2.1. Daphnies
Les daphnies sont élevées dans des
béchers de 2 litres contenant 2 litres de milieu M4 auquel est
ajouté un certain volume d'une composition mixte de Chlorella
vulgaris et Pseudokirchneriella subcapitata. Les élevages
sont soumis à un éclairage de type jour long (16 heures
d'éclairement par 24 heures, intensité < 1000 lux) et
entretenus dans une chambre climatisée à une température
de 20 °C.
Le maintien des élevages est assuré par
l'entretien d'un lot de daphnies gravides, renouvelé à partir
d'individus non utilisés dans les bioessais.
A partir de deux semaine d'élevage, les daphnies
atteignent leur maturité sexuelle et produisent une quantité
importante de jeunes individus qui sont récupérés par
tamisage. Le milieu de culture est renouvelé de moitié une fois
par semaine.
2.2. Amphipodes
L'élevage de l'amphipode Hyalella azteca
nécessite l'utilisation de 2 bacs type aquarium de 10 litres chacun. Les
bacs sont remplis avec 5 litres de milieu M4 et équipés d'un
système d'aération par pompe assurant l'oxygénation du
milieu d'élevage. Les élevages sont soumis à un
éclairage de type jour long (intensité < 1000 lux) et
entretenus dans une chambre de culture climatisée à une
température de 20 °C. La nourriture est constituée par un
apport hebdomadaire de nourriture pour poissons TetraMin® en solution dans
du milieu M4. La quantité de nourriture à apporter varie avec le
nombre d'individus en élevage, mais doit permettre un bon niveau de
reproduction des organismes. Une fois par semaine, les jeunes sont
séparés des adultes par tamisage et conservés dans des
conditions d'élevage similaire pendant 1 à 2 semaines
jusqu'à leur utilisation pour un essai. Le milieu d'élevage est
renouvelé de moitié une fois par semaine.
2.3. Chironomes
Les chironomes adultes nouvellement émergés sont
placés dans des bacs en plastique d'une contenance de 5 litres
(enceintes de ponte). Une coupelle remplie de milieu M4 est disposée au
fond du bac et permet de recueillir les pontes des femelles (masses). Un
deuxième bac est retourné et placé au-dessus du premier de
façon à constituer une enceinte d'élevage close et de
volume suffisant. Les élevages sont soumis à un éclairage
de type jour long (intensité < 1000 lux) et placés dans une
chambre climatisée à 20 °C. Les nouvelles pontes sont
recueillies et transférées dans du milieu M4. Les masses sont
alors incubées à 20 °C jusqu'à éclosion des
larves. Les larves écloses et destinées à entrer dans la
réalisation des bioessais sont conservées dans leur milieu
d'éclosion auquel est ajouté une petite quantité de
TetraMin® en suspension dans du milieu d'élevage. Les individus
sont ainsi maintenus en élevage jusqu'au deuxième stade de
développement, avant d'être introduits dans les microcosmes. Une
partie des larves écloses sont également destinées
à renouveler les élevages d'adultes. Ces larves sont introduites
dans des bacs plastiques d'une contenance de 5 litres contenant environ 500
grammes de sable de Fontainebleau lavé et 3 litres de milieu M4. Un
autre bac de 5 L est placé au-dessus du premier de façon à
constituer un volume d'air au-dessus et de piéger les adultes
émergés. L'air injecté dans le milieu d'élevage par
un tuyau de silicone relié à un diffuseur d'air immergé
traverse préalablement un filtre de type Sartorius. Les apports de
nourriture sont hebdomadaires et constitués par un petit volume d'une
suspension de Tetramin. Les chironomes adultes sont retirés deux fois
par semaine et introduits dans les enceintes de ponte.
