anoxiques, les bactéries méthanogènes étant présentes et fonctionnelles, elles peuvent
donc intervenir dans la minéralisation de la matière organique. Cette minéralisation est le
résultat de l’activité métabolique combinée et coordonnée de différentes populations
bactériennes présentant chacune des fonctions cataboliques distinctes vis-à-vis du carbone (Bryant, 1976, 1979 ; Zehnder, 1978 ; Wolfe et Higgins, 1979) :
- les bactéries hydrolytiques qui excrètent des enzymes extracellulaires hydrolysant les
polymères et qui catabolisent les produits de cette hydrolyse en acides gras, alcools,
hydrogène et gaz carbonique ;
- les bactéries acétogènes productrices d’hydrogène, qui convertissent les acides gras et les
alcools en acétate et hydrogène (oxydation couplée à la réduction des protons en hydrogène moléculaire) ;
- les bactéries méthanogènes qui catabolisent l’acétate et les composés mono-carbonés en
méthane.
La stabilité de ces processus de minéralisation est le reflet d’interactions qui aboutissent à
l’établissement de conditions optimales pour le métabolisme anaérobie, comprenant
l’approvisionnement en éléments nutritifs, la suppression de métabolites inhibant ces
processus et l’accroissement des vitesses cataboliques spécifiques. Les bactéries méthanogènes exerceraient trois sortes de fonctions régulatrices : régulation des protons, régulation des électrons et régulation des éléments nutritifs. La régulation des électrons via le
catabolisme de l’hydrogène, qui a été étudiée ici, semble importante au niveau de la
création de conditions thermodynamiquement favorables au catabolisme des composés
multi-carbonés (Zeikus, 1980).
Afin d’étudier les phénomènes de synergie ou d’inhibition pouvant exister au sein de
communautés bactériennes marines, des expériences de cultures mixtes associant différents types de bactéries susceptibles d’intervenir dans la minéralisation de la matière
organique, ont été effectuées. Les études ont porté sur la dégradation de la cellulose par
des monocultures, des dicultures et des tricultures.
MATÉRIEL ET MÉTHODES
- Les bactéries utilisées lors de ces expériences de recombinaisons in vitro ont été isolées de
sédiments marins lagunaires ou littoraux (Marty, 1983) :
. Souche C : bâtonnet sporulé, anaérobie strict, isolé de sédiments de la lagune du Brusc,
dégradant la cellulose.
. Souche F : bâtonnet asporulé Gram négatif, anaérobie facultatif, isolé de sédiments de
la lagune du Brusc, dégradant le cellobiose mais pas la cellulose.
. Souche M : bâtonnet asporulé, anaérobie strict, isolé de sédiments de la baie de
Concarneau, produisant du méthane à partir de H 2 -CO 2 et / ou du formate.
- Les expériences de recombinaison ont été effectuées en fioles de 600 ml contenant 400
ml de milieu de culture dont la composition est la suivante (en g/l) :
. Milieu minéral dérivant de celui de Zehnder et Wuhrmann (1977): KH
2
PO
4
0,41 ;
Na 2 HPO 4 .7H 2 O 0,53; NH 4 Cl 0,3; NaCl 10; CaCl
2
. 2H
a
O 0,11 ;
MgCl 2 .6H 2 O 0,11 ; NaHCO 3 4 ;
. Réducteurs : Cysteine 0,3 ; Na
2
S 0,3 ;
. Indicateur d’anaérobiose : résazurine 0,001 ;
. Solution d’oligo-éléments dérivant de celle de Ben-Bassat et al.(1981) (10 ml de solution
par litre de milieu de culture) : Acide nitrilotriacétique neutralisé à pH 6,5 avec KOH
12,8 ; FeSO 4 . 7H
2
O 0,1 ; MnCl
2
.4H
2
O 0,1 ; CoCl
2
. 6H
2
O 0,17 ; ZnCl
2
0,1 ; NiSO
4
0,026 ;
CuCl 2 0,02; H3BO3 0,01 ; NaMoO
4
.2H
2
O 0,01 ; NaCl 1 ; Na
2
SeO
3
0,02;
90
donc intervenir dans la minéralisation de la matière organique. Cette minéralisation est le
résultat de l’activité métabolique combinée et coordonnée de différentes populations
bactériennes présentant chacune des fonctions cataboliques distinctes vis-à-vis du carbone (Bryant, 1976, 1979 ; Zehnder, 1978 ; Wolfe et Higgins, 1979) :
- les bactéries hydrolytiques qui excrètent des enzymes extracellulaires hydrolysant les
polymères et qui catabolisent les produits de cette hydrolyse en acides gras, alcools,
hydrogène et gaz carbonique ;
- les bactéries acétogènes productrices d’hydrogène, qui convertissent les acides gras et les
alcools en acétate et hydrogène (oxydation couplée à la réduction des protons en hydrogène moléculaire) ;
- les bactéries méthanogènes qui catabolisent l’acétate et les composés mono-carbonés en
méthane.
