Master
French
Taux d'assimilation du CO2 et du H2S de bactéries phototrophes sulfureuses vertes et pourpres de la chimiocline du lac de Cadagno (TI)
ContributorsBeney, Clarisse
DirectorsStorelli, Nicola; Tonolla, Mauro Amedeo
Defense date2021
Abstract
Le lac de Cadagno est un lac méromictique crénogénique qui a la particularité d'avoir une chimiocline permanente peuplée de bactéries phototrophes sulfureuses anoxygéniques. Une vue d'ensemble du lac pendant la saison chaude a été brossée par des données météorologique, physico-chimique et biologique. La structure de ce lac ainsi que la population bactérienne de sa chimiocline ont été suivies au cours de la saison chaude à différents niveaux : physiques par des mesures de turbidité avec CTD ; chimiques pour le soufre ; et biologiques, en suivant la dynamique générale des bactéries phototrophes sulfureuses de la colonne d'eau avec la cytométrie de flux, et avec des quantifications ponctuelles à plus fine échelle par hybridation fluorescente in situ (FISH). Trois espèces de bactéries représentatives de la chimiocline du lac de Cadagno ont été testées pour leur assimilation du carbone à différentes conditions (in vitro et in situ) en utilisant le radio-isotope 14C. En outre, le taux de photo‑oxydation du soufre de ces mêmes espèces de bactéries a été mesuré à des lumières croissantes à l'aide d'un capteur de gaz hydrogène sulfuré et d'une chambre microrespiratoire. Ce travail a montré que les bactéries sulfureuses pourpres (PSB) Chromatium okenii souche LaCa et Thiodictyon syntrophicum souche Cad16T, ainsi que la bactérie sulfureuse verte (GSB) Chlorobium phaeobacteroides souche 1VII D7 étaient capables de fixer le CO2 en présence et en absence de lumière, par photo- et chimio-autotrophie respectivement. De manière général, T. synthrophicum Cad16T s'est révélé le plus actif dans la fixation du CO2, suivi par l'autre PSB C. okenii LaCa et la GSB C. phaeobacteroides 1VII D7. Il est intéressant de noter qu'à la lumière, la présence d'oxygène réduit considérablement la capacité de fixation des trois espèces, tandis qu'à l'obscurité, elle a un effet positif pour C. okenii LaCa, mais pas pour les deux autres. L'expérience de l'oxydation du soufre a donné un aperçu de la sensibilité des différentes espèces à la lumière à travers la constante de demi-saturation de la lumière (K) et a sous-ligné le lien entre la complexité intracellulaire et le stockage du soufre dans des granules de soufre (SGB). En normalisant les résultats au biovolume le meilleur rendement d'oxydation du soufre revenait à C. phaeobacteroides 1VII D7, suivi de T. syntrophicum Cad16T, puis de C. okenii LaCa. Le même classement s'appliquait à leur sensibilité à la lumière. Cette étude permet de mieux comprendre le fonctionnement des bactéries sulfureuses vertes et pourpres dans leur environnement, mais aussi de voir qu'elles jouent un rôle important dans la production primaire du lac de Cadagno, ainsi que dans le cycle du soufre. Lake Cadagno is a crenogenic meromictic lake which has the peculiarity of having a permanent chemocline populated by anoxygenic phototrophic sulfur bacteria. The structure of the lake, and its bacterial population of the chemocline, were monitored during the warm season at different level: physical using CTD profiles, chemical showing the sulfur cycle, and biological, following the general phototrophic sulfur bacteria dynamic on the water column with flow cytometry, and counting at fine-scale every PSB and GSB population by fluorescence in situ hybridisation (FISH). Three species of bacteria representative of the Lake Cadagno chemocline were tested for carbon assimilation under different conditions (in vitro and in situ) using the 14C radioisotope. Moreover, the sulfur photo-oxidation rate of these same bacterial species was measured at increasing light levels using a sulfide gas sensor and a micro-respiratory chamber. This work showed that the purple sulfur bacteria (PSB) Chromatium okenii strain LaCa and Thiodictyon syntrophicum strain Cad16T, as well as the green sulfur bacteria (GSB) Chlorobium phaeobacteroides strain 1VII D7 were able to fix CO2 in the presence and absence of light. In general, T. synthrophicum Cad16T was the most active in CO2 fixation, followed by the other PSB C. okenii LaCa and the GSB C. pheaobacteroides 1VII D7. It is interesting to note that in light, the presence of oxygen significantly reduces the binding capacity of all three species, while in darkness it has a positive effect for C. okenii LaCa, but not for the other two species. The sulfur oxidation experiment gave insight into the sensitivity of the different species to light through the half-saturation constant of light (K) and underlines the link between intracellular complexity and sulfur storage in sulfur granules (GBS). By normalizing the results to the biovolume, the best sulfur oxidation yield went to C. phaeobacteroides 1VII D7, followed by T. syntrophicum Cad16T, then C. okenii LaCa. The same ranking applied to their sensitivity to light. This study provides a better understanding of the functioning of green and purple sulfur bacteria in their environment, but also shows that they play an important role in the primary production of Lake Cadagno, as well as in the sulfur cycle.
fre
Keywords
- Chemocline
- Phototrophic sulfur bacteria
- CO2 fixation
- Anoxygenic photosynthesis
NoteRésumé en français et en anglais
Affiliation entities
Research groups
Citation (ISO format)
BENEY, Clarisse. Taux d’assimilation du CO2 et du H2S de bactéries phototrophes sulfureuses vertes et pourpres de la chimiocline du lac de Cadagno (TI). Master, 2021.
Main files (1)
Master thesis
Identifiers
- PID : unige:148190
Technical informations
Creation26/01/2021 18:16:00
First validation26/01/2021 18:16:00
Update30/03/2023 11:07:43
Status update30/03/2023 11:07:42
Last indexation31/10/2024 21:07:17
