Phylogenetic identification of methanogens assimilating acetate-derived carbon in dairy and swine manures

Pour développer des approches permettant de réduire l’empreinte de carbone dans les industries porcine et laitière, il faut avant tout identifier les communautés de méthanogènes responsables des émissions de méthane dans le fumier entreposé. Dans cette étude, nous avons identifié les méthanogènes métaboliquement actifs dans des échantillons de fumiers privés de substrat prélevés de deux réservoirs de fumier de bovins laitiers et d’un réservoir de fumier de porcs. L’identification des microorganismes a été faite à l’aide de la méthode de suivi de l’isotope stable [13C]-acétate incorporé dans l’ADN (DNA stable-isotope probing, DNA-SIP). L’analyse moléculaire de l’ADN génomique marqué au [13C] a révélé que deux groupes distincts de populations de méthanogènes non classifiées apparentées au genre Methanoculleus, et des populations apparentées à Methanoculleus chikugoensis avaient assimilé le carbone issu de l’acétate dans les échantillons de fumier de porcs et de bovins, respectivement. Par ailleurs, le calcul des flux de carbone a montré que ces populations étaient les principales à produire des émissions de méthane durant les incubations anoxiques. La PCR quantitative en temps réel faite avec des amorces spécifiques nouvellement conçues nous a permis de comparer l’abondance du gène mcrA (qui code une enzyme essentielle à la méthanogenèse) de Methanoculleus spp. dans les matières fécales fraîches ainsi que dans un vaste éventail d’échantillons de fumiers de porcs ou de bovins laitiers entreposés. C’est ainsi que nous avons constaté que l’abondance des organismes de ce genre a augmenté de manière significative durant l’entreposage. Les résultats de notre étude corroborent le rôle de ces populations de méthanogènes comme émettrices de méthane dans les réservoirs d’entreposage des fumiers de porcs et de bovins laitiers. L’étude a révélé que la capacité d’assimiler le carbone de l’acétate pour croître dans le fumier différait à l’intérieur du genre Methanoculleus.