L'éventail sous-marin profond du Congo, situé sur la marge continentale Congo-Angolaise (côte Ouest Africaine, Océan Atlantique Equatorial Sud) représente un écosystème sédimentaire marin profond unique.Celui-ci est caractérisé par de forts apports en matière organique provenant du fleuve Congo, qui se déversent le long du canyon et au travers de systèmes chenal Jevées actuels jusque dans les zones les plus profondes (5 000 m) où se développe le système des lobes.L'objectif de cette thèse est d'étudier la distribution spatiale et la diversité phylogénétique et fonctionnelle des communautés archéennes et bactériennes en relation avec les caractéristiques et les contraintes de I'environnement.Cette étude a permis de mettre en évidence une distribution géographique régionale et locale des communautés microbiennes contraintes par la distance des différents lobes par rapport à l'embouchure du chenal. La distribution des communautés microbiennes est liée à la disponibilité en accepteurs et donneurs d'électrons issus de la diagénèse précoce de la matière organique. La composition et l'identité taxonomique de ces communautés microbiennes sont comparables aux communautés rencontrées dans des sédiments marins et des zones d'émission de fluides froids riches en méthane.Cette étude révèle également des densités cellulaires relativement élevées de bactéries méthanotrophes aérobies associées à différents habitats sédimentaires particuliers, colonisés par des bivalves Vesicomyidae, des tapis microbiens et des sédiments réduits caractéristiques des environnements d'émissions de fluides froids riches en méthane et hydrogène sulfuré. Ces communautés sont non seulement apparentées à celles rencontrées dans des habitats d'émissions de fluides froids, mais également à celles des habitats terrestres, malgré la distance ~ 1000 km des côtes Africaines.Les travaux menés au cours de cette thèse montrent l'intérêt des études pluridisciplinaires pour comprendre la diversité et le fonctionnement des écosystèmes dans les lobes terminaux du système turbiditique du Congo et apportent de nouvelles informations sur la diversité des microorganismes peu explorée dans les éventails sous-marins profonds. / The Congo deep sea fan, located in the Congo-Angola continental margin (West African coast, Equatorial South Atlantic Ocean) represents a unique deep-sea sedimentary ecosystem. It is characterized by high organic matter inputs from the Congo River, that flow along a canyon and through presently active channel system-lifted into the deeper areas (5 000 m) where the lobes system develops.The aim of this thesis is to study the spatial distribution as well as the phylogenetic and functional diversity of archaeal and bacterial communities in relation with environmental characteristics and constraints of the terminal lobes of the Congo deep see fan, one of the largest submarine fan systems in the world.This study highlights geographical distribution of microbial communities constrained by the distal and proximal distance of the different lobes from the Congo river's channel mouth as well as linked to the electron donor and acceptor availability from organic matter diagenesis. This study revealed quite high abundance of aerobic methane oxidizing bacteria cells at peculiar sedimentary habitats dominated by Vesicomyid bivalves, microbial mats and reduced sediments typical of cold-seep environments. These communities are not only related to the ones encountered in cold seeps, but also to the ones in terrestrial habitats despite an approximately distance of 1000 km offshore the African coast.This thesis underlines the interest of pluridisciplinary studies to understand the ecosystem diversity and functioning in the terminal lobes of the Congo turbiditic system and provides further insights into the underexplored microbial diversity from deep-sea fans.