2.4. Lentilles d'eau
Les lentilles d'eau sont cultivées dans des Erlenmeyers
de 300 mL contenant 150 mL de milieu de culture (AFNOR, 1995). Les cultures
sont entretenues en chambre climatisée à 20°C et soumises
à un éclairage de type jour long d'intensité 3000 lux
environ. Le repiquage des cultures intervient toutes les 2 ou 3 semaines
suivant la croissance des organismes. Cette opération effectuée
en conditions stériles consiste à placer une dizaine de colonies
de 2 à 3 frondes par Erlenmeyer; ce dernier ainsi que le milieu de
culture sont préalablement autoclavés à 120°C
(pression : 1 bar) pendant 20 minutes.
2.5. Chlorella
vulgaris et Pseudokirchneriella subcapitata
Les cultures sont entretenues dans un milieu
standardisé de type Oligo LC (AFNOR, 1990). Les récipients de
culture sont des Erlenmeyers de 500 mL contenant 300 ml de milieu
stérilisé (autoclave : 120 °C/1 bar pendant 20 mn).
L'ouverture des récipients est obturée par du coton cardé.
Une pipette Pasteur délivrant un faible débit d'air filtré
(filtre Sartorius) assure l'oxygénation du milieu ainsi que son
agitation.
3. Prélèvement, préparation, et
dopage des sédiments
3.1. Caractéristiques des
sédiments
Les sédiments sélectionnés pour cette
étude proviennent de prélèvements réalisés
au niveau de la zone sud du lac préalpin d'Aiguebelette. Les sites de
prélèvement possèdent des environnements très
différents, ce qui fournit deux matrices sédimentaires bien
distinctes du point de vue de leurs propriétés
physico-chimiques :
- un sédiment calcaire (environ 80 à 85% de
CaCO3) appelé « Craie » dans la
suite de cette étude. Ce sédiment reçoit essentiellement
de la matière organique d'origine phytoplanctonique et zooplanctonique.
Ces apports sont faibles ce qui a pour incidence de donner une dominante
minérale à ce sédiment. Sa richesse en sels calcaires lui
confère un caractère oligotrophe en raison de la chélation
facilitée des phosphates. Sa faible granulométrie en fait
globalement un sédiment de type anoxique.
- un sédiment organique, appelé
« Tourbe » dans la suite de cette étude. Ce
sédiment collecté à proximité d'une
roselière reçoit d'importants apports en matière organique
végétale d'origine allochtone. La décomposition de cette
matière organique est à l'origine de la formation de
composés de type humiques. La flore bactérienne présente
une densité très supérieure à celle du
sédiment précédent : l'activité de ces
organismes contribue de manière prépondérante au
caractère eutrophe de ce sédiment.
Un tableau d'analyse des propriétés
physisco-chimiques de ces deux sédiments figure à
l'annexe 1.
Les sédiments prélevés au moyen d'une
drague à main et transportés au laboratoire où ils sont
passés au travers d'un tamis de 0.2 cm de maille afin d'éliminer
les débris minéraux et organiques de grande taille, ainsi que les
plus gros macroinvertébrés. Le sédiment ainsi
traité est ensuite homogénéisé par brassage puis
stocké à 4°C dans des flacons en polyuréthane de 2
litres. Certains résultats obtenus lors du premier essai
plurispécifique réalisé nous ont incité à
effectuer un lessivage des sédiments, ceci afin d'éliminer
certains produits de fermentation qui ont pu apparaître durant le
stockage des sédiments bruts. Ce lessivage a été
réalisé en faisant passer un flux aqueux renouvelé
continuellement pendant 24 heures au-dessus des sédiments (eau de
nappe).
3.2. Dopage
Le sédiment contaminé utilisé dans le
cadre de cette étude est dopé selon la technique décrite
par Verrhiest et al (1999). Une solution mère de pyrène
à 2 g/L dans l'acétone (acétone de qualité
analytique (SIGMA) est préparée juste avant l'opération de
dopage.
La quantité de pyrène nécessaire au
dopage du sédiment est déposée sur la surface
intérieure de bouteilles en verre Pyrex de 2 litres par
évaporation de la solution acétonique de pyrène.
