Microbiotesenvironnementaux: source trackinget exploration

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Microbiotes environnementaux: source tracking et exploration Bernard Taminiau Cristina Rodriguez Simone Krings Meriem Oukbir Pr Georges Daube

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Microbiotes environnementaux:sourcetracking etexploration

BernardTaminiauCristinaRodriguezSimoneKringsMeriemOukbir

PrGeorgesDaube

SantéanimaleProductionanimale

Feed

FoodFocussur

interactions

Santéhumaine

Environ-ment

Gestiondéchets

ONEHEALTH

MANYMICROBIOTA

….

METAGENETIQUE

GENOMIQUE

METAGENOMIQUE

0.000%$

10.000%$

20.000%$

30.000%$

40.000%$

50.000%$

60.000%$

70.000%$

80.000%$

90.000%$

100.000%$

$P1_week01$

$P1_week02$

$P1_week04$

$P1_week05$

$P1_week07$

$P1_week08$

$P1_week10$

$P2_week01$

$P2_week03$

$P2_week05$

$P2_week07$

$P2_week09$

$P13

_week01$

$P13

_week02$

$P13

_week03$

$P13

_week04$

$P13

_week06$

$P13

_week08$

$P13

_week10$

$P15

_week01$

$P15

_week02$

$P15

_week03$

$P15

_week04$

$P15

_week06$

$P15

_week07$

$P15

_week08$

$P15

_week09$

$P18

_week05$

$P18

_week07$

$P18

_week09$

$P19

_week01$

$P19

_week02$

$P19

_week03$

$P19

_week07$

$P19

_week09$

$P19

_week10$

$P24

_week03$

$P24

_week05$

$P24

_week06$

$P24

_week08$

Vic$vallaceae)Vibrionaceae)Verrucomicrobiaceae)Veillonellaceae)unclassified)Synergistaceae)Streptococcaceae)Staphylococcaceae)Sphingomonadaceae)Ruminococcaceae)Rikenellaceae)Rhizobiaceae)Pseudomonadaceae)Pseudoalteromonadaceae)Propionibacteriaceae)Prevotellaceae)Porphyromonadaceae)Peptostreptococcaceae*Pasteurellaceae)Oxalobacteraceae)Moraxellaceae)Micrococcaceae)Microbacteriaceae)Lactobacillaceae)Lachnospiraceae)Fusobacteriaceae)Flavobacteriaceae)Family_XIII_Incertae_Sedis)Family_XII_Incertae_Sedis)Family_XI_Incertae_Sedis)Eubacteriaceae)Erysipelotrichaceae)Enterococcaceae)Enterobacteriaceae)Desulfovibrionaceae)Corynebacteriaceae)Coriobacteriaceae)Comamonadaceae)Clostridiaceae)Carnobacteriaceae)Campylobacteraceae)Bifidobacteriaceae)Bacteroidaceae)Alcaligenaceae)Ac$nomycetaceae)

NMDS1

NMDS3

NMDS2

Group&young&Group&old,CT&Group&old,SP&

16SrDNAAmplification

NGS

Bioinformatics

Abundance profile

Population structure

Correlation with environmental factors

MICROBIOTEETMAPPINGEN UNITÉ INDUSTRIELLEAGRO-ALIMENTAIRE

Commentlescontaminationscroiséesdansuneunitédefabrication?

Quellessontlesliensentrelesbactériesetlestypesdesurface?

Campagne dans deux ateliers

Boudin blanc

Tête de veau en sauce

Operateur

Surfaces

Matrices

critèresmicrobiologiques

Metagénétique

Metagénétique

Microbiotemapping

Microbiotemapping

IntérêtdeLamicrobiologieindépendantedelaculture

Mapping du microbiote en zone agro-alimentaire

Source-tracking

Chasse aux zones de contamination

MICROBIOTEDUSOLETECOTOXICITÉ

Lavégétationesttrèstoléranteàlacontaminationparlesmétauxlourds

Commentévaluerlasituationécotoxicologique

Ladynamiquedumicrobiotedusolpeut-elleêtreutilisée

commeindicateur?

