ÉQUIPE 2 : ECOLOGIE MICROBIENNE - FLUX, INTERACTIONS ET DIVERSITE FONCTIONNELLE

Monique Acquaviva (IE CNRS)	Badr Al Ali (Doctorant)	Jean-Claude Bertrand (Professeur en surnombre)	Patricia Bonin (DR2 ; Responsable équipe 2)	Philippe Cuny (Maître de conférence)	Michel Denis (DR émerite CNRS)
Marc Garel (IE CNRS)	Gérald Grégori (CR1 CNRS)	Sophie Guasco (AJTR CNRS)	Cédric JAVANAUD (Doctorant)	Dominique Lefèvre (CR1 CNRS)	Danielle Marty (CR1 CNRS)
				?
Lounis Mebarek (Doctorant)	Valérie Michotey (Professeur)	Agathe Talarmin (Doctorante)	Christian Tamburini (CR1 CNRS)	Anne Robert (Doctorante)	Melilotus Thyssen (Post-Doctorante)
France van Wambeke (DR2 CNRS)	Yosmina Tapilatu (Doctorante)

Domaines d’études :

Les travaux qui sont développés par l'équipe 2, visent à une meilleure compréhension du rôle des microorganismes dans les processus de transformation et de minéralisation de la matière organique. L’objectif global reste la quantification des processus microbiens qui interviennent lors de la biodégradation et l’étude des communautés microbiennes qui en sont responsables .
Cet objectif nécessite une approche intégrée depuis l’écosystème dans son ensemble jusqu’au niveau cellulaire voire moléculaire.

Les actions concernent plus particulièrement :

- L’hydrolyse ectoenzymatique des polymères organiques (activités aminopeptidase, phosphatase, lipase...).
- Les flux de production bactérienne
- Les flux biologiques de nutriments, d’oxygène et de CO2 (respiration) d’oxyde d’azote (Cycle de l’azote), et de CH4 (Méthanogénèse) résultant des processus de minéralisation concomitants au flux de production microbienne.
- L’efficacité de la biodégradation dont dépend la répartition des flux respectifs de production, de biomasse bactérienne et de minéralisation.
- L'étude des processus
- La diversité des peuplements microbiens
- La proportion des bactéries actives capables ou non de se diviser,
- La proportion du peuplement microbien apte à réaliser la fonction d’intérêt
- Les espèces bactériennes présentes en termes de diversité taxonomique et d'abondance relative.

Ainsi, différents niveaux d'investigation sont envisagés dans la réalisation de ces recherches. Un intérêt particulier sera porté sur plusieurs points énoncés ci-dessous

- L’évolution des paramètres structuraux des compartiments bactérien, phytoplanctonique, et zooplanctonique.
- L’état physiologique (viabilité, certaines activités métaboliques) des individus au sein d’une communauté.
- La dynamique et la structure spécifique des communautés bactériennes.
- Les relations entre structure et fonction des communautés microbiennes intervenant dans la dégradation de la matière organique.

Schéma conceptuel du rôle des communautés microbiennes et de leurs interactions au sein des écosystèmes marins

Au sein de l'équipe 2, plusieurs plate-formes peuvent être distinguées : la plate-forme de microbiologie, la plate-forme d'analyse et la plate de forme de biologie moléculaire.

Plate forme de microbiologie :   Outre  l’équipement classique de microbiologie, le LMGEM bénéficie des équipements suivants : - Préleveur hyperbare ou HPSS (pour en savoir plus), - Simulateur de plongée des particules (pour en savoir plus), - 2 hottes à flux laminaire, - 2 incubateurs agitateurs de cultures, - Ultra centrifugeuse, - Spectrophotomètres UV-Visibles, - Microscope à épifluorescence, - Fermenteur	High Pressure Serial Sampler (HPSS)
Dosage de l'oxygène - Méthode Winkler	Plate forme d'analyses :   Analyse en chromatographie phase gazeuse :Catharomètre Analyse sel nutritif : Autoanalyseur à flux continu (technicon) Capture d’électronsExtracteur -Injecteur automatique Gel electrophorèse analyse de protéïne 2D Spectromètre de masse: Anagaz Cytomètres : Cytomètre analyseur Cytomètre analyseur-trieur Cytomètre immergé Coulomètre Dosage de l’oxygène par la méthode Winkler
Plate forme de biologie moléculaire : - 4 thermocyclers - 2 analyseurs d’image - Équipement d’électrophorèse : DGGE, TGGE, SSCP, RISA … - 1 électroporateur - 1 appareil de transfert dot blot - 1 appareil d’électrotransfert - 1 four à hybrider (méthode FISH, CARD-FISH)	Exemple d'une analyse de la diversité microbienne par RISA

 