Au niveau des marges continentales, et plus particulièrement dans des zones dites d'émissions de fluides froids, des communautés microbiennes et animales complexes se développent localement à la surface des sédiments. Ces communautés utilisent pour leur croissance des composés chimiques réduits (H2S, Méthane, CO2 ...), contenus dans un fluide à basse température, percolant à travers les sédiments et issus de phénomènes géologiques et de divers processus microbiens. Afin d'étudier la diversité des communautés microbiennes associées à ces écosystèmes ainsi que leur rôle dans l'environnement, et d'appréhender les paramètres environnementaux influençant la distribution et l'écophysiologie de ces communautés, des sédiments de surface (0-20 cm) mais également plus profonds (<9 mbsf) ont été prélevés au niveau de la Marge de Sonora. Les communautés microbiennes présentes ont été étudiées par diverses approches de biologie moléculaire, de mise en culture et de microscopie. Ce travail de recherche a permis : i) de déterminer la structure et la diversité des communautés microbiennes métaboliquement actives dans ces sédiments, ii) de mettre en évidence des écophysiologies différentes entre les acteurs du cycle du méthane (méthanogènes, ANMEs, SRB), prépondérant dans cet écosystème et iii) de découvrir la présence de nouvelles lignées et fonctions microbiennes dans les sédiments de zones d'émission de fluides froids des marges continentales. / At continental margins, and more particularly in cold seep areas, microbial and animal communities were locally detected at the surface of the sediments. These communities grow using reduced chemical compounds (H2S, Methane, COZ ...) contained in the percolated cold fluids and produced by both geological and microbial processes. ln order to study microbial community diversity in these ecosystems and their role in the environment as well as to understand the environmental factors influencing the distribution and ecophysiology of these communities, surface (0-20 cmbsf) but also deeper (<9 mbsf) sediments were collected at the Sonora Margin. Microbial communities have been studied using various molecular, cultural and microscopy approaches. This research allowed: i) to determine the structure and diversity of metabolically active microbial communities in sediments, ii) to highlight different ecophysiologies for methane cycling microorganisms (methanogens, ANME, SRB) and iii) to discover the presence of new microbial lineages and functions in the cold seeps sediments of the continental margins.

Les microorganismes sont essentiels au maintien et au fonctionnement des écosystèmes. Dans certains produits alimentaires, la communauté microbienne, composée principalement de levures et de bactéries lactiques, fermente les sucres, affecte positivement les qualités organoleptiques du produit et augmente sa durée de conservation. C’est le cas du levain de panification. Cette thèse visait principalement à décrire les patterns de diversité des levures de levains français produits à partir de farine issue de l’agriculture biologique et à conserver une partie de cette diversité. Grâce à des méthodes d’analyses culturales et non culturales de la diversité des levures, nous avons mis en évidence une diversité spécifique caractéristique de chaque levain étudié. Nous avons aussi montré la dominance du genre Kazachstania et la convergence des souches isolées de levain pour la capacité à consommer du raffinose et du saccharose. Bien que la densité et la composition en espèces varient entre deux levains, aucune structuration spatiale de la diversité n’a été mise en évidence. Les pratiques de panification et leurs effets sur la diversité des communautés microbiennes ont également été analysés. Deux typologies de pratiques de panification (plutôt « intensives » et plutôt « extensives »), affectant l’espèce dominante des populations de levures, ont été révélées. / Microorganisms are essential for the maintenance and functioning of the ecosystems. In some food products, microbial community, mainly composed by yeasts and lacid actic bacteria which ferment sugars, positively affects organoleptic qualities and shelf life of the product. It is the case of bread sourdough. This PhD aimed at describing yeast diversity patterns of organic French bread sourdoughs and conserving a part of this diversity. Using cultural-Based and non-Cultural based analyses of yeast diversity, we highlighted a unique specific diversity of each sourdough. We also shown the predominance of Kazachstania genus and a convergence of sourdoughs’ yeasts isolates for the ability to consume raffinose and sucrose. Although density and species composition varied between sourdoughs, no spatial pattern was highlighted. Bread-Making practices and their effects on microbial communities’ diversity were also analyzed. Two bread-Making practice typologies (quite « intensive » and quite « extensive »), affecting dominant yeast species were also revealed.

