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Molecular Detection and Ecological Significance of the Cyanobacterial Genera Geitlerinema and Leptolyngbya in Black Band Disease of Corals (BBD)

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1 Molecular Detection and Ecological Significance of the Cyanobacterial Genera Geitlerinema and Leptolyngbya in Black Band Disease of Corals (BBD)

2 Introduction Matériel et Méthodes Résultats Discussion Conclusion La Maladie des Bandes Noires (Black-Band Disease : BBD) Clinique Bande noire assez mate. Elle se propage le long de la colonie en laissant derrière elle le squelette blanc et nu du corail. Elle progresse de quelques millimètres par jour (3 à 10mm) pouvant ainsi anéantir une colonie en moins dun mois. © NOAA

3 Introduction Matériel et Méthodes Résultats Discussion Conclusion Etiologie Phormidium corallyticum (anciennement Oscillatoria submembranaceae) serait lagent principal de cette maladie. Elle est à lorigine de la coloration noire présence de la phycoérythrine. Photo dun corail dur atteint de Black Band Disease (http://www.coral.noaa.gov)http://www.coral.noaa.gov

4 Introduction Matériel et Méthodes Résultats Discussion Conclusion Ainsworth et al., 2006 Pathogénie Le tissu du corail est détruit en raison de labsence doxygène au niveau de la zone en contact avec la bande noire les tissus sont exposés aux sulfures dhydrogène produits par les bactéries Les bactéries nécrosent le tissu du corail en sécrétant un produit toxique. Le squelette du corail laissé derrière est alors en contraste avec la bande noire créée par les cyanobactéries.

5 Introduction Matériel et Méthodes Résultats Discussion Conclusion Key Largo Floride (10) BAHAMAS (9) Virgin Islands US St. Croix (7) île de Negros Philippines (3) Localisation des échantillons collectés dans les récifs coralliens atteints par la BBD

6 Introduction Matériel et Méthodes Résultats Discussion Conclusion LES TECHNIQUES MOLECULAIRES ET LES METHODES DE CULTURE UTILISEES : Extraction d'ADN et Amplification de gène ribosomique ARNr 16S par PCR à laide damorces « universelles ». Le clonage et le séquençage Analyses de BLAST Analyses Phylogénétiques Technique délectrophorèse (Denaturing gradient gel electrophoresis : DGGE) Les capacités photosynthétiques de cyanobactéries isolées Photomicroscopie Accession des numéros à la séquence de Nucléotide (Base de données GenBank)

7 Introduction Matériel et Méthodes Résultats Discussion Conclusion Le clonage et le séquençage du gène 16S ARNr des trois isolats de Caraïbes suivie par lanalyse de BLAST, a révélé qu'ils étaient 99% semblables à celui de la Geitlerinema sp. Le séquençage dARNr 16S des 2 isolats venant de 2 hôtes différents de corail a montré 94% de similitude à celle de Leptolyngbya sp. 2 cyanobactéries ont été isolées d'un échantillon de Philippines 99% semblable à celui de la Geitlerinema sp. 98% semblable à celle de la souche Leptolyngbya sp.

8 Introduction Matériel et Méthodes Résultats Discussion Conclusion Analyse phylogénétique des séquences de cyanobactéries Arbre phylogénétique basé sur les séquences des gènes codant pour lARNr 16S des isolats de cyanobactéries de BBD

9 Introduction Matériel et Méthodes Résultats Discussion Conclusion Analyses des échantillons collectés par Electrophorèse (DGGE) E. non cultivé Echant. cultivé

10 Introduction Matériel et Méthodes Résultats Discussion Conclusion Capacités Photosynthétique des isolats Geitlerinema et Leptolyngbya Geitlerinema, aérobie Geitlerinema, anaérobie Leptolyngbya, aérobie Leptolyngbya, anaérobie Photosynthèse-versus-éclairement pour les isolats de Geitlerinema et Leptolyngbya Dans des conditions aérobie et anaérobie avec 0,5 mM de Sulfure

11 Introduction Matériel et Méthodes Résultats Discussion Conclusion Les résultats moléculaires de la diversité des cyanobactéries La technique de DGGE : 99% des isolats semblables à celui de Geitlerinema sp. cette cyanobactérie est un membre de la communauté BBD sur les récifs de la Floride et aux Bahamas. Geitlerinema sp Geitlerinema PCC x100 (2-3µ) mobilité par rotation

12 Introduction Matériel et Méthodes Résultats Discussion Conclusion 2 cyanobactéries isolées des Caraïbes BBD échantillons la souche Leptolyngbya sp. les cyanobactéries liées à Leptolyngbya sont présents dans le consortium microbien de la maladie en Caraïbes. ©Jeff Johansen (www-cyanosite.bio.purdue.edu)Leptolyngbia PCC 7818 x40 (2-3 µ) phycoérytrine