Programmes :

- PROOF-SINPAS : SINking PArticle Simulation (coord. : A. Bianchi et C. Tamburini)
- PROOF-PECHE (Production et Exportation du carbone : Contrôle par les organismes HEterotrophes a petite echelle de temps) coordinateurs M. Goutx et V. Andersen.
- PROOF-UVECO : Mer Méditerranée. Induction of microbial communities responses and dissolved organic matter transformations by UltraViolet radiation in marine ECOsytems (Resp. R. Sempéré et F. Joux).
- PROOF-BIOSOPE (BIogeochemistry and Optics SOuth Pacific Experiment)
- PROOF-KEOPS (Kerguelen : Etude comparée de l’Océan et du Plateau en Surface et sub-surface.) coordinateurs S. Blain.
- PROOF-MELISSA (MEditerranée LImitationS SAisonnières) coordinateur C. Migon.
CIMOM (Caractérisation individuelle des microorganismes marins) conduit par Michel Denis, concerne une demande d'équipement en cours de financement pour l'ensemble des composantes du Centre d'Océanologie de Marseille (cytomètre en flux à plusieurs lasers et doté de tri cellulaire électronique).
- COST denitrification : réseau rassemblant l’ensemble de la communauté européenne travaillant sur la dénitrification
- CYMIS (cytométrie en flux in situ). L’objectif essentiel est d’expérimenter la surveillance du phytoplancton marin in situ à l’aide d’un cytomètre en flux immergé.
- MATBIOPOL : Coordinateur Pierre Caumette Rôle des tapis microbien dans les processus de biorémédiation (suite envisagée dans le cadre du 6eme PCRD).
- PROOF-DOREMI (DOublement de la pression partielle en CO2 sur le REseau MIcroplanctonique)coordonné par Michel Denis, vise à étudier la réponse du réseau microplanctonique marin à un doublement de pCO2. (programme en phase d’exploitation)

Publications sélectionnées (depuis 2001) :

- Aries E, Doumenq P, Artaud J, Acquaviva M., Bertrand J.C. Effects of petroleum hydrocarbons on the phospholipid fatty acid composition of a consortium composed of marine hydrocarbon-degrading bacteria Organis Geochemistry, sous presse (13p).

- Aristegui J., Denis M., Almunia J. and Montero M.F. Water-column remineralisation in the Indian sector of the Southern Ocean during early spring. Deep-Sea Res. II (in press)
- Bonin P., Rontani J-F. et Bordenave L. 2001 Metabolic differences between attached and free-living marine bacteria : inadequacy of liquid cultures for describing in situ bacterial activity. FEMS Microbiol. Lett. 194 : 111-119.
- Bonin P., Tamburini C. & Michotey V. 2001. Determination of the bacterial processes wich sources of Nitrous oxide production in marine samples. Acceptée dans Water Research.

- Christaki U., Giannakourou A., Van Wambeke F, Grégori G. (2001) Nanoflagellate predation on auto- and heterotrophic picoplankton in the oligotrophic Mediterranean Sea. Journal of Plankton research, 23: 1297-1310
- Dadoui., Lamy F., Rabouille C., Ruiz Pino D., AndersenV., Bianchi M., Garcon V. (2001) An intergated biological pump model from the euphotic zone to the sediment: a 1-D application in the Northeast tropical Atlantic. Deep-Sea Research II 48: 2345-2381.
- Grégori G., Citterio S., Ghiani A., Labra M., Sgorbati S., Brown S. & Denis M. 2001. Resolution of viable and membrane-compromised bacteria in freshwater and marine waters based on analytical flow cytometry and nucleic acid double staining. Appl. Environ. Microbiol. 67: 4662-4670.

- Marty D, Bonin P, Michotey V, Bianchi M. (2001) Bacterial biogas production in coastal systems affected by freshwater inputs. Continental Shelf Research, 21:2105-2115
- Tamburini, C., Garcin, J. Ragot, M., Bianchi A. (2002). Biopolymer hydrolysis and bacterial production under ambient hydrostatic pressure through a 2000 m water column in the NW Mediterranean. Deep-Sea Res. II, 49: 2109-2123.

- Tamburini C., Garcin J. & Bianchi A. (2003). Role of deep-sea bacteria in organic matter mineralization and adaptation to hydrostatic pressure conditions in the NW Mediterranean Sea. Aquatic Microbial Ecology, 32 (3): 209-218.

