Cours 2 : Les microorganismes du sol.

Question 1

Comment peut-on aussi appeler les microorganismes du sol?

Answer 1

Microorganismes telluriques.

Question 2

Sous quelle forme est stockée le carbone dans le sol?

Answer 2

Sous forme de carbone organique.

Question 3

Quel est le rôle des microorganismes méthanotrophes?

Answer 3

Oxyder le méthane et produire du CO2 qui sera relargué dans l’atmosphère.

Question 4

Quel est le rôle des microorganismes méthanogènes??

Answer 4

Ils convertissent le carbone et autres résidus organiques en méthane.

Question 5

Vrai ou faux. Il y a des étapes similaires dans le cycle du carbone et le cycle du méthane.

Answer 5

Vrai! Le début est pareil. En effet, le cycle du méthane et du carbone débute avec la fixation du CO2 par la photosynthèse et le stockage du carbone dans le sol.

Question 6

Est-ce les nitrites ou les nitrates qui peuvent être directement assimilés par les plantes?

Answer 6

Les nitrates (NO3-)

Question 7

Expliquez le devenir de l’ion ferreux (Fe2+) en aérobiose.

Answer 7

L’ion ferreux a 2 options pour devenir l’ion ferrique (Fe3+). Il peut soit subir une oxydation spontannée, ou être respiré par des bactéries qui utilisent le fer comme accepteur final d’électrons. Lorsqu’on a l’ion ferrique, ce dernier subit une oxydation pour devenir de l’hydroxyde de fer Fe(OH)3.

Question 8

Comment le Fe(OH)3 peut-il passer de la zone aérobie à la zone anaérobie?

Answer 8

Il est précipité.

Question 9

Nommez 2 possibilités pour le Fe2+ anaérobiques.

Answer 9

Il peut soit être solubilisé et remonter à la surface dans la zone aérobie.

Il peut aussi subir une oxydation anaérobie par les bactéries ferrooxydantes pour redevenir du Fe(OH)3.

Question 10

Quel est le devenir du Fe(OH)3 dans la zone anaérobique?

Answer 10

Il subit une réaction dissimilatoire pour être retransformé en ion ferreux par certaines bactéries qui en sont capables.

Question 11

D’où provient le soufre du sol?

Answer 11

Il provient de sources environnementales comme les sources chaudes, ou majoritairement d’origine humaine (fertilisants et rejets d’usines).

Question 12

Sous quel forme le soufre se retrouve-t-il à la surface de la Terre?

Answer 12

Sous forme de sulfates (SO4 2-).

Question 13

Expliquez le cycle du soufre et l’implication des bactéries.

Answer 13

Les sulfates sont utilisés par des bactéries sulfatoréductrices pour produire des sulfites (S2-). Les Sulfites subissent ensuite une oxydation qui peut se faire de 2 manières :

• Elle peut être chimique et spontannée (Donne des sulfates).
• Elle peut être réalisée d’abord par une oxydation faite par les sulfobactéries, qui transforment le S2- en S, puis par des bactéries autotrophes ou phototrophes qui transforment le soufre en sulfates.

Le cycle peut ensuite recommencer.

Question 14

Vrai ou faux. Les effets des changements climatiques sur les microbes sont complexes et difficiles à prédire.

Answer 14

Vrai.

Question 15

quelle est l’effet de l’augmentation du carbone atmosphérique sur la biomasse des plantes et la fixation du carbone dans le sol? Quelles en sont les raisons?

Answer 15

Augmentation de la biomasse des plantes car il y a une augmentation de la photosynthèse.
La fixation du carbone dans le sol augmente aussi car il y a une augmentation de la décomposition du sol.

Question 16

Quel est l’effet à court terme de l’augmentation du CO2 atmosphérique sur les microbes?

Answer 16

Il y a une augmentation des microbes et de leur activité. Une augmentation de la biomasse des microbes diminue la quantité de carbone séquestré dans le sol, et une augmentation du flux de CO2 qui sera a nouveau assimilé par les plantes.

Question 17

Quel est l’effet à long terme de l’augmentation du CO2 atmosphérique sur les microbes?

Answer 17

C’est très dur à prédire… Ça dépend des autres facteurs, comme la disponibilité du N et du P. Or, au fil du temps, le sol risque de s’apauvrir en nutriments essentiels comme le N, et de modifier la communauté bactérienne. Ce qui risque d’arriver est donc une domination par les organismes oligotrophes, et donc une diminution du flux de CO2 dans l’atmosphère. Ça peut être bénéfique, mais l’effet à long terme est dur à prédire.

Question 18

Parmi les choix suivants, quel composé est consommé par les plantes?

a) ammonium
b) nitrate
c) nitrite

Answer 18

Nitrate

Question 19

La réaction de réduction des nitrates en diazote se nomme…

Answer 19

Dénitrification

Question 20

Vrai ou faux : Dans le cycle du fer, les microorganismes capable d’utiliser le fer comme accepteur final d’électrons vivent en aérobiose.

