Impact of herbicides on the functional and specific diversity of the soil microflora : ea test case the DNOC
Impact des produits phytosanitaires sur la diversité spécifique et fonctionnelle de la microflore du sol : ecas du dinitro-o-cresol
Résumé
The impact of herbicides on the soil microflora was studied through the effect of a model molecule : the DNOC. We first considered the influence of the DNOC on the growth of pure strains of microorganisms selected in 3 microbial groups. Two of the three were defined by their taxonomic position (Rhizobia and Pseudomonas), the third by its functional ability to degrade 2.4-D. This approach showed that Rhizobia were sensitive, pseudomonas were resistant and 2.4-D degraders had very different responses to DNOC. This suggests that, in the soil, 2.4-D degraders may be exposed to important modifications in their diversity with functional consequences. But, this approach cannot reflect what really happens in the soil where physico-chemical and biological protections probably limit the impact of pollutants. That is the reason why, in a second time, we studied the DNOC impact on the structure of two subsets of the soil microbial community : bacteria growing on a non-selective medium and on a medium with 2.4-D as the main carbon and energy source. We can clearly see that DNOC has destructurating effects on both groups : a diminution of the number of species and a selection of gram negative bacteria. The only difference is in the velocity of the answer which occurs as soon as 7 days for the "total population" and 14 days for the "2.4-D degraders". Moreover, diversity indices calculated on both morphologic and genetic criteria vary similarly for both populations. We showed a long term based but irreversible convergence of the evolution of control and treated soil samples towards a diminution of the number of microbial species. The DNOC effect ont the metabolic diversity of the total population and on 2.4-D degraders was then studied. We studied showed that DNOC presence in the soil could modify the metabolic signature of a microbial community defined by the ability to degrade different substrates. The effect is such, that we could consider it as a possible indicator of the ecotoxicological impact of toxic molecules. Functional changes due to the presence of a biocidaal molecule were investigated through its effect on the 2.4-D degradation in micro-samples. DNOC inhibits the degradation even at low doses where a stepwise effect is observed. This work demonstrates that the soil microbial population reacts to the presence of a chemical pollutant such as the DNOC by a functional and specific adaptation
L'impact des pesticides sur la microflore du sol a été envisage par l'étude de l'effet d'un pesticide, le DNOC, pris comme polluant modèle. Nous avons tout d'abord considéré l'influence du DNOC sur la croissance de souches pures de micro-organismes choisies dans trois groupes microbiens. Deux d'entre eux ont une définition taxonomique, les rhizobium et les pseudomonas alors que le 3e a une définition fonctionnelle ; il s'agit des micro-organismes dégradant le 2,4-d. Cette approche a permis de mettre en évidence la sensibilité de micro-organismes sensibles tels que les rhizobium ou la résistance des pseudomonas au dnoc. Elle a également révélé une grande diversité de réponses des souches dégradant le 2,4-d suggérant que dans le sol la communauté dégradante est susceptible d'être exposée à des modifications importantes de composition dont les conséquences fonctionnelles sont probablement loin d'être négligeables. Cependant, cette approche trop simplificatrice ne reflète pas ce qui se passe réellement dans le sol ou des mécanismes de protection physico-chimiques et biologiques tendent probablement à limiter l'impact réel des polluants. C'est pourquoi, dans la seconde partie, nous avons étudié l'impact du DNOC sur la structure de deux sous-ensembles de la communauté bactérienne du sol, les bactéries cultivables sur milieu non sélectif et sur milieu dans lequel le 2,4-d constitue la principale source de carbone et d'énergie. Il ressort clairement de cette étude que le DNOC a des effets déstructurant qui se manifestent sur les deux groupes microbiens considérés. Il apparait nettement que le DNOC, à la dose la plus élevée (c = 50 mg kg-1) contribue à la diminution du nombre d'espèces de la microflore totale cultivable et de la microflore se développant sur milieu 2,4-d avec sélection d'une microflore gram-. L'effet du DNOC a ensuite été étudié au travers de ces conséquences sur la diversité métabolique de l'ensemble des bactéries cultivables et sur l'efficacité fonctionnelle des bactéries dégradant le 2,4-d. Nous avons montré que la présence dans le sol du dnoc était susceptible de modifier la signature métabolique d'une communauté microbienne au travers d'un profil d'utilisation de différents substrats carbones. Ces modifications sont suffisamment marquantes pour être considérées comme de possibles indicateurs de l'impact écotoxicologique de composés chimiques toxiques. Les changements fonctionnels liés à la présence d'un biocide dans le sol ont été appréciés par l'action qu'il exerce sur le déroulement d'une fonction particulière, la dégradation du 2,4-d en considérant comme entités fonctionnelles des microéchantillons de sol. Un traitement au DNOC s'avère pénalisant même à faible dose ou une plus grande progressivité de l'effet est observé. Ce travail démontre que certaines agressions chimiques telles que celles qui résultent de la présence du DNOC provoquent au sein de la microflore du sol des réajustements spécifiques et des adaptations fonctionnelles relativement prononcées
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Science des sols| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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