La stabilité de ces processus de minéralisation est le reflet d’interactions qui aboutissent à
l’établissement de conditions optimales pour le métabolisme anaérobie, comprenant
l’approvisionnement en éléments nutritifs, la suppression de métabolites inhibant ces
processus et l’accroissement des vitesses cataboliques spécifiques. Les bactéries méthanogènes exerceraient trois sortes de fonctions régulatrices : régulation des protons, régulation des électrons et régulation des éléments nutritifs. La régulation des électrons via le
catabolisme de l’hydrogène, qui a été étudiée ici, semble importante au niveau de la
création de conditions thermodynamiquement favorables au catabolisme des composés
multi-carbonés (Zeikus, 1980).
Afin d’étudier les phénomènes de synergie ou d’inhibition pouvant exister au sein de
communautés bactériennes marines, des expériences de cultures mixtes associant différents types de bactéries susceptibles d’intervenir dans la minéralisation de la matière
organique, ont été effectuées. Les études ont porté sur la dégradation de la cellulose par
des monocultures, des dicultures et des tricultures.
MATÉRIEL ET MÉTHODES
- Les bactéries utilisées lors de ces expériences de recombinaisons in vitro ont été isolées de
sédiments marins lagunaires ou littoraux (Marty, 1983) :
. Souche C : bâtonnet sporulé, anaérobie strict, isolé de sédiments de la lagune du Brusc,
dégradant la cellulose.
. Souche F : bâtonnet asporulé Gram négatif, anaérobie facultatif, isolé de sédiments de
la lagune du Brusc, dégradant le cellobiose mais pas la cellulose.
. Souche M : bâtonnet asporulé, anaérobie strict, isolé de sédiments de la baie de
Concarneau, produisant du méthane à partir de H 2 -CO 2 et / ou du formate.
- Les expériences de recombinaison ont été effectuées en fioles de 600 ml contenant 400
ml de milieu de culture dont la composition est la suivante (en g/l) :
. Milieu minéral dérivant de celui de Zehnder et Wuhrmann (1977): KH
2
PO
4
0,41 ;
Na 2 HPO 4 .7H 2 O 0,53; NH 4 Cl 0,3; NaCl 10; CaCl
2
. 2H
a
O 0,11 ;
MgCl 2 .6H 2 O 0,11 ; NaHCO 3 4 ;
. Réducteurs : Cysteine 0,3 ; Na
2
S 0,3 ;
. Indicateur d’anaérobiose : résazurine 0,001 ;
. Solution d’oligo-éléments dérivant de celle de Ben-Bassat et al.(1981) (10 ml de solution
par litre de milieu de culture) : Acide nitrilotriacétique neutralisé à pH 6,5 avec KOH
12,8 ; FeSO 4 . 7H
2
O 0,1 ; MnCl
2
.4H
2
O 0,1 ; CoCl
2
. 6H
2
O 0,17 ; ZnCl
2
0,1 ; NiSO
4
0,026 ;
CuCl 2 0,02; H3BO3 0,01 ; NaMoO
4
.2H
2
O 0,01 ; NaCl 1 ; Na
2
SeO
3
0,02;
90