Biodiversité microbienne dans les milieux extrêmes salés du Nord-Est Algérien. Doctorat thesis(2020), Université de Batna 2.
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Date
2020-09-29
Authors
MENASRIA Taha
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Abstract
L’objectif de ce travail de recherche consiste à analyser et caractériser la diversité des procaryotes des Chotts et Sebkhas situés dans des zones arides et semi-arides (Nord-Est de l'Algérie) ainsi d’élargir les connaissances de cette biodiversité du point de vue fonctionnel et intérêt biotechnologique. Dans un premier temps, la diversité et la distribution des communautés bactériennes et archéennes dans deux habitats hypersalés classés comme sites Ramsar ‘Chott El Beida et Chott Tinsilt’ ont été analysée par le biais d’une approche métagénomique avec un séquençage à haut débit (Illumina, MiSeq). D’autre part, une collection d’halophiles isolés de sept dépressions endoréiques a été explorée pour leur potentiel de production d’hydrolases, leur tolérance aux métaux lourds et comme agent de bio-contrôle vis-à-vis des champignons phytopathogènes. L'étude réalisée à partir de vingt échantillons de sols hyersalés a conduit à la description de séquences d'Archaea méthanogènes, hyperthermophiles et surtout d’halophiles affiliées à l’ordre Halobacteriales. Pour l’ensemble des échantillons, les séquences de Bacteria étaient associées à des Actinobacteria (22,4-16,4%), Bacteroidetes (15,1- 21,6%), Proteobacteria (15,4-16,7%), Chloroflexi (8,35-5,2%) et Planctomycetes (5,6-4,8%) qui représentent plus de (68,7-64,8%) du total des séquences bactériennes détectées dans les deux Chotts (El Beida et Tinsilt) respectivement. Des Acidobacteria, Aquificae, Cyanobacteria, Deinococcus-Thermus, Firmicutes, Verrucomicrobia et Gemmatimonadetes ont été également identifiés. Les modèles linéaires généralisés ont montré que le nombre des unités taxonomiques opérationnelles (OTUs) et la richesse en espèces variaient de manière significative entre les principaux facteurs (Site, Gradient et Horizon) (p <0,001). Un total de 142 halophiles extrêmes et halotolérants (68 archées et 74 eubactéries non mycéliennes) ont été isolés et phylogénétiquement identifiés. Sur la base du séquençage ADNr 16S, les isolats archéens ont été attribués à sept phylotypes différents de la classe Halobacteria à savoir (Haloarcula, Halococcus, Haloferax, Halogeometricum, Haloterrigena, Natrialba et Natrinema, avec une dominance des genres Haloferax (30 souches) (44%) et Halococcus (13%). En outre, la diversité cultivable a montré un groupe hétérogène de bactéries halophiles appartenant à deux grands phylums, Firmicutes (52souches/ 12genres/ 70,2%) et γ- Proteobacteria (22 souches/ 4genres/ 29,7%). La majorité des isolats ont été affiliés aux genres Bacillus, Halobacillus, Oceanobacillus, Virgibacillus, Salicola et Halomonas. Le screening enzymatique a montré que 89,7% des archées halophiles étaient capables de produire au moins deux types d’enzymes extracellulaires tandis que les souches produisant des activités d’estérase, gélatinase, inulinase, cellulase et protéase constituaient le groupe fonctionnel le plus diversifié. Par ailleurs, la plupart des producteurs enzymatiques des eubactéries halophiles étaient liés aux genres Bacillus, Halobacillus et Virgibacillus. Dans l'ensemble, les isolats bactériens ont présenté une tolérance remarquable avec des valeurs de concentration minimale inhibitrice (CMI) élevées pour le Ni2+ et le Cu+2 (0,625 à 5 mM) par rapport au Cd2+ (0,1 à 2 mM) et au Zn2+ (0,156 à 2 mM). En outre, dix souches affiliées aux genres Bacillus, Virgibacillus et Halomonas, ont montré une activité antagoniste importante vis-à-vis des phytopathogènes (Botrytis cinerea, Fusarium oxyporum, F. verticillioides et Phytophthora capsici). Cette étude sur la diversité des procaryotes halophiles des environnements salins rares a révélé une communauté abondante et diversifiée, présentant des sources potentielles de biocatalyseurs et de nouveaux métabolites bioactifs, ainsi que des candidats prometteurs comme agents de biocontrôle et des outils écologiques de bioremédiation et pour applications biotechnologiques importantes.