nutrients is linked with N-related prokaryotic communities. Thus, this PhD thesis aim at describing by ecological approach, the role of benthic prokaryotic communities especially N-related ones, at various temporal scales linked to microphytobenthos life cycles. Sediment samples from Marennes-Oleron mudflat (Atlantic coast, France) were collected according to 5 layers : 0-0.5 cm, 0.5-1 cm, 1-2 cm, 2-5 cm and 5 to 10 cm below sediment surface (bsf). Various biotic (i.e. chlorophyll a) and abiotic parameters (i.e. nutrients, exopolymeric substances, water content, salinity, pH, temperature…) were recorded and linked with benthic bacterial production, enzymatic activities and N-related functional genes (i.e. implied in nitrification, denitrification, and anammox). Furthermore, the bacterial and archaeal diversity was assessed by 454 pyrosequencing in order to characterize the communities and shift in link with biotic and abiotic drivers. Aiming at evaluating the influence of abiotic parameters and microphytobenthic activities on the prokaryotic communities, in situ measurements were coupled to a semi-controlled approach.