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Planktothrix rubescens

Planktothrix rubescens est une cyanobactérie (aussi appelée algue-bleue) communément observée dans les lacs mésotrophes de l’hémispère nord1. Comme toutes les cyanobactéries, Planktothrix rubescens est un organisme photosynthétique, c’est donc dire qu’il a pour source d’énergie le rayonnement solaire qu’il absorbe grâce à l’action de pigments, principalement la cholophylle a. Planktothrix rubescens possède également un pigment rouge appelé phycoérythrine, ce qui donne aux cellules leur couleur caractéristique. Bien que les cyanobactéries soient des organismes microscopiques, elles peuvent s’accumuler en écumes le long des côtes sous le vent, de façon telle qu’elles deviennent visibles à l’œil nu. Une telle prolifération de biomasse de phytoplancton est communément appelée “bloom2.

Planktothrix rubescens produit des microcystines, de puissantes toxines qui s’accumulent dans la biomasse de vertébrés et invertébrés aquatiques, incluant les poissons, les mollusques et le zooplancton. L’intoxication des animale et des humaine par les microscystines peut se produire directement par l’ingestion de cellules de cyanobactéries toxiques, ou indirectement par la consommation d’organismes aquatiques contaminés.

Dans le lac Zurich, P. rubescens domine la communauté phytoplanctonique3. Le lac Zurich est un lieu récréatif très populaire et est la principale source d’eau potable pour la ville de Zurich. La menace que représentent les microcystines dans les eaux récréatives et potables a évidemment de vastes conséquences sur la santé publique et l’environnement4.

Dans les écosystèmes d’eau douce, des mutations génétiques se produisent fréquemment dans les gènes de P. rubescens qui codent pour la production de microcystines5. Les mutations engendrent des souches qui ne synthétisent pas de microcystines, mais ces souches peuvent tout de même fabriquer d’autres composés toxiques. Puisqu’il est impossible de différencier sous le microscope les souches qui produisent des microcystines de celles qui n’en produisent pas, des techniques de biologie moléculaire qui visent les gènes de production de microcystines sont donc utilisées à cette fin.

Notre objectif est d’utiliser de telles techniques moléculaires (notamment la PCR quantitive pour étudier les facteurs qui régulent le succès écologique des souches de P. rubescens produisant des microcystines comparativement à celles qui n’en produisent pas. Ces facteurs demeurent jusqu’à présent inconnus, mais pourraient être la température, les conditions de lumière, et/ou les quantités de nutriments dans le lac. Notre étude contribuera également à comprendre les fonctions biologiques des microcystines. Ultimement, nos approches moléculaires fourniront des outils essentiels pour la détection précoce de la formation de blooms toxiques dans les plans d’eaux naturels de même que dans les réservoirs d’eau potable.

  1. Sivonen, K., and G. Jones. 1999. Cyanobacterial toxins, p. 41–111. In: I. Chorus and J. Bertram (ed.), Toxic cyanobacteria in water: a guide to public health significance, monitoring and management. E&FN Spon, London. File

  2. Bloom: Mot de langue anglaise utilisé en Français pour désigner une prolifération pélagique de phytoplancton (algues microscopiques). Un bloom phytoplanctonique se développe lorsque les conditions idéales de température, d’éclairement, et de concentration en sels nutritifs, sont réunies. Dans les milieux aquatiques de l’Hémisphère Nord, les blooms se produisent habituellement au printemps. Il est parfois possible d’observer des blooms à l’automne dans les régions boréales. Quoique moins utilisé, le terme “efflorescence” est celui recommandé officiellement par la Commission générale de terminologie et de néologie (France).

  3. Van den Wyngaert S, Salcher MM, Pernthaler J, Zeder M, Posch T (2011) Quantitative dominance of seasonally persistent filamentous cyanobacteria Planktothrix rubescens in the microbial assemblages of a temperate lake. Limnology and Oceanography 56:97-109. File

  4. Funari, E., and E. Testai. 2008. Human health risk assessment related to cyanotoxins exposure. Critical Reviews in Toxicology 38:97–125 File

  5. Christiansen, G., R. Kurmayer, Q. Liu, and T. Börner. 2006. Transposons inactivate biosynthesis of the nonribosomal peptide microcystin in naturally occurring Planktothrix spp. Applied and Environmental Microbiology 72:117-123 File


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