Identification of Methanoculleus spp. As active methanogens during anoxic incubations of swine manure storage tank samples.

Barret, M., Gagnon, N., Kalmokoff, M.L., Topp, E., Verastegui, Y., Brooks, S.P.J., Matias, F., Neufeld, J.D., et Talbot, G. (2013). « Identification of Methanoculleus spp. As active methanogens during anoxic incubations of swine manure storage tank samples. », Applied and Environmental Microbiology, 79(2), p. 424-433. doi : 10.1128/AEM.02268-12  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Les émissions de méthane font partie des grands problèmes environnementaux associés à la gestion du fumier dans les productions animales. Pour être mieux à même de les réduire, il est nécessaire bien comprendre le fonctionnement des communautés microbiennes dans les réservoirs de stockage de fumier. L’identification des microorganismes métaboliquement actifs est l’une des premières démarches à faire. Les Archées méthanogènes contribuent dans une importante mesure à la méthanogenèse dans le lisier de porc en stockage; nous avons étudié les populations méthanogènes actives par analyse de l’ADN au moyen d’une sonde marquée avec un radio-isotope stable. Après une pré-incubation des échantillons de fumier en anoxie pour épuiser le substrat, nous avons ajouté de l’acétate marqué au [U-13C] comme substrat marqué. Après avoir fractionné l’ADN par densité, nous en avons analysé l’hétérogénéité de longueurs des gènes mcrA (codant la sous-unité alpha de la méthyl-coenzyme M réductase) amplifiés par PCR : nous avons constaté que le 13C incorporé à l’ADN était détectable aux concentrations d’acétate in situ (∼7 g/l). Les fragments d’ADN issus des fractions lourdes résultant du traitement au 13C ont donné des essentiellement un amplicon de 483 pb et, dans une moindre mesure, un amplicon de 481 pb. L’analyse de banques de clones de gènes mcrA et de gènes d’ARNr 16S a révélé que ces deux amplicons lourds sont caractéristiques du genre Methanoculleus. Nos résultats démontrent que les Archées méthanogènes non cultivables qui sont apparentées au genre Methanoculleus contribuent dans une importante mesure à l’assimilation du carbone de l’acétate durant l’incubation anoxique des échantillons de lisier de porc prélevés dans les réservoirs de stockage. Vu la vitesse d’assimilation et de désassimilation que nous avons estimée, nous pensons que les espèces du genre Methanoculleus ont aussi contribué dans une importante mesure aux émissions de méthane et que la voie hydrogénotrophe a prédominé durant le méthanogenèse.

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