Communautés bactériennes aquatiques associées à l’utilisation des terres et aux facteurs environnementaux dans les paysages agricoles à l’aide d’une méthode de métacodage à barres

© 2018 Sa Majesté la Reine du chef du Canada. Dans le cadre de cette étude, nous avons appliqué une méthode de métacodage du gène de l’ARNr 16S pour caractériser les attributs fonctionnels et de composition des communautés bactériennes d’échantillons d’eau de surface prélevés, principalement, dans des bassins hydrographiques à prédominance agricole en Ontario et au Québec, au Canada. C’est l’ordre des cours d’eau, la saison et le débit du cours d’eau qui expliquaient le mieux l’hétérogénéité de la composition. En règle générale, la diversité des communautés était plus élevée dans les cours d’eau d’ordre inférieur à prédominance agricole que dans les systèmes d’ordre plus importants, comme les petites et les grandes rivières. Toutefois, durant les périodes de faible débit relatif et de précipitations cumulatives sur 2 jours, la diversité relative était légèrement plus élevée dans les grands cours d’eau. Les assemblages de communautés bactériennes étaient plus sensibles aux changements environnementaux et d’utilisation des terres dans les petits cours d’eau que dans les petits et les grands réseaux fluviaux, où la colonne d’eau échantillonnée était plus proche des réservoirs de bactéries dans les sédiments et dans le milieu terrestre adjacent. Le débit des cours d’eau était la variable environnementale la plus significativement corrélée (toutes positives) avec les groupes fonctionnels bactériens, comme le cycle C/N et les phytopathogènes. La comparaison de la similarité structurale des communautés au moyen d’analyses de réseau a permis de distinguer les sources de bactéries dans l’eau douce provenant, par exemple, des effluents des usines de traitement des eaux usées, ainsi que l’intensité et le type d’utilisation des terres à des fins agricoles (p. ex., production porcine intensive par rapport aux systèmes de culture commerciale/d’élevage dominés par les produits laitiers). Lorsque nous avons utilisé des méthodes de métacodage à barres, la composition des communautés bactériennes et le profil de coexistence, plutôt que les lignées taxonomiques individuelles, étaient de meilleurs indicateurs des conditions environnementales/d’utilisation des terres (p. ex., l’utilisation des terres en amont) et des sources bactériennes dans les bassins hydrographiques. Dans l’ensemble, la surveillance des changements et des différences dans les communautés microbiennes aquatiques à l’échelle régionale et locale des bassins hydrographiques est prometteuse pour améliorer l’empreinte environnementale et mieux comprendre le cycle des nutriments et la fonction écologique des systèmes aquatiques touchés par une multitude de facteurs de stress et d’utilisation des terres.