Étude éco-bactériologique des zones humides en Algérie

L’éco-bactériologie en Algérie est explorée à travers l’étude de 35 souches bactériennes isolées dans les zones humides classées Ramsar d’Oran et de Bechar. L’analyse met en lumière leur résistance aux antibiotiques et leur contenu plasmidique, contribuant à la compréhension des écosystèmes locaux.

Université des sciences et de la technologie d’Oran Mohamed Boudiaf

Faculté des sciences de la nature et de vie

Département de biotechnologie

Spécialité : biotechnologie végétale – Option : Productions végétales et microbiennes

Mémoire

Étude éco-bactériologique et enzymatique de quelques zones humides classées en convention internationale de Ramsar de la région biogéographique d’Oran
(Lac Télamine et Lagune du Macta) et de Bechar (Barrage de Djorf torba)

Mr: Ziri Mohammed Abderrahmane

Pour l’obtention du diplôme de magister en biotechnologie

Année universitaire 2013/2014

Résumé

Ce travail préliminaire qui a fait l’objet d’une étude « éco-bactériologique et enzymatique de quelques zones humides classées en convention internationale de Ramsar de la région biogéographique d’Oran (Lac Télamine et Lagune du Macta) et de Bechar (Barrage de Djorf torba) » nous a permis d’isoler et de cribler environ 35 souches bactériennes appartenant aux différentes familles celles d’entre eux doté d’une activité enzymatique polysaccharolytique

« Amylolytique, Cellulolytique, Pectinolytique » assez distinctives.

Les mesures des paramètres physico-chimique comme la T°, pH, CE, MES ont été élaboré durant toute l’année de l’étude répartis en quatre prélèvements réguliers et cela pour un suivi permanent des changements ainsi pour l’évaluation théorique de la prolifération bactérienne et l’activité enzymatique polysaccharolytique,ces paramètres ont montrés des T° saisoniales,une neutralité qui tends défois vers l’acidité,une salinité remarquable surtout à Télamine et des quantités considérables de MES par la suite on a pu faire une énumération des coliformes totaux, fécaux ,streptocoques fécaux et les germes totaux pour l’estimation du degré de pollution bactériologique affectant ces milieux,la zone de Télamine a été fortement contaminé alors que les autres viennent dans l’ordre décroissant.

La caractérisation bactériologique ainsi la confirmation de la pureté des souche isolées ont été contrôlé en se basant sur leur caractères morphologiques (aspect coloniale) ainsi que les examens microscopiques classiques « examen à l’état frais » et « coloration de gram »en suite ils ont été identifiées par des tests biochimiques « test oxydase et test catalase » sans négliger l’aspect colonial sur milieu sélectif avec un test supplémentaire pour atteindre le stade espèce de certain souche qui a été réalisé par les galerie biochimique system Api 20 E.

En outre l’activité enzymatique de ces souches aquatique issues de ces zones humides a été recherché envers les trois polysaccharides « Amidon, Cellulose, Pectine »sur les milieux améliorés à base de ces derniers l’activité enzymatique totale de chaque zone humide envers un polysaccharide par fermentation sur milieu liquide a été estimé ,l’activité pectinolytique et Amylolytique ont été assez abondante chez la pluparts de ces souches, tandis que l’activité cellulolytique a été modérément remarquée les Bacillaceae et Pseudomonaceae ont montré une activité polysaccharolytique envers les 3 substrat par contre la famille des Enterobactereaceae a prouvée l’absence totale de cette activité.

Le choix des ATB pour l’antibiogramme a été fait en fonction des 3 familles bactériennes

Enterobactereaceae, Bacillaceae et Pseudomonaceae selon les recommandations de Louis :

Pour les souches des Enterobactereaceae ont montré une résistance envers les ATB de la famille des B-Lactamine certains d’entre eux pour autres, par contre les souches des Bacillaceae ont montré une résistance commune envers les ATB (P, OX) et les souches des Pseudomonaceae ont montré une résistance commune envers les ATB (AMX, AM).

