Structure et activité des Archaea planctoniques dans les écosystèmes aquatiques

Structure and activity of planktonic Archaea in aquatic ecosystems

• Auteur / Autrice : Mylène Hugoni
• Direction : Isabelle Mary
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie Microbienne
• Date : Soutenance le 31/10/2013
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences de la vie, santé, agronomie, environnement (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire Microorganismes : Génome et environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Microorganismes : génome et environnement / LMGE
• Jury : Président / Présidente : Didier Debroas
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Céline Brochier-Armanet, Purificación López-García, Pierre E. Galand, Laurent Toffin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Céline Brochier-Armanet, Purificación López-García

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cycle de l'azote

Écologie des eaux

Archéobactéries

Mots clés libres

Archaea

Nitrification

Diversité

Séquençage

Haut-débit

Archaea

Nitrification

Diversity

High-throughput sequencing

Résumé

Les Archaea planctoniques contribuent de façon significative aux grands cycles biogéochimiques dans les écosystèmes aquatiques, néanmoins la structure des communautés actives ainsi que leurs variations saisonnières sont encore largement méconnues. En outre, la découverte de l’implication des Archaea dans le cycle de l’azote (Ammonia Oxidizing Archaea ou AOA), plus particulièrement dans le processus de nitrification a considérablement modifié la perception d’un processus autotrophe réalisé uniquement par des bactéries (Ammonia Oxidizing Bacteria ou AOB). Dans les écosystèmes marins, la large distribution des AOA suggère que ces microorganismes joueraient un rôle prépondérant dans le cycle de l’azote néanmoins, ces observations ne sont pas généralisables à l’ensemble des écosystèmes aquatiques en raison de leur grande diversité et/ou d'un manque d'informations et d’études sur certains d'entre eux. Ainsi, les objectifs de ce projet étaient i) d’étudier la structure spatiale et temporelle des communautés d’Archaea actives dans des écosystèmes aquatiques contrastés en termes d’apports anthropiques et/ou de gradients de salinité (lac, estuaire, milieu côtier) ; ii) de déterminer la contribution relative des Archaea au processus d’oxydation de l’ammonium, en comparaison avec celle des bactéries ; et iii) de mieux comprendre les paramètres environnementaux qui pourraient déterminer l’établissement des communautés d’AOA ou d’AOB.

Aquatic Archaea are important players among microbial plankton and significantly contribute to biogeochemical cycles, especially nitrogen, but details regarding their community structure and seasonal activity and dynamics remain largely unexplored. In marine ecosystems, the widespread distribution of Ammonia Oxidizing Archaea (AOA) suggests that they probably play a major role in nutrients cycling. However, we cannot generalize these observations to all aquatic ecosystems because of their high diversity and/or a lack of information and studies on these organisms for some of these ecosystems. More precisely, lacustrine and coastal ecosystems were less studied while they are potentially subjected to strong anthropogenic impacts. Moreover, notable differences in terms of diversity and activity between marine and freshwater communities can be expected, considering the specific environmental parameters of each ecosystem. The objectives of this thesis were: i) to study the archaeal community structure across a temporal scale and assess the diversity of archaeal communities and AOA in diverse aquatic ecosystems along anthropogenic and/or salinity gradient (lacustrine, estuarine and coastal ecosystems); ii) to determine their relative contribution in ammonia oxidation, compared to Ammonia Oxidizing Bacteria (AOB) by looking at their spatial and temporal distribution and activity, and iii) to explore more precisely the environmental parameters that could drive AOA and/or AOB establishment.