Reference : Impacts de l’augmentation de la concentration en CO2 atmosphérique sur la compositio...
Dissertations and theses : Master of advanced studies dissertation
Life sciences : Environmental sciences & ecology
http://hdl.handle.net/2268/95320
Impacts de l’augmentation de la concentration en CO2 atmosphérique sur la composition de la communauté microbienne en bactéries oxydant l’ammoniac du sol.
French
Malchair, Sandrine mailto [Université de Liège - ULg > Département des sciences et gestion de l'environnement > Ecologie végétale et microbienne >]
2003
University de Liege, ​​Belgium
Diplome d'études approfondies-DEA
Carnol, Monique mailto
[fr] oxydant de l'ammoniac , augmentation du CO2
[en] Résumé du mémoire de DEA

Il reste, actuellement, peu de doutes quant au fait que le climat à l’échelle de la Terre s’est modifié au XXème siècle. De nombreuses évidences suggèrent que ces changements sont liés aux activités anthropiques qui ont accru la concentration atmosphérique en gaz à effet de serre, notamment celle en dioxyde de carbone. Cette augmentation de la concentration en dioxyde de carbone et les changements climatiques associés entraîneront des réponses complexes des écosystèmes. Bien qu’il soit établi que les microorganismes jouent un rôle clé dans le cycle des éléments nutritifs, les conséquences d’une telle augmentation de la concentration en CO2 pour les microbiota du sol sont inconnues.

Le cycle de l’azote est particulièrement digne d’intérêt car l’azote est, après le carbone, l’élément le plus important pour la vie des plantes. La nitrification est l’étape clé du cycle de l’azote. En effet, elle influence la productivité primaire, peut causer l’acidification des sols et le lessivage de nitrates. De plus la disponibilité de l’azote dans les sols est un élément régulateur de l’immobilisation du carbone de l’écosystème dans la biomasse des plantes ou des microorganismes du sol.

Ce mémoire étudie la composition de la communauté microbienne du sol en bactéries oxydant l’ammoniac (AOB) sous concentration en dioxyde de carbone ambiante ou élevée afin de vérifier si l’augmentation de la concentration en CO2 affecte la communauté de bactéries oxydant l’ammoniac. Ce mémoire s’intègre dans l’étude de l’effet d’une concentration en CO2 élevée sur la nitrification et la dénitrification potentielle (Carnol et al., 2002).

Cette étude a nécessité quelques étapes préalables. En effet, il a été nécessaire de renouveler le stock de clusters contrôle (séquence caractéristique des AOB incluses dans des vecteurs). Ce stock a pu être renouvelé par transformation (électroporation) des cellules d’Escherichia coli. Bien que la migration de ces nouveaux clusters contrôle dans le gradient dénaturant diffère légèrement de celle des clusters de la littérature, nous pouvons affirmer, après séquençage, que ces clusters correspondent à ceux décrits dans la littérature.

Ensuite, nous avons appliqué le protocole PCR employé pour amplifier les clusters contrôle à l’ADN extrait à partir de nos échantillons de sol lyophilisés. Il est apparu que les conditions prévalant pour l’amplification des clusters contrôle n’étaient pas applicables à nos échantillons de sol. En effet, des produits aspécifiques se sont formés et le rendement de la réaction était faible. C’est pourquoi nous avons optimisé la réaction de PCR. Les conditions permettant d’atteindre un bon compromis entre l’efficacité et la spécificité de la réaction pour nos échantillons ( en employant les amorces CTO spécifiques des AOB) sont les suivantes : température d’annealing de 59°C, concentration en amorce de 20 pmoles par réaction. Ces conditions conviennent aussi bien pour l’amplification pour l’amplification de l’ADN contenu dans les échantillons que pour celle des clusters contrôle.

Enfin, nous avons envisagé l’étude de la composition de la communauté microbienne en AOB à partir des échantillons de sols lyophilisés issus de chambres sous concentration en CO2 ambiante ou élevée. Nous avons testé la reproductibilité des techniques employées c’est à dire celle des extractions d’ADN génomique réalisées à partir de nos échantillons et celle de la PCR ; Nous avons, également, étudié la variabilité de la composition de la communauté microbienne en AOB au sein d’une chambre ; Pour finir, nous avons envisagé l’effet possible de l’augmentation de la concentration en CO2 sur la composition de la communauté microbienne en AOB. Il apparaît que, bien que le rendement des extractions génomiques ne soit pas reproductible, cette différence influence peu le pattern de bandes révélées pour la DGGE du point de vue des clusters dominants. De plus, bien que les amplifications d’ADN par PCR à partir des échantillons soient également variables du point de vue de la spécificité et du rendement, cette différence a peu d’impacts sur le pattern de bandes révélées par la DGGE si la PCR permet une amplification suffisante de l’ADN. Cela montre l’importance de l’optimisation de la réaction avant toute nouvelle expérimentation. On a pu constater qu’il n’y a pas de variabilité de la composition de la communauté microbienne en AOB au sein d’une chambre. Cependant, un changement de la composition de la communauté microbienne en AOB a été observé dans les couches de sol exposées trois ans à une teneur en CO2 élevée. Ce changement n’est pas perceptible pour les couches exposées une seule année au traitement. L’exposition longue à une concentration en CO2 supérieure entraîne la disparition des clusters I, II et III.

En conclusion, il a été possible de renouveler notre stock de clusters contrôle. L’ADN cible spécifique des AOB est amplifiable par PCR. Cependant, il apparaît que les protocoles PCR ne sont pas transposables. C’est pourquoi, il est nécessaire d’optimiser la réaction de PCR. Le pattern de bandes DGGE est représentatif de la de la composition de la communauté microbienne en AOB si l’ADN amplifié est en quantité et de qualité suffisantes. Aucune variabilité de la composition de la communauté microbienne en AOB n’a été observée au sein d’une chambre. Une exposition longue à un concentration élevée en dioxyde de carbone, contrairement à une exposition de courte durée, modifie la composition de la communauté microbienne en AOB.
http://hdl.handle.net/2268/95320

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