L'acétone est éliminé par
évaporation sous hotte aspirante à l'aide d'un appareil à
rouleaux assurant une rotation horizontale continue et à vitesse
constante des bouteilles. Lorsque la totalité de l'acétone s'est
évaporé, le sédiment est extrait des flacons de stockage
et homogénéisé. La quantité de sédiment
voulue est alors introduite dans les bouteilles préparées, ces
dernières sont ensuite soigneusement fermées. Les bouteilles sont
de nouveau disposées sur les rouleaux pour une durée de 4 heures
durant laquelle elles seront vigoureusement agitées toutes les 30
minutes. A l'issue de cette étape, les bouteilles sont stockées
à l'obscurité et à 4 °C jusqu'à
utilisation.
4. Mise en oeuvre des bioessais
4.1. Mise en place des phases aqueuse et
sédimentaire
Le tableau 2 résume les
modalités expérimentales mises en oeuvre dans les bioessais
présentés dans ce rapport.
Tableau 2 : Principales conditions
expérimentales observées dans les bioessai durant cette
étude
Bioessais
|
Type de contenant
|
Masse de sédiment
|
Volume de milieu d'essai
|
Monospécifiques
|
Bécher de 400 ml
|
50 grammes
|
300 ml
|
Plurispécifiques
|
Bécher de 2 litres
|
100 grammes
|
2 litres
|
La phase aqueuse utilisée dans ces bioessais est un
milieu de type OCDE (OCDE, 1993). Il est introduits dans les béchers
après introduction de la phase sédimentaire, en prenant soin de
minimiser les turbulences et la remise en suspension du sédiment. Un
film alimentaire percé de quelques trous est apposé sur
l'ouverture du bécher et maintenu par un élastique. Ce dispositif
permet de limiter les pertes par évaporation et de piéger les
chironomes émergents. L'oxygène est délivré par une
pompe à air couplée à un système répartiteur
qui permet l'alimentation de plusieurs béchers. Un filtre à air
(maille de 0.22 um) est disposé en amont du réseau
d'alimentation. Les systèmes ainsi équipés sont
placés pendant 7 jours à l'obscurité et à une
température de 20°C. A l'issue de cette période, ils sont
soumis à un éclairage de type jour long (16 h/24h) d'une
intensité de 2000 à 2500 Lux.
4.2. Introduction des organismes
Les organismes sont introduits dans les microcosmes 7 jours
après la mise en place de la phase aqueuse et de la phase
sédimentaire, à l'exception de la souche Mycobacterium
6PY1 qui est introduite dans le sédiment, par le biais d'une suspension
incorporée de façon homogène avant adjonction du milieu
d'essai (donc à J0).
Les caractéristiques des organismes introduits dans les
microcosmes sont présentées dans le tableau
3.
Tableau 3 : Caractéristiques des
organismes introduits dans le cadre des bioessais plurispécifiques en
microcosmes
Organismes
|
Caractéristiques
|
nombre
|
Lemna minor
|
Colonies de 2 frondes
|
6
|
Daphnia magna
|
Individus âgés de moins de 48 heures.
|
10
|
Hyalella azteca
|
Individus âgés de 7 à 14 jours.
|
10
|
Chironomus riparius
|
Larves au deuxième stade de développement.
|
25
|
Mycobacterium 6PY1
|
Souche
|
1.5. 107 individus par gramme de sédiment.
|
4.3. Paramètres et conditions de
réalisation des bioessais
Durant la totalité du test, soit 28 jours, les
microcosmes sont maintenus en chambre climatisée à 20°C.
L'éclairement d'une intensité comprise entre 2000 et 2500 lux est
délivré par des tubes fluorescents de type lumière du
jour, la photopériode est de type jour long (16 heures par jour). Les
apports en nourriture sont réalisés quotidiennement par
adjonction au milieu d'une suspension de TétraMin dans de l'eau
distillée. La quantité apportée est de 5 mg par
jour ; cette quantité a été retenue à la suite
d'essais préliminaires sans contaminant. Aucun renouvellement de milieu
n'est réalisé pendant la durée des bioessais.
