Influence du statut trophique de cours d`eau sur les fonctionnalités microbiennes des biofilms(épipsammon et épilithon)

On top of « natural » characteristics that dominate in a given drainage basin, the solute and composition of rivers are influenced by anthropogenic factors due to human activities. These factors may lead to the alteration of the biocenosis physiological characteristics. Periphytic communities, by their essential function within biogeochemical cycles, may represent good bioindicator of the ecological quality of a given river. The present study has been done on three rivers of different trophic status. Two microbial communities have been considered from epiphyton and epipsammon. Several descriptor were chosen: functional (extracellular enzymatic activities, respiration, denitrification) and structural (organic matter, chlorophyll-a, bacterial density and viability). This study shows that a pronounced chemical typology doesn`t lead necessary to a functional typology from the periphytic microbial communities. The biological discrimination rests on some descriptors and vary depending on the season.En plus des caractéristiques « naturelles » du bassin versant, la physico-chimie du cours d`eau est influencés par des facteurs anthropogéniques émanant des diverses activités humaines. Ces facteurs peuvent provoquer la modification des caractères physiologiques des biocénoses. Les communautés périphytiques, assurant des fonctions essentielles au sein des cycles biogéochimiques, peuvent être de bons bioindicateurs de la qualité écologique d`un cours d`eau. L`étude a été menée sur trois rivières de statuts trophiques différents. Deux types de communautés microbiennes ont été considérées (celles des épilithons et épipsammons). Divers descripteurs ont été retenus : fonctionnels (activités enzymatiques extracellulaires, respiration, dénitrification) et de structures (masse organique, chlorophylle-a, densité et viabilité bactériennes). Ce travail montre qu`une typologie chimique marquée n`engendre pas nécessairement une typologie fonctionnelle notable des communautés microbiennes périphytiques. La discrimination biologique repose sur quelques descripteurs et varie suivant la saison

Viability of differentiated epilithic bacterial communities in the River Garonne (SW France)

National audienceEpilithic bacterial community viability was assessed on natural biofilm assemblages from environmentally contrasting locations over a 17-months period to determine if it reflects environmental conditions or conditions within the biofilm assemblage. Vital state was assessed by membrane integrity using LIVE/DEAD® BacLight staining kit. Samples were regularly collected in a large river, up and downstream of a large urban centre. Epilithic biomasses were similar between sites irrespective of the distinct water quality but varied temporarily, peaking up to 48 g AFDM m−2. Bacterial community composition assessed by 16S rDNA based PCR-DGGE significantly differed between sites. Bacterial densities (median of 2.5 × 1011 cell g AFDM−1) were stable whatever the sample origin or biomass. Viable bacterial fractions ranged between 13 and 83% of the total bacterial densities and were correlated with hydrological stability indicators (average of 41.9% during stable water periods, 62.4% during intermediate flow regimes and 50.0% during flow instability) and seasonal parameters. At the river section and epilithic community scales, consistent bacterial densities per unit of biomass could reflect a biofilm assemblage carrying capacity while variable membrane integrity likely integrates changes in the vital state of the community under changing environmental conditions

Adaptation des communautés microbienne planctoniques et adhérées dans un système bioélectrochimique

International audienceBioelectrochemical systems (BES) as microbial fuel cells take advantages of microorganisms to convert the chemical energy of organic waste including wastewaters and lignocellulosic biomass into electricity or hydrogen/chemical products. Recently, the discovering that BES can also be harness for product synthesis via microbial electrosynthesis (MES) has greatly expanded the horizon for these systems. MES is a promising strategy which consists in the direct powering of microbial activity with electricity to catalyze conversion of carbon dioxide to transportation fuels and other organic commodities. However, the MES concept is only few years old and scientific data about the functioning and the structure of microbial communities involved are required. In this context, we focused here on the study of communities developed in a BES system. For that, we constructed a dedicated system composed of dual-chamber reactor separated by an anion-exchange membrane and inoculated with biological sludges. Cathode potential was poised at -0.65 volts versus saturated calomel electrode (SCE). Chronoamperometry and cyclic voltammetry experiments were carried out with a multi-channel potentiostat in order to monitor electric activity of the microbial communities. Dynamics of population were achieved by ARISA during experiment and community diversity was investigated at specific time point of interest by sequencing 16S rDNA in bulk phases and in biofilm on the electrodes. Biofilm structures were also visualized using confocal microscopy. Chemical analyses were performed to highlight the metabolic pathways involved. Results showed that current reached intensity of 100 mA/ m². ARISA diversity profiles evolved during the experiment duration showing an adaptation of microbial communities. Pyrosequencing of the 16S rDNA genes revealed specific diversity profiles on the electrodes compared to the bulk. In particular, we observed that Dechloromonas sp. constitute de dominant species (~28% of the total diversity) at the anode whereas this species did not reach more than 1.5% in the bulk and at the cathode. The link between current production, chemical molecules and microbial species diversity is thus discussed. In conclusion, this contribution provides data on the structure and composition of electroactive communities which are crucial for the understanding, the development and the optimization of BES systems

