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Metagenomic analysis of the microbial community associated with the coral Porites astreoides Diversité des organismes marin Marc-André Lafille Delphine.

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1 Metagenomic analysis of the microbial community associated with the coral Porites astreoides Diversité des organismes marin Marc-André Lafille Delphine Bertin 1

2 Introduction Auteurs: - San Diego State university: Linda Wegley, Robert Edwards, Beltran Rodriguez-Brito, Hong Liu et Forest Rohwer - Argonne National Laboratory, USA: Robert Edwards Problématique: Etude du métagénome des communautés « microbiennes » associé au corail : Porites astreoides. Mieux comprendre le fonctionnement de l’écosystème « corail » afin de prévoir comment ce dernier va réagir aux changements climatiques. Corail holobionte: Corail « animal » + « Zooxanthelle » + « Microbes » eucaryote (« Algue », Fungi, « Protozoaire ») + Bactéries + Archées + Virus. 2 IntroductionMatériels et Méthodes Résultats et discussion CritiquesConclusionRéférences

3 Matériels et Méthodes 1)Échantillonnage coraux: Bocas del Toro (Panama, Amérique centrale), 10 fragments 2)Fragmentation des échantillons 3)Extraction et amplification de l’ADN:  Amplification par PCR (GenomiPhi) avec ɸ 29 polymérase  Utilisation d’amorces: Bacteria-specific 16S rDNA gene, eukaryote-specific 18S rDNA gene et zooxanthellae-specific primers 4)Pyroséquençage 5)Métagénome comparé avec la base de donnée SEED (BLASTx) 3 IntroductionMatériels et Méthodes Résultats et discussion CritiquesConclusionRéférences

4 Résultats et Discussion 4 Résultat du séquençage du métagénome Génome mitochondrial Phylogénie IntroductionMatériels et Méthodes Résultats et discussion CritiquesConclusionRéférences

5 Communautés de Fungi associé aux coraux 5 Composition de la communauté d’Ascomycètes associées aux coraux déterminée par l’étude de l’ADNr 18S 70% Fungi = Ascomycètes IntroductionMatériels et Méthodes Résultats et discussion CritiquesConclusionRéférences

6 Communautés de Fungi associées aux coraux 6 Cycle de l’azote dans les communautés microbiennes associées à P. astreoides Implication des Fungi dans: -Construction de la paroi cellulaire du corail (chitine synthétase) -Synthèse d’AA ( asparagine, aspartate, glutamate) - Cycle de l’azote Rq: Implication des Bactéries dans le cycle de l’azote connu. Mais découverte de l’implication des Fungi. IntroductionMatériels et Méthodes Résultats et discussion CritiquesConclusionRéférences

7 Communautés bactériennes associées aux coraux 7 Communautés bactériennes Principalement hétérotrophe: utilisation C, N et S provenant du corail (PA1) IntroductionMatériels et Méthodes Résultats et discussion CritiquesConclusionRéférences

8 Communautés bactériennes associées aux coraux 8 Potentiel métabolique des bactéries au sein du métagénome  rôle dans le cycle C: absorption et transformation des sucres et des protéines  pas transporteur AA et AG  Dégradation composés aromatiques (Phe, Tyr): voie homogentisate  rôle dans le cycle du S: assimilation sous forme organique (glutathione)  rôle dans le cycle de l’N: déjà connu  gènes de réponses aux stresse: gènes de réparation d’ADN  gènes de virulences: résistance ATB, résistance composés toxiques, synthèse et sécrétion de toxines. Cycle de l’azote dans les communautés microbiennes associées à P. astreoides IntroductionMatériels et Méthodes Résultats et discussion CritiquesConclusionRéférences

9 Communautés d’Archées associées aux coraux 9 Cycle de l’azote dans les communautés microbiennes associées à P. astreoides Rôle des Archées dans le cycle de l’azote: Nitrification IntroductionMatériels et Méthodes Résultats et discussion CritiquesConclusionRéférences

