DÉLIMITER LES UNITÉS TAXONOMIQUES ÉCOLOGIQUEMENT IMPORTANTES A PARTIR DES STRUCTURES MONDIALES DES PICOCYANOBACTERIES MARINES

© Jean-Louis Jamet/Tara Expéditions

Tara Oceans

Gregory K. Farranta, Hugo Doréa, Francisco M. Cornejo-Castillob, Frédéric Partenskya, Morgane Ratina, Martin Ostrowskic, Frances D. Pittd, Patrick Winckere, David J. Scanland, Daniele Iudiconef, Silvia G. Acinasb, and Laurence Garczareka,

Publié en ligne avant impression le 2 juin 2016
doi: 10.1073/pnas.1524865113
PNAS 14 juin 2016 vol. 113 no. 24 E3365-E3374

Résumé

Prochlorococcus et Synechococcus sont les deux genres de phytoplancton les plus abondants et répandus dans les océans mondiaux. Afin de mieux comprendre les facteurs contrôlant leur biogéographie, une base de données de référence du marqueur taxonomique de haute résolution petB, codant pour le cytochrome b6, a été utilisée pour identifier des séquençages parmi les 109 métagénomes de l’expédition Tara Oceans. Une diversité génétique nouvelle insoupçonnée a été dévoilée au sein de ces deux genres, même pour les clades les plus abondants et bien caractérisés. De plus, 136 séquences divergentes de petB ont été assemblées avec succès à partir des lectures métagénomiques, enrichissant ainsi considérablement la base de données de référence. Nous avons ensuite défini des unités taxonomiques écologiquement importantes (Ecologically Significant Taxonomic Units – ESTUs), c’est-à-dire des organismes appartenant à un même clade et occupant une niche océanique commune. Trois assemblages ESTU majeurs ont été identifiés le long du transect pour le genre Prochlorococcus et huit pour le genre Synechococcus. Bien que les unités ESTU de Prochlorococcus HLIIIA et HLIVA co-dominaient dans les zones de l’océan Pacifique appauvries en fer, CRD1 et EnvB – en attente d’être cultivées – étaient les clades de Synechococcus les plus courants dans ces zones, avec trois différentes unités ESTU CRD1 et EnvB occupant des niches écologiques distinctes selon la disponibilité en fer et la température. Des changements marqués dans la communauté ont aussi été observés sur de courtes distances géographiques – par exemple, autour de l’archipel des Marquises ou à la jonction des océans Indien et Atlantique – montrant une corrélation étroite entre les assemblages ESTU et des paramètres physico-chimiques spécifiques. Cette étude démontre qu’il existe une diversité de petite échelle, importante du point de vue de l’écologie et précédemment négligée, au sein de certains écotypes de picocyanobactéries définis actuellement, apportant de nouvelles perspectives concernant l’écologie, la diversité et la biologie des deux phototrophes les plus abondants sur Terre.

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