La méthodologie d’analyse des zones humides révèle des insights cruciaux sur les écosystèmes Ramsar d’Oran et de Bechar. Découvrez comment l’isolement de souches bactériennes et l’analyse de leur activité enzymatique peuvent transformer notre compréhension de la biodiversité locale.
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)
Ziri Mohammed Abderrahmane
Supervisé par: Professeur Boudjemaa Abdallah & Maître de conférence A Cheba Ben Amar
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
Introduction
Près de 67% des zones humides métropolitaines ont disparu depuis le vingtième siècle dont la moitié en 30 ans, sur la période de 1960-1990, le constat est similaire à l’échelle mondiale (observatoire des zones humides, 2013).
Les zones humides méditerranéens sont classées parmi les écosystèmes les plus riches de la planète (Médail et Quézel, 1999, Yavercoveski et al , 2004) présentant de grand valeurs écologiques, sociales, et économiques, ces importantes ressources naturelles ont été considérablement dégradé ou détruite ,pour arrêter ces pertes inverser la tendance et assurer une utilisation rationnelle de ces zones humides dans toutes la méditerranée ,une action de collaboration concerté à long terme a été développé sous l’appel de la convention Ramsar.
A l’échelle de la planète ,les milieux humides sont aujourd’hui reconnue, comme une catégorie particulière de systèmes écologiques ,comme tous les écosystème, les zones humides sont des systèmes ouverts qui varient dans l’espace et dans le temps ,ils nourrissent et se développent en acquérant des caractéristiques et des propriétés qui leur sont propres ,puis ils vieillissent et souvent disparaissent ,dans certain cas ils peuvent cependant rajeunir on se renouveler dans l’espace (Barnaud et Fustec,2007).
Le terme zone humide est une traduction du mot anglais « wetlands » de nombreuses définitions ont été proposées pour mieux cerner ce qu’elles recouvrent réellement .une définition retenue est établie par la convention Ramsar du 2 février 1971 relative aux zones humides d’importances internationales.
Les zones humides de la région biogéographique méditerranéenne et en particulier nord africaine se distinguent par une biodiversité importante qui se manifeste au niveau microbiologique par la grande diversité de la flore (bactéries, champignons, virus) le coté bactériologique se distingue par une flore autochtone aquatique représentée par les genres Pseudomonas, Bacillus, Flavobacterium, Micrococcus, Staphylococcus, Vibrio, Clostridium et une flore accidentelle ou allochtone représentée par les genres appartenant surtout à la famille des Enterobactereaceae tels : Escherichia, Shiguella ,Salmonella, Citrobacter, Enterobacter, ramenée par ruissèlement issue des
eaux usées des agglomération ou d’industrie sont généralement considéré comme indicateurs de pollution microbiologique appelé autrement les coliformes ceux qui sont responsables de contamination fécale sont dites coliforme fécaux on peut trouver aussi d’autres germes ubiquistes environnementales tels les streptocoques ceux qui appartient au groupe sérologique D sont considéré comme aussi indicateur de contamination fécale ,les bacteries de soufre les mycobactéries les bactéries d’azotes, les méthanobactéries les bacteries de fer quelques loconostocs ou des Lactobacillus des actinomycètes viennent s’ajouter à la flore accidentelle.
Les facteurs physico-chimiques favorables de ces écosystèmes humides tels le pH, T°, salinité, les éléments minéraux et la source de Carbonne et de N sous forme de matière en suspension sont indispensables pour l’équilibre microbiologique du milieu en induisant la prolifération de différents germes de la microflore bactérienne aquatique.
le coté microbiologique n’a pas pris guère sa part d’importance dans les travaux de recherche menées sur le sujet des zones humides en Algérie et au pays voisins ceci est du peut être à un choix prioritaire pour un domaines bien précis tous dépend des autres mais malgré cette négligence on constate ces derniers temps une volonté sincère de l’état représenté par ses structures de recherches et ses établissements universitaires qui se préoccupent de plus en plus à orienter les recherche envers cette onglet plus
rentable pour l’économie nationale et pour la lutte contre la dégradation qui affecte l’environnement suite aux plusieurs phénomènes destructeurs tels la désertification et la pollution que leur effets sera plus aggravant s’il se combinent avec un déséquilibre microbiologique du milieu.
En tant que microbiologistes, puisque nous vivons dans un monde ou environ sa moitié de biomasse totale est microbiennes alors que la majorité de cette masse floristique y compris la microflore bactériennes cohabite les milieux aquatiques humides enrichissant de matière organique y compris les lagunes les bassins les lacs, et presque tous le micro- organismes de cette flore ont théoriquement une aptitude illimitée à métaboliser des composés organiques en particulier les déchets polysaccharidique (amidon, pectine, cellulose) participant ainsi à l’autoépuration biologique et d’après ce qui est signalé par plusieurs investigations concernant le métabolisme bactérienne qui ont montré que ce pouvoir est dû à la capacité de produire des enzymes extracellulaires.
On a essayé d’établir une étude qui s’articule autour de la biodiversité bactériologique et métabolique y compris le coté enzymatique de ces zones humides d’importance internationale marqué par la convention Ramsar dont on s’est intéressé à faire envisager plutôt caractériser la biodiversité bactériennes et enzymatiques de quelques zones humides situé principalement à la région biogéographique du nord ouest d’Algérie wilaya d’Oran et une zone vierge non classé situé au sud ouest à la région de Bechar, cette recherche est une initiative dans la caractérisation bactériologique des écosystèmes humides continentaux algériens dont la réalisation de notre travail s’est passé par un chemin méthodologique qui se résume en trois parties selon un ordre chronologique :
La première partie est une synthèse bibliographique traitant le coté théorique de la thématique en ciblant les axes suivants :
- Les zones humides
- Les bactéries aquatiques
- Les enzymes polysaccharolytiques
- Résistance aux antibiotiques
- Plasmides bactériens
La deuxième partie représente l’ensemble des techniques utilisés lors de cette recherche en les détaillant et les schématisant principalement elle cible les axes suivants :
- Techniques d’echantillonnages
- Techniques des mesures des paramètres physico-chimiques
- Techniques d’énumération des bactéries
- Les milieux de cultures utilisés
- Technique de l’enzymologie bactériènne
- L’antibiogramme
- L’extraction des plasmide et electrophorèse
La troisième partie représente l’ensemble des résultats obtenues suivis par des discussions qui les abordent ciblant principalement les axes suivant :
- L’analyse des paramètre physico-chimiques
- L’analyse des paramètres bactériologiques
- L’identification bactériènne
- La disribution des bactéries dans les trois zones humides
- L’activité polysaccharolytique
- La distribution de cette activité dans les trois zones humides
- L’analyse de l’antibiogramme
- L’analyse du contenu plasmidique.