10 Communautés virales associées aux coraux 10 Microphages = 50% des phages Cyanophages = 17% des phages  Contrôle de la communauté bactérienne Communautés virales présentes dans le métagénome Virus de Procaryotes: phages IntroductionMatériels et Méthodes Résultats et discussion CritiquesConclusionRéférences

11 11 Communautés virales associées aux coraux 59% des virus présents infectent aussi des organismes aquatiques (oiseaux, téléostéens…) Beaucoup virus pathogènes à la surface du corail  corail= réservoir de pathogènes Virus d’eucaryotes Communautés virales présentes dans le métagénome IntroductionMatériels et Méthodes Résultats et discussion CritiquesConclusionRéférences

12 12 Communautés virales associées aux coraux Comparaison des virus d’eucaryote trouvés sur P.astreoides et dans la colonne d’eau au dessus du récif corallien Expérience: - eau au dessus du récif: 61% virus infectant « algues et protozoaires » - sur et dans corail: 76% virus de Métazoaires Virus MétazoairesVirus « algues et Protozoaires » IntroductionMatériels et Méthodes Résultats et discussion CritiquesConclusionRéférences

13 Critiques 13 Termes confus:  Zooxanthelles  Dinobionte (Symbiodinium)  Algues endolithiques  Taxon inexistant, groupe paraphylétique: UPO’s  Microbes  Taxon inexistant: organismes unicellulaires: « terme schtroumpf !!!! »  Protozoaires  unicellulaire non photosynthétique  Protistes  UPO’s + « Protozoaires »  Corail animal: avec ou sans les Dinobiontes ???  Corail: Corail holobionte? Corail animal ? Corail avec Dino. ? … Métagénome non défini  ensemble des génomes des populations bactériennes d’un milieu donné Figures toujours quelques pages plus loin. IntroductionMatériels et Méthodes Résultats et discussion CritiquesConclusionRéférences

14 14 Critiques Microbes: tout ce qui n’est pas corail animal  bactéries? Archées? Zooxanthelles? Fungi? Virus?  à nous de comprendre en fonction du contexte et des indices figures. Enfin tout semble s’ éclairer à la conclusion: Sources bien citées Apparemment les auteurs sont spécialistes des coraux (ce n’est pas la première publication qu’ils font sur ce sujet) IntroductionMatériels et Méthodes Résultats et discussion CritiquesConclusionRéférences

15 Conclusion 15 Association « microbes » - corail:  dynamique fondamentale des récifs  équilibre fragile Fungi endolithique: cycle de l’azote, pas prouvé comme pathogène Bactéries: surtout hétérotrophe, utilisation des protéines et des polysaccharides, cycle du carbone, cycle de l’azote, cycle du souffre, réponses aux stresses, virulence Virus d’eucaryotes: infection d’organismes aquatiques, corail= réservoir de pathogènes Phages : contrôle de la communauté bactérienne sur le corail Actuellement les recherches s’orientent vers les réponses aux stresse Beaucoup d’interactions restent à découvrir IntroductionMatériels et Méthodes Résultats et discussion CritiquesConclusionRéférences

16 16 IntroductionMatériels et Méthodes Résultats et discussion CritiquesConclusionRéférences Rebecca L. Vega Thurber, Katie L. Barott, Dana Hall, Hong Liu, Beltran Rodriguez – Muller, Christelle Desnues, Robert A. Edwards, Matthew Haynes, Florent E. Angly, Linda Wegley, Forest L. Rohwer (2008) Metagenomic analysis indicates that stressors induce production of herpes-like viruses in the coral Porites compressa. PNAS : Rebecca L. Vega Thurber, Dana Hall, Beltran Rodriguez – Muller, Christelle Desnues, Florent E. Angly, Dinsdale E., Kelly L., Forest L. Rohwer (2009) Metagenomic analysis of stressed coral holobionts. Environ Microbiol 11-8: Cours C.F. Boudouresque (2009), E. Renard (2009), V. Michotey (2009)


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