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Marta Tomaszkiewicz (M2 BEM) Diversity and phylogeny of Baltic Sea picocyanobacteria inferred from their ITS and phycobiliprotein operons (Haverkamp T.

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1 Marta Tomaszkiewicz (M2 BEM) Diversity and phylogeny of Baltic Sea picocyanobacteria inferred from their ITS and phycobiliprotein operons (Haverkamp T. et al., 2008)

2 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 moyenne Daprès Stomp et al., 2004 * Possibilité de posséder phycoerythrobiline (PEB) et phycourobiline (PUB)

3 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 deau douce produisent de la PE mais sont apparentées à Cyanobium daprès de données de séquençage de leur ARNr 16S, ITS, et gène rpoC1. Les picocyanobactéries deau douce attribuées à Cyanobium, le genre connu seulement dans les environnements non salés et saumâtres (PC, teneur en GC (66-71%), tolérance au sel) Daprès Heldman et al., 2001 Daprès Crosbie et al., 2003; Ernst et al., 2003; Everroad et Wood, 2006

4 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 dARNr 16S-ITS, dopéron cpeBA (codant pour PE) et dopéron cpcBA (codant pour PC) Les études précédentes ont montré que la phylogénie de cpcBA de picocyanobactéries deau douce corréspond à leur pigmentation.

5 RESULTATS & DISCUSSION STRATIFICATION Daprès Haverkamp T. et al., 2008

6 LE SPECTRE DE LUMIERES SOUS LEAU Le pic dabsorption de la souche riche en PE 560 nm Le pic dabsorption de la souche riche en PC 625 nm Daprès Haverkamp T. et al., 2008

7 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 m

8 LA DIVERSITE DE PICOCYANOBACTERIES Le séquençage de banques de clones environnementales contenant les fragments de PCR avec la partie dARNr 16S et ITS (entre les gènes ARNr 16S et ARNr 23S) De grandes variations dans la longueur dITS 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

9 LOPERON cpcBA Daprès Haverkamp T. et al., 2008 Il existe de grandes différences entre la phylogénie de cpcBA et les phylogénies dARNr 16S La phylogenie a indiqué la correlation forte entre le phénotype du pigment et la teneur en GC et 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

10 LOPERON cpeBA Daprès Haverkamp T. et al., 2008 La diversité sur loperon cpeBA était plus haute que celle sur loperon cpcBA Les souches deau douce Les souches marines et marines

11 CONCLUSIONS Il existe une microdiversité haute parmi les picocyanobactéries de la Mer Baltique, où la coexistence de souches rouges et vertes de Synechococcus est trés repondue. Larbre 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 dENC 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 lARNr 16S.

12 REFERENCES Crosbie, N.D., Pöckl, M., and Weisse, T. (2003) Dispersal and phylogenetic diversity of nonmarine picocyanobacteria, inferred from 16S rRNA gene and cpcBA-intergenic spacer sequence analyses. Appl Environ Microbiol 69: 5716–5721. Haverkamp T., Acinas S.G., Doeleman M., Stomp M., Huisman J., Stal L.J., 2008, Diversity and phylogeny of Baltic Sea picocyanobacteria inferred from their ITS and phycobiliprotein operons, Environmental Microbiology (2008) 10(1), 174–188 Rocap, G., Distel, D.L., Waterbury, J.B., and Chisholm, S.W. (2002) Resolution of Prochlorococcus and Synechococcus ecotypes by using 16S-23S ribosomal DNA internal transcribed spacer sequences. Appl Environ Microbiol 68: Stomp, M., Huisman, J., de Jongh, F., Veraart, A.J., Gerla, D., Rijkeboer, M., et al. (2004) Adaptive divergence in pigment composition promotes phytoplankton biodiversity. Nature 432: 104–107. Johnson D. M., Oldach D., Delwiche C. F., Stoecker D. K., Retention of transcriptionally active cryptophyte nuclei by the ciliate Myrionecta rubra. Nature, 445:


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