Nouvel essai de détection du gène P450nor utilisé pour caractériser la fréquence et la diversité des champignons dénitrifiants du sol

Citation

Novinscak, A., Goyer, C., Zebarth, B.J., Burton, D.L., Chantigny, M.H., Filion, M. (2016). Novel P450nor gene detection assay used to characterize the prevalence and diversity of soil fungal denitrifiers. Applied and Environmental Microbiology, [online] 82(15), 4560-4569. http://dx.doi.org/10.1128/AEM.00231-16

Résumé en langage clair

Les champs agricoles sont une source importante d’oxyde de diazote, un gaz à effet de serre responsable de la destruction de la couche d’ozone et de l’accélération des changements climatiques. La dénitrification est un processus biologique du sol responsable de la production d’oxyde de diazote, et les bactéries et les champignons qui l’exécutent sont dits dénitrifiants. Contrairement aux bactéries dénitrifiantes, la distribution et la diversité des champignons dénitrifiants sont mal connues. Dans la présente étude, nous avons isolé des champignons dénitrifiants de divers sols et évalué leur capacité à produire de l’oxyde de diazote. De plus, nous avons mis au point un nouvel outil moléculaire permettant de quantifier les champignons dénitrifiants. Un ensemble de 492 champignons dénitrifiants a été isolé de 15 sols de différentes origines (pâturages, forêts, jardins, rives de lacs) et nous les avons ensuite identifiés. Vingt-sept champignons dénitrifiants appartenant à 10 genres possédaient des gènes de dénitrification et produisaient de l’oxyde de diazote. Plusieurs espèces n’étaient pas communément connues comme dénitrifiantes, comme Byssochlamys nivea, Volutella ciliata, Chloridium spp. et Trichocladium spp. Une plus grande diversité de champignons dénitrifiants a été observée dans le compost et les sols agricoles par rapport aux autres sols. Cette étude a permis de mieux connaître quelles espèces de champignons contribuent à la dénitrification et à la production d’oxyde de diazote, et elle a montré que la distribution des champignons dénitrifiants est large dans l’environnement.

Résumé

© 2016, Société américaine de microbiologie. Les champignons dénitrifiants produisent de l’oxyde de diazote (N2O), un puissant gaz à effet de serre, car ils n’ont généralement pas la capacité de convertir le N2O en diazote. Contrairement à ce qui se passe pour les bactéries dénitrifiantes, la fréquence et la diversité des champignons dénitrifiants présents dans l’environnement ne sont pas bien caractérisées. Dans cette étude, nous avons isolé des champignons dénitrifiants de divers écosystèmes du sol, et nous avons mis au point, validé et utilisé de nouvelles amorces de PCR ciblant le gène P450nor, qui code l’enzyme responsable de la conversion de l’oxyde nitrique en N2OO, pour étudier la diversité des champignons dénitrifiants cultivables. Cette épreuve par PCR a également été utilisée pour détecter les gènes P450nor directement dans des échantillons de sol de l'environnement. Les capacités de dénitrification fongique ont été validées davantage à l’aide d’une épreuve de détection du gaz N2OO et d’une épreuve par PCR ciblant le gène nirK. Nous avons isolé un ensemble de 492 champignons anaérobies facultatifs de 15 écosystèmes du sol et nous les avons identifiés d’un point de vue taxonomique par séquençage de la séquence transcrite de l’espaceur interne. Vingt-sept champignons dénitrifiants appartenant à 10 genres possédaient les gènes P450nor et nirK et produisaient du N2OO à partir de nitrite. La production de N2OO est signalée chez des souches peu connues comme dénitrifiantes, comme Byssochlamys nivea, Volutella ciliata, Chloridium spp. et Trichocladium spp. La fréquence des champignons dénitrifiants ne suivait pas la distribution de l’écosystème du sol; toutefois, une plus grande diversité a été observée dans le compost et les sols agricoles. Les arbres phylogénétiques construits à l’aide des séquences partielles des gènes P450nor et nirK ont révélé que les deux gènes regroupaient des souches étroitement apparentées sur le plan taxinomique.