The aim of the thesis was to analyze soil microbial communities of three ecologically different locations, about 25 years old, forestry reclaimed dumps in the Republic of Poland, namely dumps of brown coal mine Bełchatów and sand mines Piaseczno and Szczakowa. I evaluated the degree of dependence of structure and composition of these communities on various substrate grain sizes and the influence of the dominant tree species. These were stands of birch (Betula pendula), pine (Pinus silvestris), oak (Quercus robur) and alder (Alnus glutinosa). Analysis of soil microbial communities was made by evaluating specific phospholipid fatty acids (PLFA) of microorganisms. It is the most appropriate way to implement the relatively rapid analysis of large numbers of samples, since PLFA are easily extractable and act as biomarkers indicating the presence of a number of different microorganisms (fungi, G- and G + bacteria, Actinobacteria, etc.) and thus allowing a qualitative and quantitative assessment of whole microbial communities. PLFA analysis enables to detect a total concentration of PLFA only in living soil microbial biomass. I analyzed 66 soil samples, 33 from an Oe layer and 33 from an A layer, every in three replications, i.e. three replications were collected at each location below each tree...

Dead wood is one of the most important reservoirs associated with forest ecosystems. In natural forests, its volume is counted in hundreds of m3 ha-1 , whereas it reaches only tens of m3 ha-1 in productive commercial forests. In contrast to soil and plant litter, deadwood is unevenly distributed on the forest floor. The specific physicochemical properties such as high content of recalcitrant polymers, low nitrogen level and impermeability negatively affect the rate of decomposition especially in the initial stages of wood deconstruction. The deadwood decomposition is very slow in comparisons with other substrates, it accumulates and thus it represents the important reservoir of nutrients. This thesis is focused on the structure, development and function of microbial (fungal) community in decomposing deadwood in unmanaged forest. Functional screening of fungi isolated from fruit bodies collected from coarse deadwood was set aside. Physico-chemical properties of deadwood including pH, carbon and nitrogen content and microbial biomass were estimated for four wood decomposition stages and three different tree species. New generation sequencing (Illumina MiSeq platform) was applied for fungal community structure analysis based on ITS2 fragment. Fungal functional screening was based on physico-chemical...

The transition of natural landscapes to intensive agricultural uses has resulted in severe loss of soil organic carbon (SOC), increased CO₂ emissions, river depletion, and groundwater overdraft. Despite negative documented effects of agricultural land use (i.e., soil erosion, nutrient runoff) on critical natural resources (i.e., water, soil), food production must increase to meet the demands of a rising human population. Given the environmental and agricultural productivity concerns of intensely managed soils, it is critical to implement conservation practices that mitigate the negative effects of crop production and enhance environmental integrity. In the Mississippi Alluvial Valley (MAV) region of Mississippi, USA, the adoption of cover crop (CC) and no-tillage (NT) management practices has been low because of a lack of research specific to the regional nuances. Therefore, this study assessed the long-term soil physiochemical and biological responses from integrating CC and NT management to agricultural soils of the region. Research plots were established in a split-block design with two tillage treatments: NT and reduced tillage (RT) and three CC treatments: no cover (NC), rye (RY) and a rye+clover (RC) mix. Soil samples were taken during the growing season of 2019 and 2020. Bulk density was found to be significantly lower in NT plots and aggregate stability was greatest in plots with a single CC species. Moisture retention increased in NT.. Soil organic carbon was greater in NT and CC treatments and there was no difference in CO₂ flux. Bacterial abundance had a positive effect on SOC but a negative effect on CO₂. The rate of proportional change and pattern of variability in C pools suggested loss of SOC in reduced tillage (RT) treatments. Microbial abundance, functional genes and enzyme activity was greater in NT with CC, but diversity was greater in RT. No-tillage practices lower diversity and influence long-term community changes while CC practices enact a seasonal response to environmental conditions. I conclude that in heavy clay soils of the mid-South region of the MAV, RT with a CC is optimal for soil health traits associated with crop sustainability, however the management will still contribute to increased CO₂ emissions.