Answer 20

Vrai

Question 21

Les bactéries sulfureuses sont impliquées dans la réduction du soufres en sulfides (S2-) : vrai ou faux.

Answer 21

faux.

Question 22

Quelles sont les 4 zones macroscopiques du sol? Décrivez aussi sa composition en matière organique si possible.

Answer 22

1- Terre de surface : rhizosphère, entre 0.1 et 5% de matière organique.
2- Zone vadose : bas niveau de matière organique (>0.1)
3- Zone capillaire
4- Zone saturée : bas niveau de matière organique, saturé avec de l’eau.

Question 23

Roger, le microorganisme aérobique, et Gisèle, le microorganisme anaérobique, vivent dans la même particule de Terre. Est-ce possible?

Answer 23

Oui! Car il y a plusieurs microoenvironnements dans une même particule de Terre, permettant à Roger et Gisèle de vivre aisément leur vie en toute allégrité.

Question 24

Vrai ou faux. Les alphaprotéobactéries sont majoritairement pathogènes.

Answer 24

Faux! Plusieurs sont symbiotiques de plantes et d’animaux, peu sont pathogènes.

Question 25

Nommez 4 genres d’alphaprotéobactéries majoritaires dans le sol et une de leurs caractéristiques.

Answer 25

Bradyrhizobium : bactéries fixatrices d’azote symbiotique
Rhodoplanes : phototrophes
Sphingomonas : Pas de LPS
Devosia : certaines espèces sont fixatrices d’azote symbiotique.

Question 26

Vrai ou faux. Les betaprotéobactéries sont bien souvent pathogènes.

Answer 26

Vrai.

Question 27

Nommez 4 genres de betaprotéobactéries majoritaires dans le sol et une de leurs caractéristiques.

Answer 27

Methylibum sp : intérêt en bioremédiation des sols contaminés aux hydrocarbures, car peuvent utiliser ces derniers comme seule source de carbone.
Ramlibacter sp : moins de 10 espèces décrites, toutes aérobies et non mobiles.

Question 28

Vrai ou faux. Les alphaprotéobactéries telluriques possèdent un % plus élevé en GC.

Answer 28

Faux.

Question 29

Vrai ou faux. Les actinobactéries telluriques possèdent un % plus élevé en GC.

Answer 29

Vrai

Question 30

Décrivez brièvement les actinobactéries telluriques, et nommez 3 genres de ce phylum.

Answer 30

Les actinobacteries telluriques sont des bactéries à Gram +. Ils produisent généralement un mycélium e certaines se reproduisent par sporulation. Ils sont généralement au moins 40% des bactéries cultivables du sol.

3 bactéries : Streptomyces, mycobacterium, salinibacterium.

Question 31

Quelle bactérie est responsable de l’odeur de la terre, et pourquoi?

Answer 31

Streptomyces, en produisant des géosmines.

Question 32

Vrai ou faux. Toutes les acidobactéries telluriques sont acidophiles.

Answer 32

Faux! Beaucoup le sont, mais pas toutes les espèces.

Question 33

Vrai ou faux. Les acidobactéries telluriques sont très peu cultivables.

Answer 33

Vrai! Peu d’espèces sont cultivables, et celles qui le sont poussent très difficilement.

Question 34

Vrai ou faux. Candidatus sp. est une espèce d’acidobactérie tellurique acidophile poussant dans les sols arrides.

Answer 34

Faux! Candidatus n’est pas un genre bactérien ou une espèce. C’est un mot qu’on ajoute en avant du genre bactérien quand une bactérie n’est pas cultivable, mais qu’on sait qu’elle existe.

Question 35

Nommez deux types bactériens acidophiles.

Answer 35

Candidatus solibacter sp.

Ordre des iii1-15. (pas de genre ou espèce décrite, on a juste des séquences).

Question 36

Quelle couche du sol contient la plus grande abondance en bactérie?

Answer 36

La rhizosphère. En effet, plus on va en profondeur, moins on a d’abondance bactérienne.

Question 37

Quels espèces bactériennes souterraines ont été retrouvées à 2.8 km de la surface du sol?

Answer 37

Seulement 1 génome complet a été trouvé! Il correspond à Candidatus desulforudis audaxviator.

Question 38

Quel paramètre influence la diversité des microorganismes?
A) Température
b) latitude
c) humidité
d) pH

Answer 38

d) pH

Question 39

Quel ordre bactérien permettent la production de nodules sur les racines de nombreuses espèces de plantes?

Answer 39

Ordre des Rhizobiales

Question 40

Décrivez la relation symbiotique entre les microorganismes nodulaires et les plantes.

Answer 40

C’est une relation d’échanges de nutriments. Les plantes fournissent les substances carbonnées acquises par photosynthèse, et les bactéries fournissent les substances azotées.

Question 41

Expliquez le processus de formation du nodule.