4.4. Suivi des paramètres physicochimiques
Le suivi détaillé des paramètres
physico-chimiques et biologiques réalisés au cour des essais
plurispécifiques est exposé en annexe 2.
4.4.1. Sédiment
4.4.1.1. pH
Le pH des sédiments est mesuré en trois points
lors des sacrifices. Les mesures sont relevées à l'aide d'un
pHmètre muni d'une électrode par pénétration
adaptée aux sédiments.
4.4.1.2. Teneur en eau
5 grammes de sédiment sont introduits dans une coupelle
en céramique de poids connue préalablement séchée
à l'étuve. L'ensemble est ensuite mis à l'étuve
à une température de 105°C pendant au moins 24 heures. A
l'issue de cette étape, la coupelle et le sédiment sont
pesés. Le poids sec du sédiment, obtenu par soustraction du poids
de la coupelle, permet de connaître le poids et donc la teneur en eau
exprimée en pourcentage par rapport au poids frais du
sédiment.
4.4.1.3. Perte au feu
Les échantillons de sédiments utilisés
précédemment sont placés pendant 2 heures à
550°C dans un four réfractaire. Les coupelles en céramique
sont ensuite mises à refroidir dans un dessiccateur puis pesées.
Les valeurs de pertes au feu déduites sont exprimées en
pourcentages par rapport au poids sec du sédiment.
4.4.1.4. Teneur en pyrène
Le dosage de la teneur en pyrène des sédiments
est effectuée à l'occasion des sacrifices. Pour chaque
traitement, le dosage est réalisé sur un échantillon
constitué par homogénéisation de sous-échantillons
de trois grammes de sédiment provenant des microcosmes sacrifiés.
Les échantillons ont été envoyés au Service Central
d'Analyse du CNRS de Solaize (Vernaison, 69). Après
homogénéisation des sédiments et déshydratation par
addition de sulfate de sodium anhydre, le pyrène est extrait au moyen de
toluène à chaud et sous pression (extracteur Dionex Accelerated
Solvent Extraction). Les extraits sont dosés selon le même
protocole que pour les échantillons aqueux (cf 4.4.2.7).
4.4.2. Eaux surnageantes
4.4.2.1. pH
Le pH des eaux surnageantes est relevé 2 fois par
semaine sur 5 microcosmes par traitement.
Les relevés sont effectués à mi-hauteur
de la colonne d'eau à l'aide d'un pHmètre de terrain.
4.4.2.2. Conductivité
La conductivité des eaux surnageantes est
relevée 2 fois par semaine sur 5 microcosmes par traitement. Les
relevés sont effectués à mi-hauteur de la colonne d'eau
à l'aide d'un conductimètre de terrain.
4.4.2.3. Teneur en oxygène et taux d'oxygène
dissous
Les teneurs en oxygène et le taux d'oxygène
dissous des eaux surnageantes sont relevés 2 fois par semaine sur 5
microcosmes par traitement.
Les relevés sont effectués à mi-hauteur
de la colonne d'eau à l'aide d'un oxymètre de terrain qui
délivre en même temps la température du milieu aqueux.