Pour une étude bien approfondie et comparative l’ADN plasmidique des souches de la famille des Bacillaceae et Pseudomonaceae qui se sont montrés plus actives et celles non actives des Enterobactereaceae a été extrait par les techniques classiques de l’extraction des plasmides « Méthode de mini-préparation » puis mis en évidence par le processus électro phorétique, les résultats ont été satisfaisants car toutes les souches appartenant à ces trois familles ont montré un contenu plasmidique assez important sauf pour la souche T8.

Mots clefs: Zones humides,bactéries aquatiques, Activité enzymatique, Resistance aux antibiotiques, Plasmides bactériens

Abstract

This preliminary work which has been subject of a study « eco- bacteriological and enzymatic of some wetlands classified in convention international of Ramsar of biogeographical region of Oran (Télamine Lake and the Macta Lagoon) and Bechar (Djorf torba Dame) has allowed us to isolate and screen about 35 bacterial strains belonging to different families, those of them with a activities polysaccharolytic  » amylolytic, celluolytic, pectinolytic « quite distinctive.

The measurements of physic- chemical parameters such as T°, pH, EC, MES were made throughout the year of the study divided into four regular sampling and that for a continuous monitoring of changes and for the theoretical evaluation of the bacterial growth and activity polysaccharolytic, later we could make a counting of total coliforms, fecal, fecal streptococci and total bacteria to estimate the degree of bacterial pollution in these areas.

Bacteriological characterization and confirmation of the purity of the isolated strain were controlled based on their morphological (colonial appearance) together with conventional microscopic examination  » fresh examination  » and  » Gram stain  » then have identified by biochemical tests « oxidize and catalase test  » without neglecting the cultural aspect of selective medium with an additional test case to reach the level species of some strain has been realized by a biochemical gallery system Api 20 E.

We have also investigated the activity enzymatic of these aquatic strains from these wetlands towards three polysaccharides  » Starch, Cellulose and Pectin  » above the improved medium a on based of these ,we estimated the total enzymatic activity of each wetland towards a polysaccharide by fermentation liquid medium , amylolytic and pectinolytic activity were quite abundant in the most of these strains , while the celluolytic activity was moderately noticed in the Bacillaceae and Pseudomonaceae showed activity towards tree substrates while the family Enterobactereaceae has proven the total absence of this activity.

The choice of againstbiotic was done according to the three bacterial families

Enterobactereaceae, Bacillaceae and Pseudomonaceae as recommended by Louis:

For Enterobactereaceae strains showed resistance to the ATB family of B -lactam some of them to others, against Bacillaceae strains showed a common resistance to the ATB (P, OX) and Pseudomonaceae strains showed a common resistance to the ATB ( AMX , AM).

For a very thorough and comparative study of plasmid DNA, strains of the family Bacillaceae and Pseudomonaceae who were more active and those inactive for Enterobactereaceae was extracted by conventional techniques of extraction of the plasmids’ mini-preparation method  » and highlighted by the electro phoretic process, the results were satisfactory for all strains belonging to these three families showed a relatively large plasmid content except for T8 strain.

Keywords: wetlands, aquatic Bacteria, enzyme activity, againstbiotic resistance, Bacterial plasmid

الملخص

طحً ناُذْا انؼمً الأنٔٙ انخاص بذراطت انكٛبٕكخزنٕٚجٕتٛ نبؼض اناًُطق انزطبت انظًجهت فٙ الاحفاقتٛ انذنٔتٛ رايظارنهطًُقت انبٕٛ جغزافتٛ زْٔاٌ بحزٛة حلٛايٍٛ رْٕٔ بحزٛة ضحهت بانقًطغ اضٚا نطًُقت بشار طذ جزف انخزبت يٍ ػشل فٔحض حَٕ 53 طلانت بكخزٛتٚ حخًُٙ إنٗ أجاُص يخخهفت يغ حشًٛاْ بانشُاط الأشًَٚٙ انحًهم انشُائٙ أنظهٛهٛسٕ٘

