Effet des pesticides sur la diversité bactérienne des champs agricoles et la capacité des bactéries à les dégrader
Thèse ou mémoire / Thesis or Dissertation
Date de publication
Autrices et auteurs
Identifiant ORCID de l’auteur
Contributrices et contributeurs
Direction de recherche
Publié dans
Date de la Conférence
Lieu de la Conférence
Éditeur
Cycle d'études
Maîtrise / Master's
Programme
Affiliation
Mots-clés
- Microbiologie des pesticides
- Diuron
- Linuron
- Bioremédiation
- Biofiltres
- Biodiversité du sol
- Microbiology of pesticides
- Bioremediation
- Biofilters
- Biodiversity of soil
Organisme subventionnaire
Résumé
Résumé
Dans cette étude, à l’aide du séquençage d’amplicon de l’ARN 16S bactérien, associé aux analyses bioinformatiques et statistiques, nous avons démontré pour la première fois que les Actinobacteries qui sont majoritaires dans le sol et représentent jusqu'à 45%, sont les plus affectées par les pesticides. En outre, nous avons démontré que les Acidobacteries sont aussi affectées par le mélange Linuron et Diuron testé, et que l’exposition successive du sol a ces molécules peut entrainer leur diminution significative. Cependant, le pourcentage des bactéries de l’ordre des Burkholderiales appartenant à la classe BetaProteobacteria, et les Xanthomonadales, qui appartiennent à la classe GammaProtéobacteria, du groupe Protéobacteria augmentent significativement. Une fois que l'exposition aux pesticides s'est arrêtée pendant la période hivernale, la biodiversité des bactéries citées avait tendance à revenir à la normale.
Rhodanobacter spathiphyllum et Geobacillus stearothermophilus ont été isolés d'un échantillon de sol exposé aux pesticides et ont montré une croissance optimale en présence de Diuron dans un milieu minimum par rapport à leur absence.
La dégradation de Linuron par les deux bactéries, a été confirmé par HPLC-MS, et le résultat semble être le même (de 20 μg / ml à 0,9 μg / ml), alors que la dégradation de Diuron par R. spathiphyllum était meilleure (de 40 μg / ml à 31 μg / ml) par rapport à G. stearothermophilus (de 40 μg / ml à 37 μg / ml). Cette dégradation de Diuron par R. spathiphyllum semble donner des produits de dégradation toxiques pour cette bactérie après deux semaines d’incubation, ce qui résulte un déclin de croissance de la bactérie.
This study presents the characterization of bacteria involved responsible in-vivo bioremediation of herbicides Diuron and Linuron. Microbial biodiversity was analyzed using 16S RNA amplicon sequencing methods for six soil samples of two different biofilters, sampled three times a year over three year period. Illumina MiSeq amplicon sequencing coupled with bioinformatics and statistical analysis showed that the Actinobacteria group are most abundant in soil noncontaminated by pesticides accounting for up to 45% of bacteria, whereas subsequent exposure of soil to pesticides altered the biodiversity and the abundance of each group of bacteria present in a given soil sample. Proteobacteria were found to be the most abundant after three successive exposures to pesticides during the growing session. Once pesticide exposure stopped during the winter period, the biodiversity of our soil had a tendency to recover. Rhodanobacter spathiphyllum and Geobacillus stearothermophilus were isolated from a soil sample exposed to pesticides and showed optimal growth in the presence of Diuron in liquid minimal medium compared to conditions without the pesticide. The results of degradation of Diuron and Linuron by R. spathiphyllum in minimal medium, were confirmed by High Performance Liquid Chromatography-Mass Spectrometry (HPLC-MS), and showed a better degradation of Linuron (from 20 μg/ ml to 0.9 μg/ml and Diuron (from 40 μg/ml to 31 μg/ml) by R. spathiphyllum and (from 40 μg/ml to 37 μg/ml) by G. stearothermophilus. The degradation of Diuron by R. spathiphyllum seems to produce by-products that inhibit its growth.
This study presents the characterization of bacteria involved responsible in-vivo bioremediation of herbicides Diuron and Linuron. Microbial biodiversity was analyzed using 16S RNA amplicon sequencing methods for six soil samples of two different biofilters, sampled three times a year over three year period. Illumina MiSeq amplicon sequencing coupled with bioinformatics and statistical analysis showed that the Actinobacteria group are most abundant in soil noncontaminated by pesticides accounting for up to 45% of bacteria, whereas subsequent exposure of soil to pesticides altered the biodiversity and the abundance of each group of bacteria present in a given soil sample. Proteobacteria were found to be the most abundant after three successive exposures to pesticides during the growing session. Once pesticide exposure stopped during the winter period, the biodiversity of our soil had a tendency to recover. Rhodanobacter spathiphyllum and Geobacillus stearothermophilus were isolated from a soil sample exposed to pesticides and showed optimal growth in the presence of Diuron in liquid minimal medium compared to conditions without the pesticide. The results of degradation of Diuron and Linuron by R. spathiphyllum in minimal medium, were confirmed by High Performance Liquid Chromatography-Mass Spectrometry (HPLC-MS), and showed a better degradation of Linuron (from 20 μg/ ml to 0.9 μg/ml and Diuron (from 40 μg/ml to 31 μg/ml) by R. spathiphyllum and (from 40 μg/ml to 37 μg/ml) by G. stearothermophilus. The degradation of Diuron by R. spathiphyllum seems to produce by-products that inhibit its growth.
Table des matières
Notes
Notes
Autre version linguistique
Ensemble de données lié
Licence
Approbation
Évaluation
Complété par
Référencé par
Ce document diffusé sur Papyrus est la propriété exclusive des titulaires des droits d'auteur et est protégé par la Loi sur le droit d'auteur (L.R.C. (1985), ch. C-42). Sauf si le document est diffusé sous une licence Creative Commons, il ne peut être utilisé que dans le cadre d'une utilisation équitable et non commerciale comme le prévoit la Loi (i.e. à des fins d'étude privée ou de recherche, de critique ou de compte-rendu). Pour toute autre utilisation, une autorisation écrite des titulaires des droits d'auteur sera nécessaire.