4.4.2.4. Teneur en chlorophylle a
Une partie de la colonne d'eau est filtrée à 1.2
um (filtre Whatman GF/C). Le filtre est ensuite broyé à l'aide
d'un Potter mécanique dans 5 ml d'acétone (acétone de
qualité analytique) enrichi en MgCO3. Le broyat est
centrifugé à une vitesse de 4000 tours par minute pendant 30
minutes et à 4°C. Un ml de surnageant est introduit dans une cuve
en verre et placé dans un spectrophotomètre de marque
Perkin-Elmer à double cuve. Le témoin est constitué par un
ml de solution d'acétone enrichie en MgCO3. Une
première lecture de l'échantillon est effectuée à
750, 665, et 664 nm. L'échantillon est ensuite acidifié par
adjonction de 20 uL d'acide chlorhydrique à 1 mol/L. Une deuxième
lecture de l'échantillon est alors effectuée à 750 et
à 665 nm. La teneur en chlorophylle a (corrigée de la
phéophytine a) de l'extrait exprimée en ug par litre est
obtenue par la formule suivante (ASTM, 1993) :
[Chlorophylle A] en ug/L = 10 000 (26,7 ((DO 664b - DO
665a))
Avec :
DO 664b = DO à 664 nm avant acidification
DO 665a = DO à 665 nm après
acidification
Aux mesures effectuées avant et après
acidification est retranchée la valeur de DO à 750 nm
correspondante afin de corriger le biais induit par la turbidité de
l'échantillon.
4.4.2.5. Analyse des anions et cations en solution
L'analyse des anions et cations en solution dans les eaux
surnageantes et les eaux interstitielles est réalisée par
chromatographie ionique sur résine échangeuse d'ions (analyseur
de type DIONEX).
4.4.2.6. Analyse du carbone organique total
Le COT des eaux surnageantes et des eaux interstitielles est
analysé à l'aide d'un analyseur de carbone de modèle LAB
TOC (SPECTRA-France/ P.P.M). L'échantillon est acidifié puis
introduit dans un flux de persulfate de sodium. Le carbone organique contenu
dans l'échantillon subit l'action oxydante du réactif plus un
traitement aux ultra-violet lors de son passage dans le réacteur. Le gaz
carbonique obtenu est séparé de la phase liquide par barbotage
d'un gaz vecteur (Azote ou Argon). La concentration en gaz carbonique
entraîné par le gaz vecteur est mesurée par
détection infrarouge après passage dans un sécheur de gaz
qui assure une hygrométrie constante.
4.4.2.7. Teneur en pyrène
L'analyse est réalisée sur des eaux
filtrées à 0,7 um (filtres Whatman GF/F en fibre de verre). Les
échantillons après préparation sont stockés dans
des flacons en verre à l'abri de la lumière et à 4°C.
Le dosage du pyrène (Laboratoire Central d'Analyses du CNRS de Solaize)
est réalisé par HPLC sur colonne Hypersil ODS C18 5 um (200 x 2,8
mm) couplée à un détecteur d'UV à 240 nm. La
séparation des composés est obtenue par passage dans la colonne
d'un gradient d'élution eau/acétonitrile. Avec cette
méthode, les eaux sont injectées directement, il n'y a pas
d'étape d'extraction liquide-liquide.
4.5. Eaux interstitielles
4.5.1. Extraction
Le sédiment obtenu après sacrifice des
microcosmes est poolé pour chaque traitement. Les quatre lots de
sédiment sont ensuite centrifugés à 4000 tours/minute
à 4 °C pendant 30 minutes. Le sédiment de type tourbe
fournit un volume d'eaux interstitielles suffisant pour les analyses
ultérieures. Dans le cas du sédiment de type craie, le volume
récupéré peut être relativement faible. Il est dans
ce cas ajusté à 100 ml avec de l'eau
déminéralisée. Les eaux interstitielles sont ensuite
filtrées à 0,7 um sur un filtre Whatman GF/F. Les
échantillons d'eau interstitielles sont stockés à 4
°C et à l'obscurité.
4.6. Exposition des organismes et dosage du
pyrène bioaccumulé
Précision : les mesures ont
été réalisées par un stagiaire de l'IUT de Biologie
de Lyon, Clément LAVIGNE, sous la direction de Bernard
CLEMENT.
4.6.1. Mode d'exposition des organismes
Les organismes utilisés dans cette partie de
l'étude sont des daphnies juvéniles âgées de moins
de 48 heures provenant des élevages entretenus au laboratoire.
