Institut Méditerranéen d’Océanologie
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Tâche 2 : Relations phytoplancton-bactéries

(Responsable : Bonin P. et Rontani J-F.)

Participants à cette tâche : Équipe 2 : CE et Équipe 3 : MEB

Collaborations : Volkman J.K. (CSIRO - Australie), Jameson I. (CSIRO - Australie), Méjean V. (LCB-UPR9043), Jeanthon C. (Station Biologique de Roscoff).

Buts :

Nous nous proposons d’approfondir l’étude du transfert d’oxygène singulet des cellules phytoplanctoniques sénescentes vers les bactéries qui leur sont associées, que nous avons mis évidence lors d’incubations in vitro de cultures phytoplanctoniques non axéniques (Christodoulou et al., 2010). En effet, dans les organismes hétérotrophes les dégâts pouvant résulter de ces processus pourraient être considérables du fait de l’absence de systèmes photoprotecteur et anti-oxydant adaptés. L’afflux d’oxygène singulet devrait conduire à une dégradation importante non seulement des acides gras insaturés des bactéries mais également de certains de leurs acides aminés et de leurs acides nucléiques.

Certains résultats que nous avons obtenus récemment semblent indiquer que ce transfert d’oxygène singulet peut conduire à une limitation significative de la croissance bactérienne (Fig. 1). Ce phénomène pourrait donc jouer un rôle très important dans la préservation de la matière organique algale lors de sa sédimentation et expliquer notamment pourquoi les particules en suspension et celles coulant rapidement sont plus ou moins affectées par les processus de biodégradation (Sheridan et al., 2002).

Figure 1 {JPEG}

Figure 1 : Interactions phytoplancton sénescent bactéries hétérotrophes.

Nous étudierons également le rôle joué par les frustules siliceuses des diatomées et les coccolithes de certains haptophytes dans la préservation/dégradation de la MOP. En effet, si celles-ci peuvent jouer un rôle physique de ballast (en accélérant la chute des particules et en limitant donc leur dégradation), elles pourraient également limiter (du fait de leur caractère polaire) le transfert d’oxygène singulet des cellules phytoplanctoniques sénescentes vers les bactéries qui leur sont associées et donc favoriser la biodégradation.

Cette tâche correspond en grande partie à la thèse de Morgan Petit et s’intègre également dans celle de Maxime Suroy.


Références :

  • Christodoulou S., F. Joux, J.-C. Marty, R. Sempéré, and J.-F. Rontani. 2010. Comparative study of UV and visible light induced degradation of lipids in non-axenic senescent cells of Emiliania huxleyi. Mar. Chem. 119 : 139-152.
  • Sheridan, C. C., C. Lee, S. G. Wakeham, and J. K. B. Bishop. 2002. Suspended particle organic composition and cycling in surface and midwaters of the equatorial Pacific ocean. Deep-Sea Res. I 49 : 1983-2008.

Avancement :

Publications effectuées dans le cadre de cet axe :

  • Rontani J-F., Charriere B ., Forest A., Heussner S., Vaultier F., Delsaut N., Fortier L. et Sempéré R. (2012) Intense photooxidative degradation of planktonic and bacterial lipids in sinking particles collected with sediment traps across the Canadian Beaufort Shelf (Arctic Ocean).Biogeosciences 9, 4787-4802 icone pdf
  • Petit M., Sempéré R., Vaultier F. et Rontani J-F. (2013) Photochemical Production and Behaviour of Hydroperoxyacids in Heterotrophic Bacteria Attached to Senescent Phytoplanktonic Cells. Int. J. Mol. Sci. 14, 11795-11815. icone pdf
  • Petit M., Suroy M., Sempéré R., Vaultier F., Volkman J.K., Goutx M. et Rontani J-F. (2015) Transfer of singlet oxygen from senescent phytoplankton cells to attached heterotrophic bacteria : effect of silica and carbonaceous matrices. Mar. Chem. 171, 87-95. icone pdf
  • Petit M., Bonin P., Amiraux R., Michotey V., Guasco S., Armitano J., Jourlin-Castelli C., Vaultier F., Méjean V. et Rontani J-F. (2015) Effects of singlet oxygen transfer on the dynamic of bacterial communities attached to phytodetritus. Environ. Sci. Poll. Res. DOI 10.1007/s11356-015-4209-0.
  • Amiraux R., Jeanthon C., Vaultier F. et Rontani J-F. (2016) Paradoxical effects of seawater temperature and solar irradiance on the photodegradation state of senescent phytoplankton. J. Phycol. (Sous presse)


