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Rôle des traits physiologiques de l'abondance relative et de la taxonomie des espèces dans la covariation des bactéries

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Jaba, Asma (2019). Rôle des traits physiologiques de l'abondance relative et de la taxonomie des espèces dans la covariation des bactéries Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, maîtrise en microbiologie appliquée, 68 p.

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Résumé

Une meilleure connaissance des règles impliquées dans le processus de covariation des communautés microbiennes pourrait mener vers de nouvelles solutions pour le secteur agroalimentaire en identifiant les facteurs de prédisposition à la contamination microbiologique. Dans cette optique, nous avons testé un modèle théorique qui prétend que la covariation des microorganismes est sous le contrôle de la taxonomie, l’abondance relative et les traits physiologiques de chaque espèce. Pour répondre à cette hypothèse, un séquençage de marqueurs taxonomiques fut appliqué à une série d’échantillons de chia pour répertorier les espèces de bactéries et de champignons présentes, ainsi que leur profil de covariation. Ces efforts de caractérisation ont été complémenté par l’isolement de 71 bactéries, dont cinq souches appartenant aux alpha- et aux gamma-Proteobacteria correspondaient à des espèces représentées dans le portrait moléculaire des communautés microbiennes. Le profil de tolérance à différents stress physiologiques et inhibiteurs de croissance fut obtenu pour établir un portrait des traits physiologiques propre à chacun de ces derniers isolats. L’application d’une série de régression linéaires a permis de démontrer que la divergence des traits physiologiques et l’abondance de chacune des paires d’espèces expliquaient 69 % de leur covariation observée dans les échantillons de chia. En validant ainsi l’hypothèse avancée, cette étude constitue une première initiative démontrant un potentiel à exploiter pour élaborer des nouveaux outils de diagnostic précoces de contamination microbiologique des aliments. L’application de l’approche utilisée dans le cadre de ce projet à d’autres aliments sera cependant nécessaire pour en démontrer la fiabilité et l’applicabilité.

Abstract

Deciphering the rules defining microbial community assemblage is envisioned as a promising strategy to improve predictions of pathogens colonization and proliferation in food. Despite the increasing number of studies reporting microbial co-occurrence patterns, only a few attempts were made to challenge them in experimental or theoretical frameworks. Here, we tested the hypothesis that observed co-occurrence patterns could be explained by taxonomy, relative abundance and physiological traits of microbial species. PCR amplicon sequencing of taxonomic markers was first conducted to assess distribution and co-occurrence patterns of bacterial and fungal species found in 25 chia samples originating from eight different sources. The use of nutrient-rich and oligotrophic media enabled isolation of 71 strains encompassing 16 bacterial species, of which five corresponded to phylotypes represented in the molecular survey. Tolerance to different growth inhibitors and antibiotics was tested to assess physiological traits of these isolates. Multiple linear regression analyses demonstrated that divergence of physiological traits and relative abundance of each pair of species explained 69% of the co-occurrence profile displayed by cultivable bacterial phylotypes in chia. Despite the significance of this result for the conceptualization of microbial networks, application of the approach to more food products will be necessary to demonstrate reliability of the proposed theoretical framework to explain co-occurrence patterns in food.

Type de document: Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Constant, Philippe
Co-directeurs de mémoire/thèse: Guertin, Claude
Mots-clés libres: Covariation, taxonomie, abondance relative, traits physiologiques, régression linéaire, Microbial ecology, microbiome, microbial communities
Centre: Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt: 21 nov. 2019 16:36
Dernière modification: 21 nov. 2019 16:36
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/8509

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