Etude de la réponse d’une communauté bactérienne de sédiments côtiers à une contamination pétrolière.

Study of the response to petroleum contamination of bacterial community from coastal sediment.

• Auteur / Autrice : Sandrine Paisse
• Direction : Robert Duran
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Pau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Métabolisme -- Régulation

Biofilms

Pollution -- Lutte contre

Mer -- Pollution par les hydrocarbures

Produits pétrochimiques

Résumé

Les zones côtières constituent des environnements très productifs chroniquement exposés à des contaminations pétrolières. Dans ces écosystèmes, les communautés bactériennes, qui jouent un rôle majeur dans les cycles biogéochimiques, forment le plus souvent des tapis microbiens en surface des sédiments au sein desquels les relations entre microorganismes sont favorisées. Afin de mettre en évidence les mécanismes adaptatifs de ces communautés complexes lors d’une contamination par des hydrocarbures, la réponse des communautés bactériennes des sédiments côtiers de l’Etangde-Berre soumises à une contamination pétrolière a été étudiée. Cette étude repose sur l’analyse in situ des communautés naturelles et sur des expérimentations en microcosmes. Dans un premier temps, la structure des communautés bactériennes naturelles a été caractérisée in situ dans les sédiments où les concentrations en hydrocarbures formaient un gradient. Cette étude a mis en évidence une importante adaptation des communautés à la présence de pétrole. Nous avons alors étudié la réponse précoce d’une communauté bactérienne de ces sédiments à une contamination pétrolière. Les analyses au niveau des gènes codant pour les ARNr 16S et leurs transcrits ont montré des modifications structurales de la communauté bactérienne dans les premières heures et les premiers jours suivant la contamination. L’étude de la diversité et de l’expression des gènes impliqués dans la dégradation des hydrocarbures, alcane monoxygénase et naphtalène dioxygénase, a ensuite été entreprise. L’expression rapide des gènes fonctionnels en réponse à la contamination a pu être associée à une biodégradation importante des hydrocarbures. Cette étude confirme l’intérêt d’étudier les mécanismes adaptatifs de la communauté en réponse à la contamination dans les heures suivant la contamination. Ainsi, l’identification de gènes réprimés et/ou exprimés en réponse à la contamination a été envisagée afin de caractériser, de manière plus générale, la réponse à la contamination.

Coastal zones are highly productive environments chronically exposed to hydrocarbon contamination. Bacterial communities inhabiting these ecosystems play key role in biogeochemical processes and often form microbial mats in which microorganisminteractions are enhanced. In order to characterize the modifications occurring in the bacterial community during oil spill, the bacterial community response of Etang-de-Berre coastal sediment to oil contamination was studied based on in situ analysis of natural bacterial communities as well as on microcosm experiments. First the investigation of the in situ natural bacterial communities inhabiting sediments in a gradient of hydrocarbon concentrations revealed an important adaptation of the bacterial community to the oil contamination. We then explored the early response of the bacterial community to cope with the oil contamination. Analyses based on 16S rRNA genes and their transcripts revealed structural modifications occurring in the first hours and the first days following the contamination. The diversity and the expression of functional genes involved in hydrocarbon degradation such as alkane monooxygenase and naphthalene dioxygenase were investigated. These genes were immediately expressed in response to the oil addition while concomitantly high rates of hydrocarbon biodegradation were observed. Thus these results indicated important adaptative mechanisms during the first two days following the contamination. In order to further characterize this mechanism at the whole bacterial community level, we then performed the identification of genes repressed and/or overexpressed in response to oil addition.