Identification des sources de contamination fécale dans les eaux de surface par détection de l'adn mitochondrial comme marqueur spécifique d'espèce

Imbeau, Marianne (2011). Identification des sources de contamination fécale dans les eaux de surface par détection de l'adn mitochondrial comme marqueur spécifique d'espèce Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Maîtrise en microbiologie appliquée, 155 p.

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Résumé

La contamination fécale humaine et animale des eaux de surface a des impacts considérables sur l'environnement et la santé publique. En effet, l'utilisation récréative ou domestique de cette eau favorise le contact entre la population et les microorganismes fécaux potentiellement pathogènes, allant jusqu'à provoquer 1'éclosion de maladies infectieuses. Plusieurs situations peuvent causer ce type de contamination et le problème peut s'avérer très complexe dans un grand bassin versant. Pour être en mesure d'élaborer des stratégies de réhabilitation des cours d'eau problématiques, les gestionnaires et les scientifiques ont besoin d'un outil de détection spécifique leur permettant d'identifier directement l'espèce animale qui est à l'origine de la contamination et, indirectement, de cibler l'activité qui cause la contamination. Ce projet proposait de mettre au point une méthodologie d'amplification nPCR à haut débit permettant le suivi des marqueurs mitochondriaux pour plusieurs espèces animales et de l'appliquer à l'étude des sources de contamination fécale dans des bassins versants dont la contamination est récurrente. Il se basait sur des études antérieures ayant démontré que la détection d'ADN mitochondrial dans l'eau est assez spécifique et sensible pour qu'il soit utilisé comme indicateur de la source d'une contamination fécale. Tout d'abord, un protocole d'amplification nPCR qualitative en temps réel a été développé et optimisé pour détecter spécifiquement les marqueurs mitochondriaux de 14 espèces animales susceptibles d'être à la source d'une contamination fécale. La validation effectuée à l'aide d'ADN total extrait de tissus animaux a présenté d'excellents résultats de spécificité et de sensibilité d'amplification. L'application de ce protocole à l'analyse d'eaux usées a permis d'y détecter la présence d'ADNmt mitochondrial d'humain, de porc, de bœuf, et de cheval. En parallèle, des échantillons d'eau de surface du bassin versant de la rivière l'Assomption (Québec) ont été prélevés pour effectuer le décompte des coliformes thermotolérants et en extraire l'ADN total. Une collaboration avec Agriculture et Agroalimentaire Canada a aussi permis l'accès à une série d'échantillons d'ADN extrait des eaux de surface du bassin versant de la rivière South Nation (Ontario). Les résultats issus de 1'analyse des échantillons de ces deux bassins versants indiquent une prédominance des marqueurs mitochondriaux humains quoique cinq autres espèces d'élevage y aient parfois été détectées. L'occurrence de marqueurs mitochondriaux dans les eaux de surface n'a toutefois pas présenté de réelle continuité entre les réplicats ou entre les sites d'échantillonnages situés en amont et en aval d'un même cours d'eau. Finalement, une méthodologie alternative a été développée pour permettre l'éventuelle adaptation du protocole de détection à une plateforme robotique. Sa validation et son application à l'analyse d'un échantillon d'eaux usées a permis d'en démontrer l'efficacité pour la détection de 11 des 14 espèces ciblées. Cette approche n'a toutefois pas pu être appliquée à la détection de 3 des 14 espèces en raison des structures secondaires formées par les paires d'amorces spécifiques correspondantes. La robotisation des analyses minimiserait le coût des réactifs et de la main d'œuvre tout en maximisant le débit, ce qui serait favorable à l'adoption à grande échelle de l'ADNmt comme marqueur spécifique d'espèce pour identifier les sources de contamination fécale dans les eaux de surface.

Type de document:	Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse:	Villemur, Richard
Co-directeurs de mémoire/thèse:	Payment, Pierre
Mots-clés libres:	riviere assomption ; south nation ; pcr
Centre:	Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt:	10 nov. 2015 14:38
Dernière modification:	10 nov. 2015 14:38
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/221

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