Impact des métaux lourds sur l’activité et la diversité bactérienne des sols du Nord de la France

SAULNIER Olivier / BTS Biotechnologies Année 2010-2011 Impact des métaux lourds sur l’activité et la diversité bactérienne des sols du Nord de la France • Directrice de l’IRD France–Nord : Mme Corinne ROULAND-LEFEVRE • Responsable de stage : Mme Anne PANDO

Abstract Institute of Research and Development (IRD) Unit 211 BIOEMCO IBIOS Impact of heavy metals on bacterial diversity and activity of soil in Northern France Enzymology => activity of the soil Microbiology => Biomass and global metabolic activity Molecular biology => DNA and diversity of bacterial species

Plan de la présentation 1) L’IRD et l’équipe 2) L’étude des sols 3) Enzymologie 4) Microbiologie et métabolisme • Most Probable Number (MPN) • BIOLOG – Profil physiologique 5) Biologie moléculaire • Polymerase Chain Reaction (PCR) • Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE) • Bilan

1) L’IRD et l’équipe - L’IRD Etablissement Public Comprend 57 UMR Implanté sur 5 continents Budget de 230 millions d’euros (2009) - L’UMR 211 : BIOEMCO UPMC – CNRS – INRA – ENS – IRD – AgroParisTech – UPEC 180 personnes - L’équipe IBIOS Interactions macro-organismes/micro-organismes

2) L’étude des sols 48 échantillons total 32 retenus Témoin A5 : « Sans végétation » Témoin A7 : « Sans pollution » Indicateur biologique ≈ 5x1030 bactéries

3) Enzymologie Présence ou non d’une enzyme Enzymes d’origine microbiennes et végétales Phosphatases Phosphatase acide (pH 4) Phosphatase alcaline (pH 9) Hétérosidases N-acétyl-glucosaminidase β –glucosidase

3) Enzymologie

4) Microbiologie et métabolisme • Most Probable Number (MPN) Estimation quantité de µO Table de Mc Craddy (1918)

4) Microbiologie et métabolisme • BIOLOG – Profil Physiologique 31 substrats carbonés différents 3 répétitions Chlorure de tetrazolium (incolore) Formazan (violet) Activité métabolique globale : AWCD Richesse : Proportion de substrats métabolisés

4) Microbiologie et métabolisme • BIOLOG – Profil Physiologique

5) Biologie moléculaire • Polymerase Chain Reaction (PCR) Kary Mullis 1985 ARN r 16S Séquence variable Amorce 338f - GC 5’ 3’ 3’ 5’ Amorce 518r Séquence très conservée

Bande aspécifique (≈ 500 pb) Bande attendue (≈ 230 pb)

5) Biologie moléculaire • Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE) Séparer Fragments double brins Tailles identiques Séquences différentes Gradient de dénaturation croissant Gel d’acrylamide (≈ 1,5 mm) Dénaturants : Urée + Formamide Ouverture de domaine en domaine 1 bande = 1 espèce théorique Détection de mutation, polymorphisme, séquençage

5) Biologie moléculaire • Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE) - Ouverture du double brin d’ADN Sens de la migration Gradient dénaturant +

35% A1 A5/A7 A3/A4/A2 65%

Bilan Pollution => Activité enzymatique Biomasse Diversité Biomasse => Activité enzymatique Diversité Végétation => Activité enzymatique Biomasse

Impact des métaux lourds sur l’activité et la diversité bactérienne des sols du Nord de la France