Figure 19. Concentration moyenne des différents indicateurs chimiques par groupe, exprimée en mg par kilo de masse sèche.

zinc Fer

Aluminiu

m

Calcium

plomb

Magne

sium

Manga

nese

cuivr

enic

kel

0

5000

10000

15000

20000

50000

100000

150000

200000

abun

danc

e m

g/kg

ms

F201_10cmF201_30cmF201_50cmF202_10cmF202_30cmF202_50cmF203_10cmF203_30cmF203_50cm

Etain

arsen

ic

Baryum

Antimoin

eco

balt

cadm

iumch

rome

Vanad

ium0

100200300400500500

1000

1500

2000

2500

abun

danc

e m

g/kg

ms

F201_10cmF201_30cmF201_50cmF202_10cmF202_30cmF202_50cmF203_10cmF203_30cmF203_50cm

Molybd

ene

Berylliu

m

Seleniu

m

Thalliu

m

mercure

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

5

10

15

20

25

abun

danc

e m

g/kg

ms

F201_10cmF201_30cmF201_50cmF202_10cmF202_30cmF202_50cmF203_10cmF203_30cmF203_50cm

Phasedefaisabilité– sitevieillemontagne

3 sampling zones (100M2)

3 Drill cores (diam. 10cm)

3 Sampling Depths

3 Replicates

UMICORE

Extraction zinc

Grace-Hollogne

Figure 15 : Visualisation non paramétrique en 3 dimensions (NMDS) des échantillons sur base d’une matrice

de distance de Bray-Curtis construite avec les abondances relatives des espèces bactériennes observées.

NMDS1

NMDS3

NMDS2

SiteF201SiteF202SiteF203

50cm

30cm

10cm

Depthsampling

Figure 16 : Abondance relative cumulée moyenne des phyla observés pour chaque groupe d’échantillons.

F201_10cm

F201_30cm

F201_50cm

F202_10cm

F202_30cm

F202_50cm

F203_10cm

F203_30cm

F203_50cm

0

50

100

Rela

tive

popu

latio

n ab

unda

nce

(%)

Phylum

ProteobacteriaChloroflexiActinobacteriaAcidobacteriaGemmatimonadetesBacteria_unclassifiedNitrospiraeBacteroidetesPlanctomycetesCyanobacteriaCandidate_division_TM7TM6VerrucomicrobiaCandidate_division_OD1FirmicutesCandidate_division_OP11ArmatimonadetesChlorobiElusimicrobia

Figure 18 : Abondance relative cumulée moyenne des genres >3% observés pour chaque groupe d’échantillons.

F201_10cm

F201_30cm

F201_50cm

F202_10cm

F202_30cm

F202_50cm

F203_10cm

F203_30cm

F203_50cm

0

50

100

Rela

tive

popu

latio

n ab

unda

nce

(%)

Genus > 3%

AcidiferrobacterGemmatimonadaceae_unclassifiedBacteria_unclassifiedP2-11E_unclassifiedAnaerolineaceae_unclassifiedNitrospiraBlastocatellaTRA3-20_unclassifiedProteobacteria_unclassifiedTK10_unclassifiedGR-WP33-30_unclassifiedBetaproteobacteria_unclassifiedActinobacteria_unclassifiedAcidimicrobiales_unclassifiedGaiellaMB-A2-108_unclassifiedThiobacillusSubgroup_6_unclassifiedNitrosomonadaceae_unclassifiedRhizobiales_unclassifiedOthers

Structure– compositionmicrobiote

LienMicrobiote – concentrationpolluants

Figure 20. Heatmap plot des corrélations RHO de SPEARMAN pour les couples indicateurs-genres bactériens. Seules les genres microbiens présentant au moins une corrélation statistique (≤ -0.6 ou ≥ 0.6)

sont reprises. La colorisation est fonction de la valeur de RHO.

Sulfuricella

Angustibacter

Thiobacillus

Gaiella

Blastococcus

Deltaproteobacteria_unclassified

Leptospirillum

Acidiferrobacter

Elev-16S-573_unclassified

Rhodobium

Anaerolineaceae_unclassified

MNG7_unclassified

OPB35_soil_group_unclassified

Acidobacteriaceae_Subgroup_1_unclassified

Acidobacteriaceae_Subgroup_6_unclassified

Acidobacteriaceae_Subgroup_5_unclassified

TRA3-20_unclassified

Nitrospira

AntimoineAluminium

arsenicBaryumcadmiumchromecobaltcuivreEtainFer

Molybdenenickelplomb

Seleniumzinc

Significative correlation between bacterial genera and measured elements

-0.5

0

0.5

Figure 21. Abondance relative moyenne des genres corrélés avec les indicateurs chimiques dans les différents groupes de la campagne.

Thiobacillus

Sulfuricella

Nitrospira

Gaiella

Blastococcus

Angustibacter

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

10

20

30

Rela

tive

popu

latio

n ab

unda

nce

(%)

Relative abundance of selected taxa

F201_10cmF201_30cmF201_50cmF202_10cmF202_30cmF202_50cmF203_10cmF203_30cmF203_50cm

Phasesuivante(2017):Poursuivrel’étudedecelienafindedévelopperunnouveausystème

d’évaluationdel’écotoxicité

Ladynamiquedumicrobiotedusolpeut

êtresuivieEllepeutêtreliéeàlaconcentrationde

polluants