Centre Eau Terre Environnement
490, rue de la Couronne
INRS-ETE
Québec
Québec, Canada
G1K 9A9
418.656.2131 poste 4472
Emily.Hallett@ete.inrs.ca
Mon projet doctoral fait partie de l'axe 2 du CEN, qui vise à comprendre la réponse des environnements nordiques au réchauffement planétaire. Bien qu'il soit entendu que les effets des changements climatiques ont d'importantes répercussions sur les écosystèmes arctiques, on en sait peu sur la façon dont ces changements affectent la diversité taxonomique et fonctionnelle des communautés microbienne. Avec la perte accélérée de la cryosphère, le microbiome arctique perd son habitat naturel et est exposé à des niveaux plus élevés de flux de nutriments et de carbone. L'étude de l'impact de ces perturbations sur les communautés microbiennes permettra de comprendre le présent et l'avenir de la manière dont les changements climatiques oblige les systèmes microbiens à s'adapter aux nouvelles conditions dans un paysage en transition (thème 2.2 du CEN).
Il y a trois objectifs principaux pour cette étude: 1. Caractériser les propriétés génomiques des communautés microbiennes parmi des lacs dont la teneur en matière organique dissoute diffère, 2. Identifier les taxons du microbiome lacustre et déterminer leurs propriétés émergentes et leurs fonctions, et 3. Évaluer l'impact d'enrichissement en matière organique dissoute sur le microbiome de lacs.
Ces objectifs seront atteints en étudiant le microbiome de lacs Arctique. Les lacs seront situés sur l'île Bylot (Nunavut). De plus, certains lacs tempérés du Québec seront également étudiés car cela permettra de comparer les microbiomes le long d'un gradient latitudinal.
Lors de mes études, j’identifierai les taxons au cœur du microbiome spécifique des lacs, c’est à dire la somme des taxons microbiens présents de manière constante uniquement dans l'environnement lacustre, et mesurerai leurs contributions au pool génétique global de chaque lac de l'étude qui comprend également des organismes, provenant des sédiments, neige et sol. Je conduirai ensuite une série d'expériences en culture avec un lac représentatif du haut Arctique et de la région tempérée pour voir si une augmentation de la matière organique dissoute induit des changements en cascade de l'expression des gènes liés au métabolisme du carbone aux processus microbiens à l’échelle de l’écosystème. J'étudierai ensuite comment les taxons isolés du microbiome lacustre et maintenus en culture répondent aux fluctuations de la matière organique dissoute. Ces recherches génèreront une combinaison de données génomiques, métaboliques et physiologiques unique pour les écosystèmes aquatiques nordiques.
Je m'attends à voir des différences notables dans la composition des communautés microbiennes entre les lacs du haut-Arctique et des lacs tempérés. Étant donné que la matière organique dissoute d'origine terrestre supporte des assemblages microbiens hautement diversifié avec des fonctions métaboliques complexes, une augmentation de la matière organique dissoute dans les lacs arctiques devrait forcer le microbiome à répondre. En ce qui concerne les isolats bactériens, on peut émettre l'hypothèse que tout changement métabolique ou phénotypique chez les organismes issus de différents environnements (que ce soit dans les régions de l'Extrême-Arctique ou tempérées) deviendra apparent. En manipulant la quantité et la nature de la matière organique dissoute exposée aux isolats, les microorganismes issus de l'Arctique développeront des caractéristiques communes aux micro-organismes des régions plus tempérées (qui sont exposés à des niveaux plus élevés de matière organique dissoute).