13 Introduction Matériel et Méthodes Résultats Discussion Conclusion Signification écologique des cyanobactéries de la BBD Les cyanobactéries du genre Geitlerinema et Leptolyngbya isolés de la bande noire supportent tous la stratégie de la photosynthèse oxygénique résistant au sulfure rare chez les cyanobactéries. La capacité des cyanobactéries BBD à tolérer le sulfure peut avoir une importance écologique La présence de sulfures peut empêcher d'autres cyanobactéries marines de coloniser lenvironnement de la maladie. La présence de « microcystine » toxine de cyanobactéries rôle essentiel dans la pathogénicité de BBD.

14 Introduction Matériel et Méthodes Résultats Discussion Conclusion Un rôle important en termes physico-chimiques de la structure de la bande La migration verticale. Beaucoup de cyanobactéries filamenteuses ne tolèrent pas la lumière des niveaux élevés et ont la capacité d'auto-ombrage et / ou de migrer vers les plus bas niveaux de valeurs de lumière. Pendant les périodes de faible éclairage Pendant la forte lumière

15 Introduction Matériel et Méthodes Résultats Discussion Conclusion Non seulement une seule espèce de cyanobactéries qui constitue la maladie des bandes noires mais une sorte de plusieurs espèces. Cette étude peut former une ligne microbienne nécessaire pour les études futures qui vont permettre didentifier le contrôle environnemental de la transmission de cette maladie dans la colonne deau et le développement de linfection chez les coraux sains.

16 Introduction Matériel et Méthodes Résultats Discussion Conclusion LACUNES Peu détude concernant les maladies de coraux ont été réalisées. La confusion dans la littérature a besoin dêtre clarifiée en utilisant à la fois des approches écologiques et biomédicales. Les facteurs environnementaux qui mènent au développement de la maladie sont peu connus. Il se peut que la maladie est la conséquence dune combinaison des réponses de corail et de microbes au stress environnemental.

17 Introduction Matériel et Méthodes Résultats Discussion Conclusion Future challenges Mise en place des structures capables denregistrer et duniformiser les informations recueillies au niveau mondial envisager des mesures curatives et défensives efficaces. Une collaboration nationale et internationale pour des futures études vont tenter de résoudre les problèmes liés aux maladies des coraux, didentifier le contrôle environnemental de la transmission de cette maladie dans leau de mer et le développement de linfection dans les coraux sains.

18 Merci pour votre Attention

19 References Ainsworth T. D., E. Kramasky-Winter,Y. Loya, O. Hoegh-Guldberg, and M. Fine Coral Disease Diagnostics: Whats between a Plague and a Band?. Appl. Environ. Microbiol. p. 981–992. Edmund P. Green and Andrew W. Bruckner The significance of coral disease epizootiology for coral reef Conservation, Biological Conservation 96 (2000) Frias-Lopez, J., G. T. Bonheyo, Q. S. Jin, and B. W. Fouke Cyanobacteria associated with coral black band disease in Caribbean and Indo-Pacific Reefs. Appl. Environ. Microbiol. 69:2409–2413. Frias-Lopez, J., J. S. Klaus, G. T. Bonheyo, and B. W. Fouke Bacterial community associated with black band disease in corals. Appl. Environ. Microbiol. 70:5955–5962. Frias-Lopez, J., J. S. Klaus, G. T. Bonheyo, and B. W. Fouke Identification of Differential Gene Expression in Bacteria Associated with Coral Black Band Disease by Using RNA-Arbitrarily Primed PCR. Appl. Environ. Microbiol. p. 3687–3694. Carlton, R. G., and L. L. Richardson Oxygen and sulfide dynamics in a horizontally migrating cyanobacterial mat: black band disease of corals. FEMS Microbiol. Ecol. 18:155–162. Richardson, L. L., and K. G. Kuta Ecological physiology of the black band disease cyanobacterium Phormidium corallyticum. FEMS Microbiol. Ecol. 43:287–298. Sekar, R., D. K. Mills, E. R. Remily, J. D. Voss, and L. L. Richardson Microbial communities in the surface mucopolysaccharide layer and the black band microbial mat of black band-diseased Siderastrea siderea. Appl. Environ. Microbiol. 72:5963–5973. Vimal J., Physiopathologie des Coraux. Thèse, UNIVERSITE CLAUDE-BERNARD - LYON I. 127p. Work, Thierry M. Laurie L. Richardson, Taylor L. Reynolds, Bette L. Willis Biomedical and veterinary science can increase our understanding of coral disease. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 362 (2008) 63–70. Sites internet :


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