Typologie chimique de 3 cours d'eau et typologie fonctionnelle des communautés microbiennes associées

Les descripteurs chimiques sont nécessaires pour discriminer des situations écologiques et sont fréquemment utilisés pour baser des critères de qualité de milieux aquatiques et des méthodes d'évaluation. D'une façon globale, une balance existe entre qualité chimique et communautés biologiques, modulée par des facteurs physiques de l'environnement (hydraulique, ensoleillement,..). Dans les systèmes aquatiques, les microorganismes ont un rôle essentiel dans l'établissement de cette qualité chimique (capacité importante de biodégradation et de bio transformation des nutriments et de la matière organique, rôle d'acteur) et, dans le même temps, la structure et la dynamique de cette communauté est la résultante des facteurs physico-chimique du milieu (rôle de bioindicateur). L'objectif de ce travail était de mettre en relation les caractéristiques chimiques de 3 petits cours d'eau de montagne (Hte Savoie, région de Thonon) avec les communautés microbiennes de l'épilithon et des sédiments. Des canaux placés en dérivation le long de chaque cours d'eau, ont permis de minimiser les variations de débits et de vitesse de courant. Les communautés épilithiques et sédimentaires qui se développaient sur les supports artificiels placés dans les canaux (billes de verre et sédiment pré-stérilisé) restaient exposées 2 mois à l'eau du milieu avant échantillonnage pour analyse (biomasse, activités enzymatiques et processus respiratoires). Le suivi a duré 12 mois, avec une fréquence d'analyse mensuelle pour les paramètres microbiens et hebdomadaire pour les descripteurs chimiques. Les 3 sites (forestier, pâturage et pâturage soumis à l'influence d'une lagune d'épuration) sont assez peu différents sur un plan chimique, mais sont discriminés (COD , NO3-, PO43-), en particulier pour le site « lagune ». Les communautés microbiennes se distinguent uniquement par leur fonctionnalités (pas par les descripteurs de biomasse), mais leur typologie ne reflète que partiellement la typologie chimique des milieux

L'évaluation du risque écotoxique d'herbicides et de biocides le long du continuum de l'estuaire de la baie de Vilaine (Bretagne, France)

International audienceEstuarine areas represent complex and highly changing environments at the interface between freshwater and marine aquatic ecosystems. Therefore, the aquatic organisms living in estuaries have to face highly variable environmental conditions. The aimof this work was to study the influence of environmental changes from either natural or anthropogenic origins on the physiological responses of Mytilus edulis. Mussels were collected in theVilaine estuary during early summer because this season represents a critical period of active reproduction in mussels and of increased anthropogenic inputs from agricultural and boating activities into the estuary. The physiological status of the mussel M. edulis was evaluated through measurements of a suite of biomarkers related to: oxidative stress (catalase, malondialdehyde), detoxication (benzopyrene hydroxylase, carboxylesterase), neurotoxicity (acetylcholinesterase), reproductive cycle (vitelline, condition index, maturation stages), immunotoxicity (hemocyte concentration, granulocyte percentage, phagocytosis, reactive oxygen species production, oxidative burst), and general physiological stress (lysosomal stability). A selection of relevant organic contaminant (pesticides, (polycyclic aromatic hydrocarbons, polychlorobiphenyls) was measured as well as environmental parameters (water temperature, salinity, total suspended solids, turbidity, chlorophyll a, pheopigments) and mussel phycotoxin contamination. Two locations differently exposed to the plume of the Vilaine River were compared. Both temporal and inter-site variations of these biomarkers were studied. Our results show that reproduction cycle and environmental parameters such as temperature, organic ontaminants, and algal blooms could strongly influence the biomarker responses. These observations highlight the necessity to conduct integrated environmental approaches in order to better understand the causes of biomarker variations

Identification of the blood group Lewis(a) determinant in the oviducal mucins of Xenopus tropicalis.

absen

Diversité et fonctions microbiennes en milieu aquatique

National audienceLes intitulés des communications sont les suivants : (1) "Fonctionnement microbien de biofilms épilithiques épipsammiques de 3 cours d'eau chimiquement contrastés", (2) "Influence de la fraction biotique provenant de différents effluents de stations d'épuration sur les cinétiques de nitrification en masse d'eau. Étude in vitro à effectif initial équivalent de bactéries nitrosantes", (3) "Etude de la dynamique du biofilm de Garonne sous conditions variées de charge eutrophisante", (4) "Diversité génétique et dynamique des bactéries et des cyanophages dans les grands lacs alpin français (Annecy, Bourget, Leman", (5)Étude de la réponse de la communauté périphytique suite à un rejet de déversoir d`orage simulé en canaux artificiels : influence de la durée d`exposition" et (6) "Evaluation de l'impact d'un effluent industriel sur le périphyton des eaux courantes"