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) بتُٛ انظًخؼزًة( أنفحصٕ انجًزٓتٚ انكلاطكٛتٛ « فحض انحانت انزطبت طٔبغت غزاو حذٛ رى حطٕفٛآ أكزز بإططت بؼض اخخباراث انكاًٛٛء انحتٕٛٚ كالاؤكظذٛاس أخخبار انكاحلاس دٌٔ إاًْل خظائظآ ػهٗ الأطٔاط الاخَقائتٛ أخخبار

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ألايبُٕٛظُٛهٍٛٛ

يٍ اجم دراطت يؼقًت حى اطخخلاص انبلاسيذٛ يٍ انظلالاث انخٙ أظزٓث شَاطا كبزٛا فٙ انقًائت نهضًاداث انحتٕٛٚ ػٍ طزقٚ حقتُٛ انخحضزٛ انظًغز ئٍ حى ضٔؼّ فٙ انخزحمٛ انكزٓبائٙ ػهٗ لْاو الاغارسٔ انخُائج كاجَ جذٛة بانظُبت

نهؼائلاث انبكخزٛتٚ انزلاد إلا فاًٛ خٚض انظلانت ث8 انخٙ ظزٓث يفخقزة انبلاسيذٛ

الكلمات المفتاحية: المناطق الرطبة، البكتيريا المائية، النشاط الأنسيمي المحلل،المقاومة للمضادات الحيوية، البلازميذات البكتيرية

Sommaire Page

Abréviations 12,13p

Liste des figures 14,15p

Liste des Photos 16,17p

Liste des Tableaux 18,19p

1. Introduction 21,22,23p
2. Synthèse bibliographique
   1. Zone humides 25p
      1. Généralités 25p
         1. Définition 26p
         2. Définition de la convention de Ramsar 26p
      2. Définition du projet MAR de l’UNESCO 26p
      3. Convention de Ramsar 26p
      4. Les zones humides continentales 27p
         1. Eaux dormantes 27p
         2. Eaux courantes 27p
         3. Zones inondables 27p
         4. Zones hygromorphes végétales 27p
         5. Les Zones humides artificielles 27p
         6. Notion d’un bassin versant 27p
      5. Les zones humides de la Méditerranée 28p
      6. Réduction de surface des zones humides méditerranéennes 30p
      7. Le rôle des zones humides 31p
         1. Les fonctions écologiques 32p
            1. L’hydrologie 32p
            2. Fonctions biologiques 32p
            3. Fonctions climatiques 32p
         2. Les fonctions économiques 32p
         3. Les fonctions culturelles et touristiques 32p
   2. Menace sur les zones humides 33p
   3. La biocénose des zones humides 33p
   4. Les producteurs 33p
   5. Les consommateurs 33p
   6. Les décomposeurs 34p
   7. Les zones humides en Algérie 34p
      1. Les mécanismes biogéochimiques dans les milieux humides 37p
      2. L’autoépuration 37p
   8. La microflore bactérienne aquatique 37p
      1. Généralité 37p
      2. Nomenclature et taxonomie des familles bactériennes 38p
      3. Classement des familles selon les caractères morphologiques et biochimiques 39p
      4. La survie des bactéries en aquatique 45p
         1. Les microbes libres 45p
         2. Les formes de résistance 45p

a· Les spores 45p

b· Les formes L 45p

• • 1. Les microbes adsorbés 45p
    2. Les microbes absorbés 46p
  1. Paramètres d’analyse bactériologique 46p

