Marta Tomaszkiewicz (M2 BEM)

Diversity and phylogeny of Baltic Seapicocyanobacteria inferred from

their ITS and phycobiliprotein operons

(Haverkamp T. et al., 2008)

Le genre Synechococcus

souches riches en phycoérythrine (PE)

souches rouges & vertes

souches riches en phycocyanine (PC)

Absorption de la lumière verte

Absorption de la lumière rouge

Partage du spectre de lumière

Apparance rouge,Domination dans les eaux oceaniques du large

Apparance bleue-verte,Domination dans les eaux turbides

Coexistence dans la lumière blanche, dans les eaux avec

la coloration moyenneD’après Stomp et al., 2004

* Possibilité de posséder

phycoerythrobiline (PEB)

et phycourobiline (PUB)

Les études précédentes de Synechococcus• De nombreux clusters ont été identifiés sur la base de la

pigmentation photosynthétique, les demandes en azote, la motilité et la salinité

• Environnements marins – les espèces dominées par les membres du cluster 5

PE, teneur en GC (55-62%), nécessitent une teneur en sel élevée

PC, teneur en GC (63-66%)

• Certaines souches isolées des environnements marins et d’eau douce produisent de la PE mais sont apparentées à Cyanobium d’après de données de séquençage de leur ARNr 16S, ITS, et gène rpoC1.

• Les picocyanobactéries d’eau douce attribuées à Cyanobium, le genre connu seulement dans les environnements non salés et saumâtres (PC, teneur en GC (66-71%), tolérance au sel)

D’après Heldman et al., 2001

D’après Crosbie et al., 2003; Ernst et al., 2003; Everroad et Wood, 2006

Les études précédentes de Synechococcus face à cette étude

• Cette étude a examiné les communautés de picocyanobactéries en créeant des banques de clones de séquences partielles d’ARNr 16S-ITS, d’opéron cpeBA (codant pour PE) et d’opéron cpcBA (codant pour PC)

• Les études précédentes ont montré que la phylogénie de cpcBA de picocyanobactéries d’eau douce corréspond à leur pigmentation.

RESULTATS & DISCUSSION

STRATIFICATION

D’après Haverkamp T. et al., 2008

LE SPECTRE DE LUMIERES SOUS L’EAU

Le pic d’absorptionde la souche riche en PE

560 nm

Le pic d’absorption de la souche riche en PC

625 nm

D’après Haverkamp T. et al., 2008

LA REPARTITION DES PICOCYANOBACTERIES

• Sur la base de comptage par la cytométrie en flux (taille, composition en pigment):

- la coexistence de picocyanobactéries rouges et vertes dans toute la couche supérieure (30m)

- la diminution progressive des picocyanobactéries vertes avec la profondeur

- les picocyanobactéries rouges ont formé le maximum de la couche de subsurface

- Les picocyanobactéries rouges et vertes ont gardé leur distribution verticale même à la station 320

30m

LA DIVERSITE DE PICOCYANOBACTERIES

• Le séquençage de banques de clones environnementales contenant les fragments de PCR avec la partie d’ARNr 16S et ITS (entre les gènes ARNr 16S et ARNr 23S)

• De grandes variations dans la longueur d’ITS et la teneur en GC, en accord avec les études précédantes

• La rarefaction pour détérminer la structure de la diversite dans le banque de clone sur la base de ARNr 16S –ITS

un degré élevé de microdiversité dans le banque de clone, nombreuses séquences appartiennent aux mêmes ou à des espèces apparentés

L’OPERON cpcBA

D’après Haverkamp T. et al., 2008

Il existe de grandes différencesentre la phylogénie de cpcBAet les phylogénies d’ARNr 16S

La phylogenie a indiqué la correlationforte entre le phénotype du pigmentet la teneur en GCet ENC (effective number of codons):

Les isolats riches en PC: ENC bas (23-32)

Les isolats riches en PE: ENC haut (33-45)

Les souches riches en PE avec une teneur en GC>60% et un ENC<33 regroupées dans le même cluster que les souches riches en PC

L’OPERON cpeBA

D’après Haverkamp T. et al., 2008La diversité sur l’operon cpeBA était plus haute que celle sur l’operon cpcBA

Les souches d’eau douce

Les souches marines

et marines

CONCLUSIONS

• Il existe une microdiversité haute parmi les picocyanobactéries de la Mer Baltique, où la coexistencede souches rouges et vertes de Synechococcus est trés repondue.

• L’arbre phylogénétique sur la base des cpcBA et cpeBA divise les picocyanobactéries en trois groupes du pigment.

• Les souches riches en PC ont possédé une teneur en GC plus haute et le nombre d’ENC plus bas que les souches produisant PEB et les souches produisant PUB/PEB.

• Les phylogénies basées sur les gènes de PE et PC ne sont pas faciles à comparer avec la phylogénie basée sur l’ARNr 16S.

REFERENCESCrosbie, N.D., Pöckl, M., and Weisse, T. (2003) Dispersal and phylogenetic diversity of

nonmarine picocyanobacteria, inferred from 16S rRNA gene and cpcBA-intergenic spacer

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Haverkamp T., Acinas S.G., Doeleman M., Stomp M., Huisman J., Stal L.J., 2008, Diversity and

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Rocap, G., Distel, D.L., Waterbury, J.B., and Chisholm, S.W. (2002) Resolution of Prochlorococcus

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Stomp, M., Huisman, J., de Jongh, F., Veraart, A.J., Gerla, D., Rijkeboer, M., et al. (2004)

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