Effect of bacterial community dynamics on DOC seasonal changes in the north-western Mediterranean Sea

To better understand the seasonal variation in concentrations and accumulation of dissolved organic carbon (DOC) in north-western Mediterranean surface waters, we investigated changes in bacterial abundance, activity (production, BP; respiration, BR; growth efficiency, BGE) and DOC concentration at different depths during different periods: winter mixing, the phytoplankton bloom period and summer stratification. The highest DOC concentrations were observed during the stratified period, reaching 90 +/- 10 mu mol C L-1. During this period, DOC concentrations were negatively correlated with the BP and BGE values at 5 m and positively correlated with BR at 5 and 20 m. DOC concentrations were also negatively correlated with viral abundances at 5 and 20 m depths. Furthermore, viral abundances were negatively correlated with bacterial abundance, production and growth efficiency, thus suggesting a viral influence on bacterial DOC assimilation. Inorganic nutrient depletion observed during the summer period had no significant relationships with bacterial activity. Characterization of the bacterioplankton assemblages by denaturing gradient gel electrophoresis of 16S rRNA profiles revealed the existence of seasonal trends in phylogenetic identity of the bacterioplankton. During the summer stratification period, the relative intensity of specific phylotypes was correlated with DOC concentrations. Alphaproteobacteria and Synechococcus sp. phylotypes were highly correlated with chlorophyll a, BP and BGE

Processus d'accumulation du carbone organique dissous en surface de la Méditerranée Nord Occidentale (dynamique et rôle des bactéries hétérotrophes)

Les processus d accumulation du carbone organique dissous (COD), ont été étudiés dans les eaux côtières de la Méditerranée Nord-Occidentale et ont été liés à la variation de l activité et la structure de la communauté bactérienne. Nous avons suivi les changements de la concentration du COD en fonction de l abondance microbienne et l activité bactérienne, durant 16 mois d étude (Avril 2005-Juillet 2006) et à partir d un échantillonnage hebdomadaire dans la baie de Villefranche. Nos résultats ont montré des concentrations périodiques élevées de COD et une accumulation de COD dans le milieu naturel durant la période de stratification estivale. Les concentrations de COD été corrélées positivement avec l abondance des bactéries et négativement avec les abondances des ciliés et des virus. Parallèlement, notre étude à montré que la lyse virale été négativement corrélée avec l abondance bactérienne et l efficacité de croissance, ce qui conduit à une faible assimilation du carbone durant les périodes de pics viraux. On a également testé, durant trois périodes, les changements saisonniers de l activité bactérienne et les variations des concentrations du COD dans la colonne d eau de surface (5, 20, 50m). Les valeurs les plus élevées de COD ont été observées durant la période de stratification et ont été reliés aux faibles valeurs de BGE (8.52%). En comparaison, les valeurs les plus élevées de BGE (22.38%) ont été mesurées durant la période de bloom de phytoplancton. La faible efficacité de croissance était la conséquence d un taux de respiration élevé et une production bactérienne faible mesurée durant la même période.Afin de compléter notre connaissance sur les processus d accumulation du COD, on a testé l hypothèse du mauvais fonctionnement de la boucle microbienne dans une approche expérimentale examinant le rôle des additions de phosphates sur les réponses bactériennes dans différentes expérimentations saisonnières. L expérience réalisée en Juillet a montré que les additions de phosphates augmentent la consommation de COD jusqu'à 10 fois, en passant de 0.036 mol C l-1h-1 dans les témoins à 0.356 mol C l-1h-1 dans les traitements P2 (1 mol P l-1). En plus des précédents paramètres, nous avons testé les relations saisonnières de la concentration de COD et la diversité de l assemblage bactérien en étudiant le gène 16S RNA par gel électrophorèse à gradient dénaturant (DGGE) basé sur la PCR. On a démontré que l intensité relative des phylotypes spécifiques appartenant à SAR11, Roseobacter et Bacteroidetes, étaient corrélés avec les concentrations du COD. L addition de phosphates augmente les intensités relatives de ces phylotypes impliqués dans la consommation du COD. Ainsi la limitation en phosphates était responsable de l accumulation du COD observée durant la période de stratification.PARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF

Etude des particules exopolymériques transparentes (TEP) en milieu marin (dynamique et rôle dans le cycle du carbone)

PARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocVILLEFRANCHE/MER-Observ.Océano (061592201) / SudocSudocFranceF

Inorganic nutrient control of dissolved organic carbon (DOC) dynamics in NW Mediterranean waters: An experimental approach

In order to understand the microbial processes controlling seasonal DOC accumulation in NW Mediterranean Sea surface waters, nutrient addition experiments were conducted. The dynamics of DOC as well as the response of heterotrophic bacteria in terms of abundance, activity, and community composition were investigated in October, January, March, and July of 2006-2007. During the summer stratified period, the addition of phosphorus (at 0.1 and 1 mu M final concentrations), as well as nitrogen and phosphorus (at 10 mu M N and 1 mu M P) yielded marked decreases in DOC concentrations. Bacterial DOC consumption was 5.6 mu M C per day in the low phosphorus treatment, 8.6 mu M C per day in the high phosphorus treatment, and 8 mM C per day in the nitrogen plus phosphorus treatment. Most, but not all experiments, showed a clear decrease in the DOC concentrations when amended with phosphorus, even when in-situ concentrations were low. The addition of phosphorus also enhanced bacterial production and caused changes in the community composition of the bacterioplankton. The phosphorus limitation of bacterial activity and the changes in the relative abundance of specific phylotypes upon relieving nutrient limitation might explain the low DOC consumption rates during the summer stratified period