La structure des communautés bactériennes de la Seine

La structure des communautés bactériennes de la Seine : relation avec les
paramètres physico-chimiques et les polluants
Isabelle George 1, Adriana Anzil 1, Iris Barjhoux 2, Pierre Labadie 3, Hélène Budzinski 3, Lise Fechner 4, Pierre Servais 1
1Ecologie
des Systèmes Aquatiques (ESA), Université Libre de Bruxelles; 2 UMR-I 02 INERIS-URCA-ULH SEBIO, Université de Reims Champagne-Ardenne;
Equipes LPTC et Ecotoxicologie aquatique, UMR CNRS 5805 EPOC – OASU, Université de Bordeaux; 4 UR HBAN, Equipe Ecotoxicologie, Irstea, Antony
Pour chaque échantillon, l’ADN a été extrait et trois mille à
10000 séquences du gène codant pour l'ARNr16S (marqueur
phylogénétique des bactéries) ont été obtenues par séquençage à
haut débit (pyroséquençage) afin de caractériser la structure des
communautés bactériennes de la Seine (nombre de taxons et
abondance relative de ceux-ci).
III Dissimilarité de la structure des communautés
bactériennes
Sobs
TTriSedJuil12
TriSedDec12
TTriSedOct11
Bo
ouSedJuil12
BouSedDec12
Bo
ouSedOct11
MaarSedJuil12
MaarSedOct11
TTriEauJuil12
TriEauDec12
TTriEauOct11
Bo
ouEauJuil12
BouEauDec12
Bo
ouEauOct11
ACE
MaarEauJuil12
La diversité bactérienne de l'eau et des sédiments de la Seine a
été analysée lors de trois campagnes d'échantillonnage
((septembre
p
2011, jjuillet 2012, décembre 2012)) aux stations
Marnay, Bougival et Triel.
4500
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
MaarEauDec12
L’objectif de l’étude était de tenter de relier la structure des
communautés bactériennes de l’eau et des sédiments de la Seine à
la présence de certains polluants.
MaarEauOct11
Nombre d'OTU0.03 observé ou es mé
II Richesse
Ri h
spécifique
é ifi
d échantillons
des
é h till
I Objectifs
I.
Obj tif ett méthodologie
éth d l i
Richesse en OTU0.03 (observée : en noir ; estimée : en orange) dans la Seine à Marnay
(Mar), Bougival (Bou) et Triel (Tri) lors des 3 campagnes d’échantillonnage.
Eau=bactéries de la colonne d’eau; Sed= bactéries du sédiment. (Une OTU0.03 est
constituée de séquences partageant 97% d’identité )
• La richesse spécifique est beaucoup plus grande dans les
sédiments que dans la colonne d’eau.
• Pas d’enrichissement en espèces au passage de
l’agglomération parisienne
IV Composition phylogénétique
bactériennes de la colonne d’eau
des
100%
communautés
unclassified
other
90%
Nitrospirae
80%
Arma monadetes
Chlorobi
70%
Firmicutes
60%
Spirochaetes
unclas. Proteob.
50%
Planctomycetes
40%
Acidobacteria
Deltaproteobacteria
30%
Chloroflexi
20%
Alphaproteobacteria
Cyanobacteria
10%
Gammaproteobacteria
Dendrogramme de similarité de la structure des communautés bactériennes dans les
différents échantillons d’eau (« Wat ») et de sédiment (« Sed ») collectés à Marnay,
Bougival
g
et Triel aux 3 campagnes
p g
d’échantillonnage
g ((octobre 2011, jjuillet 2012 et
décembre 2012)
Présence de deux « clusters » très distincts: eau versus sédiment.
ar
Se
dS
ep
M
t1
ar
1
Se
dJ
M
ul
ar
12
Se
dD
Bo
ec
12
uS
ed
Se
pt
Bo
11
uS
ed
Ju
Bo
l1
uS
2
ed
De
Tr
c1
i Se
2
dS
ep
t1
Tr
1
iSe
dJ
ul
Tr
iSe 12
dD
ec
12
Verrucomicrobia
M
at
Se
pt
M
11
ar
W
at
M
Ju
l1
ar
2
W
at
De
Bo
c1
uW
2
at
Se
pt
Bo
uW 11
at
Ju
Bo
l1
uW
2
at
De
Tr
c1
iW
2
at
Se
pt
Tr
11
iW
at
Ju
l1
2
0%
M
ar
W
3
Bacteroidetes
Betaproteobacteria
Ac nobacteria
Composition phylogénétique (au niveau du phylum) des communautés
bactériennes des échantillons d’eau (« Wat ») et de sédiment (« Sed ») le long de
l’axe Marnay-Bougival-Triel aux 3 campagnes d’échantillonnage (octobre 2011,
juillet 2012 et décembre 2012). Les phyla représentant < 0.1% de l’ensemble
des pyroséquences ont été groupés dans la catégorie « other » (autres). .
Des échantillons d’eau dominés par quelques phyla.
Des échantillons de sédiments très diversifiés comprenant
des phyla non identifiés.
V Corrélation entre la structures des communautés bactériennes de l’eau et les concentrations en polluants
a)
b)
c)
d)
Représentation graphique NMDS en 2D de la (dis)similarité entre communautés bactériennes des échantillons d’eau. Vecteurs représentés sur les graphes: paramètres physicochimiques généraux (a), métaux (b), résidus médicamentaeux (c) , alkylphénols et perfluoroalkylés (d)
VI Conclusions
Composition des communautés dans l’eau et les sédiments très différente. Plus grande diversité dans les sédiments. Dans l’eau, la
diversité est dominée par quelques phyla et même quelques genres.
2. Les OTU qui sont le plus structurants pour les communautés bactériennes ont été mis en évidence (données non présentées), il reste
à les identifier avec l’espoir de trouver des taxons montrant une bonne corrélation avec des polluants particuliers.
3. Bonnes corrélations entre la structure des communautés et la plupart des paramètres abiotiques, particulièrement les polluants.
1.