La génomique appliquée à des cellules uniques révèle une grande diversité de petits protistes planctoniques dans les principaux écosystèmes océaniques

© G.Bounaud - C.Sardet / Soixanteseize - Fondation Tara Expéditions

Tara Oceans

M. E. Sieracki, N. J. Poulton, O. Jaillon, P. Wincker, C. de Vargas, L. Rubinat-Ripoll, R. Stepanauskas, R. Logares & R. Massana

Publié le 15 avril 2019 - Voir en ligne (anglais)

Résumé

Les protistes marins planctoniques sont des composants essentiels, et très diversifiés, des écosystèmes océaniques. Les méthodes de séquençage moléculaire sont utilisées pour décrire cette diversité et mettre en évidence de nouveaux métabolismes et associations, importants pour le fonctionnement de ces écosystèmes. Nous décrivons ici l’utilisation de l’approche génomique appliquée à des cellules uniques pour échantillonner et interroger la diversité des plus petits protistes (de taille variant entre le picomètre et le nanomètre) dans un éventail d’échantillons océaniques. Nous avons créé plus de 900 génomes amplifiés de cellules uniques (SAG) à partir de 8 échantillons de l’expédition Tara Oceans, prélevés dans l’océan Indien et la mer Méditerranée. Nous montrons que le tri par cytométrie en flux des cellules uniques différencie efficacement les types de cellules plastidiques et aplastidiques, conformément à notre compréhension de la phylogénie des protistes. Le rendement de l’ADN génomique avec séquençage du gène d’ARNr 18S, identifiable par PCR, à partir de cellules uniques, était faible (15 % des tris de cellules aplastidiques, et 7% des tris de cellules plastidiques). Les tests avec d’autres amorces et les comparaisons au metabarcoding n’ont pas révélé de biais phylogénétique dans les principaux groupes de protistes. Il y avait peu de preuves d’un biais significatif contre ou en faveur de la présence, prévue ou connue, d’un quelconque groupe phylogénétique. Les quatre stations situées au large dans l’océan Indien montrent des communautés similaires, en dépit de leur variabilité en latitude (de 14° N à 20° S), et celles-ci diffèrent de celles de la station méditerranéenne. La génomique appliquée sur des cellules uniques de protistes suggère que la diversité taxonomique des espèces dominantes trouvées dans seulement quelques centaines de microlitres d’eau de surface est similaire à celle trouvée dans les études moléculaires au cours desquelles des litres d’échantillons sont filtrés.