- Van Wambeke F, Christaki U, Giannakourou A, Moutin T, Souvemerzoglou K. (2002) Longitudinal and vertical trends of bacterial limitation by phosphorus and carbon in the Mediterranean Sea. Microbial Ecology, 43:119-133.
- Van Wambeke F., Heussner, H., Diaz, F., Raimbault, P., Conan P. (2002) Small-scale variability in the coupling/uncoupling of bacteria, phytoplankton and organic carbon fluxes along the continental margin of the Gulf of Lions, Northwestern Mediterranean Sea. Journal of Marine Systems 33-34:411-429.
- Karayanni H, Christaki U, Van Wambeke F, Dalby A, 2004. Evaluation of double formalin-Lugol’s fixation in assessing number and biomasses of ciliates: an example of estimations at mesoscale in NE Atlantic. Journal of Microbiological Methods, 56:349-358.
- Christaki U, Van Wambeke F, Bianchi M, 2004. Heterotrophic bacterial growth and substrate utilization in the oligotrophic Eastern Mediterranean (Aegean Sea). Mediterranean Marine Science, 4(1):23-39.
- Van Wambeke F, Lefèvre D, Prieur L, Sempéré R, Bianchi M, Oubelkheir K, Bruyant F, 2004. Distribution of microbial biomass, production, respiration, dissolved organic carbon and factors controlling bacterial production across a geostrophic front (Almeria-Oran, SW Mediterranean Sea). Marine Ecology Progress Series, 269: 1-15

Collaborations :

France
Laboratoire d’Ecologie Moléculaire-Microbiologie, Université de Pau et des pays de l’Adour , Etudes de la bioremédiation des hydrocarbures par les tapis microbiens. Pierre Caumette.
OSU de Villefranche sur Mer, Bactéries attachées aux coccolithophoridés et dissolution des carbonates en cours de chute dans la colonne d’eau. Jean - Pierre Gattuso ,
Laboratoire de Chimie Bactérienne, Marseille. Vincent Méjean 
Laboratoire d’Ecologie Microbienne Faculté des Sciences de St Jérome Marseille U3. Formation technique en biologie moléculaire (DGGE). Sylvie Neble 
Laboratoire de Microbiologie, IMEP, Université d’Aix-Marseille III; Dr. , Biodégradation anaérobie de substrats hydrocarbonés. Hirschler Agnès 

Internationales
Allemagne
Biotanical institute . University of Cologne. Bothe Hermann Allemagne Membre

Angleterre
University of Dundee (UK) Department of biological Science, Rodney Herbert,  : étude des bactéries de tapis microbiens dégradant des hydrocarbures

Australie
CSIRO (Brian Griffiths) et University of Tasmania (Clive Crossley et Peter Sedwick) Hobart : valorisation des campagnes ANTARES 4 (1999) et SAZ V6 (1998)

Canada
ISMER Rimouski, Pr. Serge Demers : direction de thèse en cotutelle (Christophe Vasseur)

Chili
Laboratoire PROFC Conception (Laura Farias ) : Programme FONDECYT

Espagne
Institut de Ciences del Mar, CSIC, Barcelona (Spain). (Dolors Vaqué, Pep Gasol) : Variations spatiales et temporelles des microorganismes marins en méditerranée occidentale
Universidade de Santiago de Compostela Dr. Cepeda Catalina : PCR compétitive et quantitative

Danemark
Marine Biological Laboratory , University of Copenhagen, Andrea Wieland : flux biogéochimiques dans les tapis microbiens de Camargue

Israël
Mose shilo Minerva centre for marine Biogeochemistry, the Hebrew University of Jerusalem, Yehuda Cohen : Diversité des dénitrifiants dans des mésocosmes de tapis microbiens

Italie
Universita di Milano Bicocca, Pr Sergio Sgorbati : étude de la viabilité bactérienne
Universita di Roma La Sapienza, Pr Alfredo Colosimo : analyse en systèmes neuronaux artificiels de données de cytométrie en flux.
CNR Messina , Dr. Laura Giuliano : Microbiologie des fosses anoxiques de Mer Ionienne, dégradation des hydrocarbures, MAR-FISH, bioluminescence microbienne.

Pays-Bas

NIOZ, Royal Netherlands Institute for Sea Research, Den Burg, Texel, Gerhard Herndl : CARD-FISH, microbiologie profonde. Programme NWO: ARCHIMEDES (Activity, Rates, Carbon use and HIgh-pressure Microbial Ecology of the DEep Sea).

Tunisie
INSTM, Tunis, Tunisie
Faculté des Sciences de Sfax, Pr. Sami Maalej : étude de la survie de Aeromonas hydrophila en milieu marin

U. S. A.
University of Wyoming, Laramie, Paul Johnson : Détection de bactéries pathogènes par cytométrie en flux.
University of Delaware, Lewes DE (USA), David Kirchman : Diversité microbienne, méthode FISH, MAR-FISH
Stony Brook University, NY (USA), Cindy Lee : Flux particulaires en Mer Ligure (MedFlux)