Answer 41

1) La racine de la plante produit des flavonoïdes lorsque les conditions sont favorables à la symbiose. En réponse, les rhizobiales produisent le facteur Nod qui se lie aux récepteurs des racines.
2) Influx de calcium dans les racines, et courbure des cils racinaires.
3) Les Rhizobiales dans la courbures injectent des protéines d’infection dans la racine, formant des filaments infectieux dans les racines.
4) Lesbactéries peuvent entrer dans les cellules racinaires, qui produisent éventuellement des nodulines pour induire la division des cellules nodulaires et la formation du nodule.

Question 42

D’où vient la couleur rose du nodule?

Answer 42

Elle vient d’une hémoglobine végétale transportant l’O2 dans les nodules pour la respiration des bactéries. .

Question 43

À quoi sert le tissu vasculaire du nodule?

Answer 43

Transport de l’azote des bactéries aux racines, et le transport du carbone des plantes aux bactéries.

Question 44

Nommez 5 mécanismes de phytostimulation, sans les expliquer.

Answer 44

1) Amélioration de la nutrition azotée : la diazototrophie.
2) Amélioration de la nutrition en P
3) Amélioration de la nutrition en Fe.
4) Effet positif sur la croissance racinaire.
5) Émission de composés organiques volatiles bactériens (COVs).

Question 45

Expliquez comment les bactéries peuvent améliorer la nutrition azotée dans un contexte de phytostimulation?

Answer 45

Avec l’implication d’une nitrogénase codée par nifH, ça permet de fixer l’azote et ainsi d’en donner aux plantes.

Question 46

Quel genre bactérien fait principalement de la diazototrophie?

Answer 46

Il n’y a aucune spécificité taxonomique : Juste besoin du gène nifH.

Question 47

Expliquez comment les bactéries peuvent améliorer la nutrition en phosphate dans un contexte de phytostimulation?

Answer 47

Comme les végétaux n’absorbent que le phosphate organique, les bactéries peuvent solubiliser le phosphate minéral en phosphate organique.

Question 48

Expliquez comment les bactéries peuvent améliorer la nutrition en fer dans un contexte de phytostimulation?

Answer 48

Le fer est indispensable pour la synthèse de chlorophylle et la photosynthèse, la fixation d’azote, respiration et autres activités enzymatiques. Or, le FeIII est prépondérant dans le sol, mais il est sous forme insoluble. Les bactéies peuvent donc transformer le FeIII en FeII dans le cycle du fer, rendant le fer disponible pour l’assimilation par les plantes.

Question 49

Quel genre bactérien fait principalement de l’amélioration de la nutrition en fer dans un contexte de phytostimulation?

Answer 49

Pseudomonas.

Question 50

Comment les bactéries peuvent-ils avoir un effet positif sur la croissance racinaire dans un contexte de phytostimulation?

Answer 50

1) Les bactéries peuvent atténuer la voie hormonale éthylène, ce qui diminue les effets du stress et lève l’inhibition de la croissance racinaire.
2) Excrétion de phytohormones comme les auxines ou des cytokines.

Question 51

Pourquoi le choix de bactérie est-il très important lorsqu’on veut utiliser les bactéries pour dépolluer un sol.

Answer 51

Si on ne choisi pas une souche bactérienne adaptée au polluant, ça pourrait conduire à la production de métabolites encore plus toxiques que le polluant de départ.

Question 52

Quels microorganismes peuvent biodégrader des hydrocarbures?

Answer 52

Les microorganismes hydrocarbonoclastes.

Question 53

Comment les microorganismes hydrocarbonoclastes peuvent-ils transférer les hydrocarbures dans la cellule?

Answer 53

Grâce à la production de surfactant, qui pourra être utilisé par les bactéries hydrocarbonoclastes comme source de carbone.

Question 54

Expliquez en gros le principe de biotransformation des métaux.

Answer 54

1. Les métaux peuvent se lier au niveau des chélateurs de surface. On pourrait aussi voir une adsorption à la suface de la cellule par interactions électrostatiques.
2. Il y a internalisation du métal et accumulation intracellulaire.
3. Les métaux peuvent être transformés par oxydation ou volitilisation.
4. Il y a aussi la possibilité de ne pas internaliser le métal, et de faire une précipitation extracellulaire par réduction ou biominéralisation par association avec d’autres composés comme le soufre.

Question 55

vrai ou faux : la diazotrophie consiste à une amélioration de la nutrition azotée grâce à une enzyme appelée nitrogénase.

Answer 55

Vrai.

Question 56

La biotransformation des métaux peut impliquer une précipitation de ceux-ci selon deux réactions distinctes. Quelles sont ces réactions?

Answer 56

Biominéralisation et réduction.

Question 57

Vrai ou faux : Certains microorganismes produisent de l’éthylène permettant la levée de l’inhibition de la croissance racinaire?

Answer 57

Faux.