Caractérisation et modélisation des interactions au sein d’un assemblage de cyanobactéries diazotrophes et de microalgues
| Type | : | AP |
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| Nature | : | Production scientifique |
| Au bénéfice du Laboratoire | : | Oui |
| Statut de publication | : | Publié |
| Année de publication | : | 2018 |
| Type de thèse | : | Thèse de Doctorat |
| Date | : | 13/12/2018 |
| Nombre de pages | : | - |
| Directeur de thèse | : | Olivier Bernard, Jean-Philippe Steyer |
| Université | : | Université de Montpellier |
| Département académique | : | GAIA - Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau |
| Auteur | : | CAÏA Margaux |
| DOI | : | - |
| URL | : | - |
| Abstract | : | L’objectif de cette thèse est d’étudier et d’optimiser les interactions entre la microalgue d’intérêt économique Dunaliella salina et la cyanobactérie fixatrice de diazote Crocosphaera watsonii. Comme pour les plantes terrestres, la co-culture d’une microalgue et d’un organisme diazotrophe pourrait en effet conduire à limiter les apports d’engrais azoté. Une première série d’expériences compare la physiologie de D. salina et C. watsonii en mono- et co-cultures pour comprendre l’impact des interactions sur la dynamique de l’assemblage. Une forte compétition pour la lumière et des effets allélopathiques sont identifiés. Les résultats expérimentaux sont ensuite extrapolés grâce à une approche théorique de modélisation. En supposant le recyclage de l’azote dérivé de la diazotrophie par des bactéries, il est montré que la compétition pour la lumière reste contre-productive pour l’écosystème. Dans un troisième temps, une autre série d’expériences vise à co-cultiver les organismes dans des systèmes sans contact cellulaire pour s’affranchir de la compétition pour la lumière. Le modèle mathématique permet alors d’identifier les interactions complexes liées à cet assemblage artificiel. Cette étude confirme l’importance de coupler expérimentations et modélisation pour comprendre l’ensemble des interactions au sein d’un écosystème. Nos résultats offrent des perspectives encourageantes pour la co-culture et son déploiement industriel dans un objectif de développement durable. The aim of this thesis is to investigate and to optimize the interactions within Dunaliella salina, a microalga of economic interest, and the N2-fixing cyanobacteria Crocosphaera watsonii. Similarly to terrestrial plants, co-culturing microalgae together with diazotrophs would indeed reduce the need of nitrogen fertilizer inputs. A first set of experiments compares D. salina and C. watsonii physiologies when mono- and co-cultured to understand the impact of interactions on the ecosystem dynamics. A strong light competition and an allelopathic effect are both detected. Results are then extrapolated using a theoretical modelling approach. Competition for light is shown to be counter-productive for the ecosystem, even when the bacteria recycle diazotroph derived nitrogen. A second set of experiments is conducted in contactless systems to avoid light competition. The mathematical model allows us to determine the interactions associated with this artificial assemblage. This thesis shows the importance of coupling experimental and modelling approaches to further understand the network of interactions within the ecosystem. Our results highlight encouraging perspectives for industrial development of co-cultures in an objective of sustainable development. |
| Mots-clés | : | Dunaliella salina, Crocosphaera watsonii, productivité, modélisation, interaction, compétition |
| Commentaire | : | Jury : Dr. Sophie BONNET, IRD MIO Marseille/Nouméa - Rapportrice Dr. Francis MAIRET, IFREMER Nantes - Rapporteur Dr. Filipa LOPES, CentraleSupélec Gif-sur-Yvettes - Examinatrice Dr. Antoine SCIANDRA, LOV Villefranche-sur-Mer - Examinateur Dr. Amandine GALES, GREENSEA, Mèze - Examinatrice Dr. Jean-Philippe STEYER, LBE-INRA Narbonne - Directeur Dr. Olivier BERNARD, INRIA Sophia Antipolis - Co-directeur Dr. Eric FOUILLAND, CNRS Marbec Sète - Invité |
| Tags | : | PEPS |
| Fichier attaché | : | - |
| Citation | : |
Caïa M (2018) Caractérisation et modélisation des interactions au sein d’un assemblage de cyanobactéries diazotrophes et de microalgues. Université de Montpellier GAIA - Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau
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