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Visualisation de Desulfitobacterium frappieri PCP-1 dans des biofilms anaérobies par hybridation in situ.

Lanthier, Martin (2004). Visualisation de Desulfitobacterium frappieri PCP-1 dans des biofilms anaérobies par hybridation in situ. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Doctorat en biologie, 221 p.

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Résumé

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Le pentachlorophénol (PCP) est un produit toxique qui a été grandement utilisé pour la préservation du bois et comme biocide, ce qui a donné lieu à d'importants problèmes de pollution. L'utilisation de bioréacteurs anaérobies pourrait permettre de décontaminer les sites pollués par le PCP. Ce type de traitement pourrait être amélioré par 1'étude des consortiums microbiens retrouvés dans ces réacteurs et par la bioaugmentation de souches bactériennes ayant des capacités de dégradation spécifiques. Desulfitobacterium frappieri PCP-1 est la seule bactérie anaérobie isolée pouvant déshalogéner de manière réductrice le PCP en position ortho, meta et para, ce qui en fait une candidate idéale pour l'inoculation de ce type de bioréacteurs. L'objectif de ce projet de recherche consistait à visualiser à l'aide de la technique d'hybridation in situ de sondes fluorescentes (FISH) D. frappieri PCP-1 directement dans les biofilms retrouvés dans un réacteur à boues granulaires (UASB) et des réacteurs à film fixe (FF). Un bioréacteur UASB a été supplémenté avec du PCP et bioaugmenté avec la souche PCP-1. Une couche externe dense composée de bactéries PCP-1 a été observée sur la surface des granules à l'aide du FISH après 9 semaines d'opération. Cette disposition a été confirmée par l'utilisation d'un modèle mathématique simulant le processus de colonisation et a permis de montrer que cette disposition permettait de protéger les micro-organismes situés dans les couches plus internes de la toxicité du PCP. Deux réacteurs anaérobies à FF (Pf, PO) ont été supplémentés avec du PCP et un de ces deux réacteurs a été bioaugmenté avec la souche PCP-1 (Pt). Les charges en PCP dégradées par les deux réacteurs étaient similaires (312 mgpcp IR j-1). Le réacteur Nf (supplémenté avec du nitrate et inoculé avec la souche PCP-l) possédait une activité méthanogène et pouvait réduire le nitrate (476 mgNo3 IRj-1) Un réacteur contrôle (Of; inoculé avec la PCP-1 mais n'ayant pas été supplémenté avec du PCP ou du nitrate) a également été utilisé. L'analyses par électrophorèse sur gel à gradient dénaturant (DOGE) des gènes codant pour l'ARNr 16S provenant d'échantillons de ces réacteurs a permis de révéler d'importantes modifications dans les profils des Eubacteria et des Archaea comparativement à la boue ayant servi à l'inoculation et entre les différents bioréacteurs, sauf dans le cas des profils de diversité des deux réacteurs supplémentés avec du PCP qui étaient très similaires. La structure et la composition du biofilm présent dans les quatre réacteurs anaérobies à FF ont été investiguées à l'aide du FISH et de la microscopie confocale à balayage laser (CLSM). Ces analyses ont permis de déterminer que les cellules de D. frappieri PCP-1 étaient présentes de manière dispersée dans le biofilm des réacteurs supplémentés avec du PCP et étaient relativement abondantes (17-19 %) après 257 jours d'opération. Les cellules de D. frappieri PCP-1 étaient présentes en faible quantité (lt1 %) dans le biofilm des bioréacteurs PO et Nf. Ceci suggère que les cellules de D. frappieri PCP-1 prolifèrent dans le biofilm seulement si cette association est avantageuse pour la communauté.

Type de document: Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Villemur, Richard
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: pcp ; pentachlorophenol ; pollution ; reacteur ; anaerobie
Centre: Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt: 13 janv. 2014 15:51
Dernière modification: 14 déc. 2015 19:58
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1823

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