6.5.1. Généralités 46p

• • 1. Les indicateurs microbiens 47p
       1. Les coliformes totaux 48p
       2. Les coliformes fécaux 48p
       3. Les streptocoques fécaux 48p
       4. La flore mésophile aérobie totale 48p
  1. Les principales familles bactériennes aquatiques 48p
     1. La famille des Enterobactereaceae 49p

a .Le genre Escherichia 49p

• • • 1. Le genre Shiguella 50p
      2. Le genre Citrobacter 50p
      3. Le genre Klebsiella 51p
      4. Le genre Entérobacter 51p
      5. Le genre Salmonella 51p
      6. Le genre Yersinia 51p
    1. La famille des Pseudomonaceae 51p

1. L’espèce Pseudomonas aeruginosa 52p
2. L’espèce Pseudomonas fluorescente 53p
   • 1. La famille des Vibrionaceae 53p

a. Les Vibrion halophiles 53p

• • 1. La famille des Aeromonadaceae 53p

a. L’espèce Aeromonas hydrophila 53p

• • 1. La famille des Flavobacteriaceae 54p

a. L’espèce Flavobacterium.sp 55p

• • 1. La famille Clostridiaceae 55p

1. Les Clostridium sulfito-réducteurs 55p
2. L’espèce Clostriduim.perfringens 55p
   • 1. La famille des Lactobacillaceae 55p

a. L’espèce Lactobacillus.sp 56p

• • 1. La famille des Bacillaceae 56p

1. L’espèce Bacillus cereus 57p
2. Le genre Bacillus thuringiensis 57p
   • 1. La famille des Micrococcaceae 57p
3. Le genre Micrococcus 57p
4. L’espèce Micrococcus.Leteus 58p
   • 1. La famille des Staphylococcaceae 58p

a. L’espèce Staphylococcus.aureus 59p

• • 1. La famille des Streptococcaceae 59p

a. Le genre Streptococcus et les Streptocoques fécaux 59p

• • 1. La famille des Leuconostocaceae 59p

a. Le genre Leuconostoc 60p

• • 1. La famille Spirillaceae 60p

a. Le genre Spirillum 60p

• • 1. La famille Listeriaceae 60p

a. L’espèce Listeria monocytogenes 61p

• • 1. La famille Alcaligenaceae 61p

a.L’espèce Alcaligenes faecalis 61p

1. Facteurs influant sur la teneur microbienne globale 62p
   1. Facteurs physico-chimiques 62p
      1. La dilution 62p
      2. L’adsorption 62p
      3. La sédimentation 62p
      4. La lumière 62p
      5. La température de l’eau 62p
      6. Variations de pH 62p
      7. La salinité 62p
   2. Facteurs biologiques 62p
      1. Compétition interspécifique 62p
      2. Prédation 62p
         1. Les bactériophages 63p
         2. Les prédateurs microphages 63p
2. Généralités sur les enzymes microbiens polysaccharolytiques 63p
   1. Les enzymes de dégradation des principaux polysaccharides 63p
      1. Les enzymes amylolytiques 64p
         1. L’amidon et ses dérivés 65p
         2. Composition et structure moléculaire 65p
         3. L’amylose 66p
         4. L’amylopectine 67p
         5. Principaux acteurs d’amidon sur le marché 68p

8.1.2.1. Les différents types d’enzymes amylolytiques 68p

1. L’alpha amylases 70p
2. Les B-amylases 70p
3. Les pullulanases 70p
4. Les amyloglucosidases 70p

8.1.3.2. Les souches productrices d’amylases 70,71p

• • 1. Les enzymes pectinolytiques 71p
       1. Origine et propriétés 71p
       2. Définition et structure chimique des substances pectiques 71p
       3. Rôle et emploi des substances pectiques 72p
       4. Les différents types d’enzymes pectiques et caractéristiques 73p
          1. Les enzymes de dé-estérifications 73p
          2. Les enzymes dépolymérisantes 73p

Les hydrolases ou polygalacturonases 73p

Les endopolygalacturonases 73p