Séquençage à haut débit des oligochètes pour évaluer la qualité biologique des sédiments dans les cours d'eau : validation de la méthode à grande échelle en Suisse

Séquençage à haut débit des oligochètes pour évaluer la qualité biologique des sédiments dans les cours d'eau : validation de la méthode à grande échelle en Suisse

Les indices biologiques basés sur les communautés d'oligochètes permettent d’évaluer la qualité biologique des sédiments dans les cours d'eau et les lacs. Cependant, il est difficile et souvent impossible d'identifier les oligochètes à l’espèce en se basant sur leur morphologie. Cela entrave l'application de ces indices en routine. L'identification des oligochètes à l'aide de codes-barres génétiques (qui sont de courtes séquences d'ADN très similaires entre les individus d'une même espèce) permet de résoudre ces problèmes. Dans le cadre du projet Synaqua, nous avons développé un indice oligochètes moléculaire basé sur le séquençage à haut débit de spécimens marqués génétiquement pour évaluer la qualité biologique des sédiments des cours d’eau et des lacs. Cette approche moléculaire présente l'avantage de déterminer avec précision le nombre d’individus de chaque espèce présente dans un échantillon et est donc particulièrement bien adaptée pour l'évaluation de la qualité des milieux naturels.

Dans le cadre du projet OligoGen, cet indice sera validé à grande échelle en Suisse. La méthode sera adaptée pour une utilisation en routine et un nombre minimum de spécimens à séquencer par site sera déterminé. Un guide technique sera publié à la fin du projet. En outre, la base de données des séquences de code-barres génétiques des oligochètes aquatiques présents en Suisse sera enrichie.

En parallèle, nous développerons des méthodes basées sur le « DNA metabarcoding ». Cette approche permet l'identification de toutes les espèces d'un groupe d’organismes donné présentes dans un échantillon environnemental (par exemple l'eau, les sédiments et les sédiments tamisés). En particulier, nous testerons la méthode d'analyse de l'ADN extrait directement de l’éthanol préservant les échantillons de sédiments tamisés et étudierons la possibilité d'utiliser l'eau interstitielle (dans les sédiments fins/sableux) comme vecteur de l'ADN des oligochètes. Nous testerons si elle contient des quantités suffisantes d'ADN d'oligochètes pour déterminer de manière fiable la composition des communautés d’oligochètes in situ.

Publications 

Vivien, R., Holzmann, M., Werner, I., Pawlowski, J., Lafont, M., Ferrari, B.J.D. (2017) Cytochrome c oxidase barcodes for aquatic oligochaete identification: development of a Swiss reference database. PeerJ 5:e4122
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Vivien, R., Apothéloz-Perret-Gentil, L., Pawlowski, P., Werner, I., Ferrari, B.J.D. (2019) Testing different (e)DNA metabarcoding approaches to assess aquatic oligochaete diversity and the biological quality of sediments. Ecological Indicators 106: 105453
Download von Sciencedirect

Vivien, R., Apothéloz-Perret-Gentil, L., Pawlowski, P., Werner, I., Ferrari, B.J.D. (2020) High-throughput DNA barcoding of oligochaetes for abundance-based indices to assess the biological quality of sediments in streams and lakes. Scientific Reports 10, 2041
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