Thèses effectuées ou en cours dans le cadre de cette tâche :

  • Morgan PETIT (2010-13) : Induction of photodegradative processes in bacteria associated to phytodetritus : implications on the transfer of organic matter in the ocean. Soutenue le 03 décembre 2013.
  • Rémi AMIRAUX (2014-17) : Effets paradoxaux de l’irradiance et de la température sur la photodégradation des cellules phytoplanctoniques sénescentes et des bactéries associées.


Présentations à des meetings :

  • Petit M., Rontani J-F., Wakeham S.G., Volkman J.K., Vaultier F. et Sempéré, R. Transfer of photooxidative processes from senescent phytoplanktonic cells to attached bacteria : implications on the preservation of organic matter. 25rd International Meeting on Organic Geochemistry. Interlaken, Septembre 2011.
    présentation icone pdf
  • Petit M., Suroy M., Sempéré R., Bonin P., Michotey V., Vaultier F., Guasco S., Volkman J.K., Rontani J-F. Implications of the photooxidation state of bacteria attached to phytodetritus on the preservation of algal organic matter in the marine environment. ASLO 2013, New Orleans, Février 2013.
    présentation icone pdf
  • Amiraux R, Jeanthon C, Vaultier F, Rontani J-F.Exacerbation of photooxidative processes in Arctic zones : why  ? and consequences  ? GreenEdge meeting, Paris, Novembre 2015.
  • Amiraux R, Galeron M-A, Jeanthon C, Vaultier F, Rontani J-F.Paradoxical Effects of seawater temperature and solar irradiance on the photo-degradation state of senescent phytoplankton. AGU ocean sciences meeting, New Orleans, Février 2016.


Financement :

  • Projet TRANSPHYTOBAC (Etude du TRANSfert d’oxygène singulet des cellules PHYTOplanctoniques sénescentes aux BACtéries qui leur sont associées : incidence sur la préservation du matériel algal)) (P.I. Rontani J-F.) (EC2CO-Microbien, 2012-2014, 40k€). (Partenaires : équipes 2 et 3 du MIO, Laboratoire de Chimie Bactérienne - UMR 9043, CSIRO Marine and Atmospheric Research, Hobart, Australie).
  • Projet PHOTOMED (P.I. F. Joux) Financé par MERMEX-WP4 en 2011 et 2012 (5 KEuros).
  • Financement de la thèse de Morgan PETIT (2010-2013) allocation ministérielle. Soutenue le 03 décembre 2013.
  • Financement de thèse obtenu auprès du ministère (Thèse de Rémi Amiraux (2014-2017, co-direction Rontani J-F. et Bonin P.).
  • MICROMAR : Étude des interactions microalgues-bactéries en milieu marin à l’échelle cellulaire et moléculaire. (EC2CO – microbien, 2014-2016, 44 KEuros) P.I. JEANTHON C., Partenaires (station biologique de Roskoff (UMR 7144) et équipes 2 et 3 du MIO).
  • Participation financière du MIO de 3k€ en 2013 et 4k€ en 2014.

►Accès direct vers :

- Introduction - Principaux objectifs - Organisation et Fonctionnement

- Tâche 1 : Dégradation de la MO terrigène apportée par les fleuves et les poussières éoliennes en mer
(Responsables : Panagiotopoulos C. et Rontani J-F.)

- Tâche 3 : Sources et dégradation de la MO dans les aérosols marins
(Responsable : Piazzola J. et Pulido-Villena E.)