Le tableau 4 présente les
différents modes d'exposition auxquels ont été soumis les
organismes ainsi que les temps d'exposition retenus.
Tableau 4 : Modalités et durée
d'exposition des organismes pour le bioessai monospécifique ((*) :
eaux surnageantes récupérées lors de sacrifices dans
lesquelles les daphnies sont donc exposées en l'absence de
sédiment)
Date d'exposition
|
Mode d'exposition
|
Temps d'exposition
|
J17 à J18
|
Eaux surnageantes (*)
|
24 heures
|
J0 à J1, J0 à J2, J2 à J3, J7 à J8,
J14 à J15
|
Eaux surnageantes (*) filtrées à 0,8 um.
|
24, 48 et 72 heures
|
J-4 à J-3, J-3 à J0, J0 à J1, J0 à
J2, J2 à J3, J7 à J8, J14 à J15
|
Sédiment et eaux surnageantes des microcosmes
|
24, 48 et 72 heures
|
4.6.2. Dosage du pyrène
bioaccumulé
15 daphnies (préalablement séchées ou
humides) sont broyées dans un tube à essai en verre au moyen
d'une tige de verre, puis 2 mL de méthanol sont ajoutés. La
suspension obtenue est introduite dans une seringue et filtrée à
0,45 um (Minisat, SARTORIUS). Le filtrat est ensuite introduit dans une cuve en
quartz poli pour permettre la lecture de l'échantillon au
spectrofluorimètre. L'excitation du pyrène en solution est
réalisée à une longueur d'onde de 332 nm ; le spectre
d'émission résultant est obtenu entre 350 et 475 nm. Le pic de
fluorescence retenu pour la quantification se situe à une longueur
d'onde de 393 nm. En parallèle à la lecture de chaque
échantillon, une gamme étalon de solutions de pyrène dans
du méthanol est également lue afin de déterminer la
relation entre fluorescence et teneur en pyrène des solutions.
4.7. Suivi des paramètres biologiques
(organismes supérieurs)
4.7.1. Daphnies
4.7.1.1. Survie des mères
Le suivi et la numération des daphnies sont
réalisés par prélèvement des individus au moyen
d'une pipette graduée retournée. Les daphnies sont alors
placées dans un peu d'eau surnageante de leur microcosme d'origine, puis
dénombrées et observées (croissance, couleur,
présence d'oeufs chez les daphnies mères, présence de
mâles). Le milieu d'essai et les daphnies sont alors réintroduits
avec précaution dans le microcosme.
4.7.1.2. Reproduction et dosage du pyrène dans les
daphnies juvéniles
Lors du dénombrement des adultes, les jeunes daphnies
éventuellement présentes sont dénombrées
après les avoir récupérées par aspiration
(siphonnage d'une partie de la colonne d'eau et tamisage). Les individus issus
de microcosmes ayant reçu le même traitement sont placés
dans un tube à essai contenant 2 mL de méthanol à 90%. Les
échantillons sont ensuite placés à 4°C à
l'obscurité en attendant de fournir des mesures de bioaccumulation du
pyrène chez les jeunes daphnies.
4.7.2. Amphipodes
Le taux de survie des amphipodes est déterminé
lors des sacrifices des microcosmes. Les amphipodes sont capturés
à l'aide d'une oeuse ou d'une pince à la surface du
sédiment et stockés dans une petite quantité d'eau
surnageante de leur microcosme d'origine. Les individus sont alors
dénombrés et observés (croissance, formation de
couples).
4.7.3. Chironomes
Le taux de survie des larves de chironomes est
déterminé lors du sacrifice des microcosmes. Les larves sont
extraites du sédiment et placées dans une petite quantité
d'eau surnageante provenant de leur microcosme d'origine. Les individus sont
alors dénombrés et observés (croissance). Les adultes qui
ont émergé sont triés par sexe et dénombrés
tous les jours à partir de J10. Les individus sont ensuite placés
dans des piluliers en polyuréthane et stockés au
congélateur pour dosage ultérieur du pyrène.
