Déterminants environnementaux et intrinsèques de l'activité microbienne dans l'atmosphère

Environmental and intrinsic determinants of microbial activity in the atmosphere

• Auteur / Autrice : Frédéric Mathonat
• Direction : Pierre Amato
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique et chimie de l'atmosphère
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2022
• Etablissement(s) : Université Clermont Auvergne (2021-...)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences fondamentales (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Chimie de Clermont-Ferrand

Mots clés

Mots clés libres

Activité microbienne

Atmosphère

Ecologie

Déterminants environnementaux

Biologie moléculaire

Microbial activity

Atmosphere

Ecology

Environmental determinants

Molecular biology

Résumé

L'atmosphère héberge des microorganismes dont certains maintiennent une activité métabolique. Les recherches en microbiologie des nuages de l'Institut de Chimie de Clermont-Ferrand (ICCF, UMR6296 CNRS-UCA-SIGMA) sont focalisées sur les interactions existant entre ces microorganismes et les processus physicochimiques dans l'atmosphère, avec parmi les objectifs de quantifier les processus biologiques et d'évaluer leurs impacts sur la réactivité chimique. Nous souhaitons ici approfondir les connaissances quant à la dynamique spatio-temporelle de cette activité microbienne. Il s'agira de s'intéresser aux déterminants environnementaux de l'activité microbienne atmosphérique, à sa caractérisation fonctionnelle (envers quels processus est elle orientée ?), et à sa distribution temporelle (saison, cycle diurne) et spatiale (altitude, nuage vs atmosphère sèche, contexte paysager). Les procédures expérimentales développés par l'équipe au cours des dernières années seront utilisées (échantillonnages optimisés, analyses par cytométrie en flux et qPCR de la biodiversité totales et active, quantification de métabolites par LC-MS, mesures d'activités enzymatiques, etc). Des échantillons atmosphériques (aérosols, nuages, précipitations) seront collectés sur les stations atmosphériques CO-PDD de l'OPGC, ainsi que le site agricole SOERE ACBB de l'INRAe et potentiellement d'autres sites instrumentés d'intérêt (lac d'Aydat, etc). Des expériences de laboratoire sur des souches bactériennes et fongiques isolées viendront supporter les observations environnementales.

The atmosphere hosts microorganisms, some of which maintain metabolic activity. Research in cloud microbiology at the Institut de Chimie de Clermont-Ferrand (ICCF, UMR6296 CNRS-UCA-SIGMA) focuses on the interactions between these microorganisms and physicochemical processes in the atmosphere, with the objectives of quantifying biological processes and assessing their impact on chemical reactivity. We wish to deepen our knowledge of the spatio-temporal dynamics of this microbial activity. We will focus on the environmental determinants of atmospheric microbial activity, its functional characterisation (towards which processes is it oriented?), and its temporal (season, diurnal cycle) and spatial distribution (altitude, cloud vs. dry atmosphere, landscape context). The experimental procedures developed by the team over the last few years will be used (optimised sampling, flow cytometry and qPCR analyses of total and active biodiversity, quantification of metabolites by LC-MS, measurements of enzymatic activities, etc.). Atmospheric samples (aerosols, clouds, precipitation) will be collected from the CO-PDD atmospheric stations of the OPGC, as well as the SOERE ACBB agricultural site of INRAe and potentially other instrumented sites of interest (Lake Aydat, etc). Laboratory experiments on isolated bacterial and fungal strains will support the environmental observations