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Caractérisation de la souche methylophaga SP. GP59, une nouvelle bactérie dénitrifiante

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Geoffrey, Valérie (2017). Caractérisation de la souche methylophaga SP. GP59, une nouvelle bactérie dénitrifiante Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, maîtrise en microbiologie appliquée, 165 p.

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Résumé

La dénitrification est un processus respiratoire microbien où le nitrate est réduit séquentiellement en nitrite, oxyde nitrique, oxyde nitreux et azote gazeux. La souche Methylophaga nitratireducenticrescens JAM1 est l’une des deux bactéries les plus abondantes isolées d’un biofilm issu d’un bioréacteur dénitrifiant, alimenté au méthanol. Elle peut réduire le nitrate en nitrite, l’oxyde nitrique en oxyde nitreux, et ce dernier en azote gazeux. Elle ne peut pas réduire le nitrite en oxyde nitrique, ce qui corrèle avec l’absence de gènes codant pour une nitrite réductase de type NirK ou NirS dans son génome. Lors d’expériences visant à adapter le biofilm à différentes conditions physicochimiques, une nouvelle souche (GP59), associée à Methylophaga nitratireducenticrescens, capable d’effectuer la dénitrification complète a été isolée. L’objectif de mon projet était de caractériser la souche GP59. Le séquençage de la souche GP59 a démontré que celle-ci possède environ 85% de gènes communs avec la souche JAM1. Un gène codant pour une nitrite réductase a été retrouvé parmi des gènes associés à un prophage Mu, suggérant l’acquisition du gène lors d’une infection lysogénique. Les quelques différences entre ces souches sont que la souche JAM1 peut croître à une plus grande gamme de température et de pH que la souche GP59 et qu’elle réduit le nitrate en nitrite en conditions aérobies, ce que ne peut pas faire la souche GP59. Également, la souche GP59 à un temps de latence de croissance et de réduction du nitrate en conditions anaérobies, contrairement à la souche JAM1.

Abstract

Denitrification is a respiration system used by microbes where nitrate is subsequently reduced to nitrite, nitric oxide, nitrous oxide and dinitrogen. Methylophaga nitratireducenticrescens JAM1 is one of the two most abundant bacteria isolated from a biofilm within a methanol-fed denitrification reactor. Strain JAM1 can reduce nitrate to nitrite, nitric oxide to nitrous oxide and the latter to nitrogen gas. It cannot reduce nitrite to nitric oxide which correlates with the absence of genes encoding for a nitrite reductase NirK or NirS in its genome. Biofilm acclimation to different conditions led us to isolate a new strain (GP59) affiliated with Methylophaga nitratireducenticrescens that can perform all denitrification steps. My objective was to characterize the new strain GP59. Strain GP59 genome sequencing showed that the two strains share approximately 85% of their genes. A nitrite reductase gene was found flank by Mu prophage affiliated genes, indicating that the gene acquisition may be from a lysogenic infection. The few differences between the strains are that strain JAM1 can grow at greater temperature and pH range than strain GP59 and that it can reduce nitrate to nitrite under aerobic conditions, which strain GP59 cannot do. Also, strain GP59 showed a time lag in growth and nitrate reduction under anaerobic conditions contrarily to strain JAM1.

Type de document: Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Villemur, Richard
Mots-clés libres: -
Centre: Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt: 02 sept. 2018 20:13
Dernière modification: 02 sept. 2018 20:13
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/7415

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