4.7.4. Lentilles d'eau
Les organismes survivants sont rapidement essuyés sur
une feuille de papier absorbant, leur poids frais est mesuré, puis ils
sont placés pendant 24 heures dans une étuve à 60°C.
Les mesures de poids frais et sec sont réalisées sur la
totalité des individus d'un microcosme. Le poids moyen est obtenu par
division de la valeur obtenue par le nombre d'individus.
4.7.5. Mesures de poids frais et sec
Le développement des lentilles est suivi lors du
dénombrement des daphnies mères. Les colonies sont
dénombrées, le nombre de frondes qui composent chaque colonie est
également relevé. Une observation de l'aspect
général est ensuite réalisée afin de noter
l'éventuelle apparition de signes de
dégénérescence(frondes jaunies ou chlorotiques).
4.8. Suivi du compartiment
bactérien
4.8.1. Activités exoenzymatiques
Les mesures d'activités enzymatiques
bactériennes retenues dans cette partie de l'étude sont
l'activité leucine-aminopeptidase et l'activité -glucosidase. Les
protocoles de mesures mis en oeuvre sont basés sur l'utilisation de
l'épifluorescence de groupements chromophores greffés à
des substrats enzymatiques (tableau 5). L'hydrolyse de ces
complexes permet la libération du groupement chromophore qui émet
alors un rayonnement fluorescent après excitation des longueurs d'ondes
de fluorescence.
Tableau 5 : Substrats chromophores utilisés
dans les mesures d'activités exoenzymatiques leucine-aminopeptidase et
-glucosidase.
Activité enzymatique
|
Gamme étalon
|
Concentration saturante en substrat
|
Mesure de l'activité enzymatique des
échantillons
|
Lecture des échantillons
|
Leucine-Aminopeptidase
|
7-amino-4-méthyl-coumarine (MCA)
|
L-Leucine-7-amino-4-méthyl-coumarine (Leu-MCA)
|
L-Leucine-7-amino-4-méthyl-coumarine
|
Excitation : 380
Emission :440
|
-D-glucosidase
|
4-Méthylumbelliférone (MUF)
|
4-Méthylumbelliféryl ß-D-glycopyranoside
(MUF-Glp)
|
4-Méthylumbelliféryl ß-D-glycopyranoside
|
Excitation : 365
Emission :460
|
La réalisation des mesures d'activité
enzymatique comprend deux étapes :
- détermination de la concentration saturante en
substrat.
- détermination du niveau d'activité enzymatique
des échantillons en référence à une gamme
étalon de chromophore
Les protocoles expérimentaux mis en oeuvre lors de ces
deux étapes figurent en annexe 3.
Les différentes gammes de substrats sont
réalisées à partir de solutions mères de substrats
dissous dans du Méthylcellosolve. Les dilutions successives sont
réalisées avec de l'eau distillée.
La concentration saturante en substrat est définie
comme la concentration minimale non limitante pour les consortiums
bactériens. Cette valeur est estimée graphiquement : elle
correspond à la plus forte concentration en substrat utilisée,
avant le plateau de saturation de la courbe exprimant le niveau de fluorescence
relative en fonction de la concentration en chromophore. Cette concentration
saturante, évaluée lors de mesures préliminaires sur des
échantillons de sédiment, a été fixée
à 1500 umol/L pour les deux sédiments utilisés. Cette
concentration a été ensuite utilisée dans l'ensemble des
mesures effectuées au cours de cette étude. Lors de la lecture
des échantillons au fluorimètre, la réalisation de tubes
stériles permet de s'affranchir du bruit de fond de fluorescence
lié à la nature du sédiment. Les unités de
fluorescence relatives sont donc calculées par soustraction de ces
stériles :
UFR (réelle) = UFR (échantillon) - UFR
(stérile)
La quantité de substrat hydrolysée par les
échantillons est déterminée grâce à la gamme
étalon. Les tubes Eppendorf sont étuvés 24 heures à
105°C, le poids sec des échantillons de sédiment est
déterminé par soustraction du poids des tubes vides au poids de
l'ensemble tube + sédiment sec. Les résultats sont
exprimés en uM de substrat hydrolysé par heure et par gramme de
sédiment sec.
4.8.2. Densité bactérienne
L'estimation de la densité bactérienne des
sédiments s'effectue en microscopie à épifluorescence
après marquage des bactéries au DAPI (4'-6
diamidino-2-phénylindole dihydrochlorure). Le DAPI est un chromophore
fluorescent qui se fixe aux acides nucléiques après diffusion
passive dans les cellules bactériennes. Le complexe ADN-DAPI est
excité sous UV à 340-380 nm. Le protocole expérimental mis
en oeuvre figure en annexe 3 .
Le nombre total de bactéries est obtenu par
l'équation suivante :
Nombre de bactéries/g de sédiment frais = (Sf x
Ve x N x D x 0,9) / (Sm x Vf)
Avec : Sf = surface utile du filtre = 176,71
mm2
Ve = volume d'extraction = 9 mL
N = nombre de bactéries par champ microscopique
prospecté
D = dilution
Sm = Surface du champ microscopique à x 1000 = 0,0314
mm2
Vf = volume de filtration = 4,5 mL
Selon Trousselier (1985), il faut retenir la dilution
permettant de compter 30 bactéries par champ, et en comptant 300
bactéries la précision finale de la numération est de
10%.
4.8.3. Mise en évidence de souches
dégradant le pyrène
Les souches dégradant le pyrène sont mises en
évidence dans des boîtes de Pétri en verre contenant 30 mL
d'un milieu gélosé sur lequel 0,175 mL d'une solution de
pyrène dans l'acétone à 2 mg/l a
été évaporé. Pour chaque microcosme
sacrifié, 0.1 mL de suspension bactérienne diluée 100 et
1000 fois est déposé dans les boîtes de Pétri
stérilisées. L'opération est effectuée sous hotte
stérile et dans des conditions d'asepsie maximum. Les boîtes sont
ensuite mises en incubation à 30°C et à l'obscurité.
Une observation régulière des boîtes est
réalisée afin de déceler le développement de
colonies et la disparition de l'opacité due à la couche de
pyrène se trouvant déposée sur le milieu
gélosé.
Résultats
Par convention, les traitements mis en place dans le cadre des
bioessais plurispécifiques réalisés seront
désignés dans le texte par le code suivant :
C1 : sédiment Craie non
contaminé ; C2 : sédiment
Craie contaminé à 50 ppm de pyrène ;
T1 : sédiment Tourbe non
contaminé ; T2 : sédiment
Tourbe contaminé à 50 ppm de
pyrène ; MC2 : sédiment Craie
contaminé à 50 ppm de pyrène + 107
cellules de Mycobacterium 6PY1 ; MT2 :
sédiment Craie contaminé à 50 ppm de
pyrène + 107 cellules de Mycobacterium 6PY1
Les résultats obtenus dans le cadre de l'essai sur
microcosmes témoins Craie portaient sur l'influence seule ou
croisée de la quantité de nourriture apporté
quotidiennement (5 ou 10 mg de TetraMin en solution) et d'un renouvellement
partiel et hebdomadaire de la colonne d'eau sur la survie des organismes et la
stabilité des systèmes vis-à-vis de
phénomènes d'enrichissement et d'eutrophisation (Rapport
d'étude intermédiaire, mars 2002). Pour des raisons d'espace, ces
résultats ne seront pas présentés dans ce manuscrit mais
cités de manière ponctuelle à titre de
référence ou de compléments d'information. Les
résultats présentés ici ont été
analysés par un test ANOVA (significativité statistique) et par
un test de Bonferroni/Dunn (interaction entre paramètres
étudiés).
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