Los embutidos fermentados ligeramente acidificados son un grupo de productos tradicionales mediterráneos, caracterizados por un pH superior a 5,3.Para un control eficiente de la seguridad microbiológica de los embutidos se necesitan técnicas rápidas para la identificación y recuento de los microorganismos patógenos a estudiar. En el presente trabajo, se desarrolló una técnica para la enumeración de L. monocytogenes que combinó el método del número más probable y la identificación mediante PCR específica. Para la detección de Salmonella spp. y L. monocytogenes se desarrolló un sistema de PCR-multiplex que permitió la identificación de ambos patógenos de forma simultánea en una sola reacción.El estudio de la calidad microbiológica de los embutidos fermentados ligeramente acidificados se completó con la caracterización de las comunidades microbianas más importantes en estos productos. Se identificaron a nivel de especie los aislados de bacterias del ácido láctico (BAL), de enterococos y de cocos gram-positivos catalasa-positivos (CGC+). Posteriormente se realizó una tipificación molecular de los mismos mediante RAPD y análisis del perfil plasmídico y se estudiaron las principales características de interés higiénico-sanitario y tecnológico de las cepas.Mediante PCR se identificó Lactobacillus sakei como la especie predominante (74%), seguida por Lactobacillus curvatus (21,2%). La actividad aminoácido-descarboxilasa se asoció a la especie L. curvatus (el 66% de los aislados presentaron esta actividad).La identificación de los enterococos se realizó mediante PCR-multiplex y por secuenciación del gen sodA. Enterococcus faecium fue la especie de enterococos predominante (51,9%) seguida por Enterococcus faecalis (14,2%).Todas las cepas de E. faecalis presentaron genes asociados a factores de virulencia. E. faecalis presentó mayor resistencia a antibióticos que el resto de las especies de enterococos estudiadas. Tan sólo una cepa de E. faecium presentó el genotipo vanA (que confiere resistencia de alto nivel a la vancomicina).La identificación de los aislados de CGC+ (mediante PCR específica y amplificación de la región intergénica 16S-23S ARNr) demostró que Staphylococcus xylosus es la especie predominante en los embutidos fermentados ligeramente acidificados (80,8%).La amina biógena más común en los CGC+ fue la feniletilamina, producida por un 10,8% de aislados. Un pequeño porcentaje de aislados fueron mecA+ (4,6%), presentando además resistencia a múltiples antibióticos. El potencial enterotoxigénico de las cepas de CGC+ fue muy reducido (3,3% de los aislados), detectándose únicamente el gen entC.El estudio pormenorizado de las comunidades bacterianas de interés permitió la selección de 2 cepas de L. sakei y 2 cepas de S. xylosus con características tecnológicas e higiénico-sanitarias óptimas. Para evaluar su efectividad como cultivos iniciadores se elaboraron dos tipos de embutidos ligeramente ácidos, chorizo y fuet, inoculados con microorganismos patógenos (Salmonella spp., L. monocytogenes y S. aureus). El uso de cultivos iniciadores permitió el control de L. monocytogenes, Enterobacteriaceae y Enterococcus así como del contenido en aminas biógenas. Los recuentos de Salmonella spp. disminuyeron de forma significante durante la maduración de los embutidos, independientemente del uso de cultivos iniciadores. El uso del tratamiento de alta presión (400 MPa) en los embutidos madurados consiguió la ausencia de Salmonella spp. en los lotes tratados. / Low-acid fermented meat products (final pH, 5.3 to 6.2) are a group of traditional Mediterranean products with a great diversity within the regions.To control the microbial quality of this kind of sausages is necessary to use rapid methods able to produce results quickly and reliably. In this study, a highly sensitive PCR-based method to detect and quantify L. monocytogenes in fermented sausages was developed. This method combined the high sensitivity of the most-probable-number method with a L. monocytogenes specific PCR assay. Also a multiplex-PCR based method for the simultaneous identification of L. monocytogenes and Salmonella spp. was designed. The study of the microbial quality of the slightly fermented sausages was followed by the characterization of the microbial communities of this kind of products. Lactic acid bacteria (LAB), enterococci and Gram-positive catalase-positive cocci (GCC+) were identified at species level. RAPD-PCR and plasmid profiling were used to evaluate the genetic diversity within species and to identify identical isolates of the same strain. Safety and hygienic properties were also studied in order to characterize the isolates in detail. With this aim, bacteriocin production, biogenic amine production and antibiotic susceptibility were determined. By species-specific PCR, Lactobacillus sakei was identified as the predominant LAB (74%) followed by Lactobacillus curvatus (21.2%) and Leuconostoc mesenteroides (4.8%). The production of biogenic amines was mainly related to the species L. curvatus (66% of the isolates were biogenic amine-producers).Species-specific PCR and partial sequencing of sodA gene were used to identify enterococcal population. Enterococcus faecium was the most frequently isolated species (51.9%) followed by Enterococcus faecalis (14,2%). All the E. faecalis strains carried virulence genes. E. faecalis showed higher antibiotic resistance than the other species. Only one E. faecium strain showed vanA genotype (high-level resistance to glycopeptides).Species-specific PCR and amplification of the 16S-23S rDNA intergenic region were used to identify GCC+ population. Staphylococcus xylosus was the predominant species (80.8%) in this kind of sausages.Tyramine was the most intense biogenic amine produced, although by only 4.6% of the GCC+ isolates. Phenylethylamine was more frequently detected (10.8% of isolates) but at lower levels. A low percentage of isolates (4.6%) showed mecA genes displaying also resistance to multiple antibiotics. Only 3.3% of isolates showed staphylococcal enterotoxins genes, all identified as entC gene.The study of the safety and technological properties of the isolates allowed to select 2 strains of L. sakei and 2 strains of S. xylosus on the basis of their technological and safety characteristics. To evaluate their suitability as starter cultures two types of low acid fermented sausages, fuet and chorizo, were manufactured. Batters were inoculated with L. monocytogenes, S. enterica and S. aureus. Starter cultures were able to control the growth of L. monocytogenes, Enterobacteriaceae, Enterococcus and the biogenic amine content. Salmonella spp counts decreased significantly during ripening independently of the use of starter culture and product.High hydrostatic pressure treatment was necessary to assure absence of Salmonella spp. in final products.

Le bleuet sauvage (Vaccinium angustifolium Ait. et V. myrtilloides Michaux) représente un marché en plein essor au Canada, premier pays producteur et exportateur mondial de ce fruit. Pour faire face à la demande, les producteurs cherchent continuellement à adapter leurs pratiques de production dans le but d’améliorer leur rendement et l'état de santé de leurs bleuetiers. Or, les micro-organismes présents dans les racines et dans le sol jouent un rôle non négligeable en lien avec la santé des plantes. Ce microbiote est donc d’intérêt d’un point de vue agronomique, pourtant, contrairement à d’autres cultures, très peu d’études se sont penchées spécifiquement sur le microbiote du milieu racinaire du bleuetier sauvage. Ce doctorat s’inscrit donc dans l’optique d’accroître les connaissances sur les communautés bactériennes et fongiques présentes dans les bleuetières au Québec. Les objectifs de ce projet sont de détecter les taxons qui pourraient avoir un impact sur les variables agronomiques des bleuetiers telles que le rendement; d’identifier les variables physico-chimiques du sol influençant ces communautés; et d’étudier les impacts que peuvent avoir les différentes pratiques agricoles, telles que la fertilisation et la fauche thermique, sur ces micro-organismes. Nous nous sommes appuyés sur le séquençage de nouvelle génération et le métacodage à barres de l’ADN environnemental de nos échantillons de racines et de sol afin d’obtenir une analyse des communautés bactériennes et fongiques de la rhizosphère et des racines des bleuetiers. Les analyses multivariées effectuées par la suite permettent de comparer ces communautés et de voir si certaines espèces sont spécifiques à une condition particulière. Dans l’ensemble, cette thèse a donc permis de caractériser les communautés fongiques et bactériennes du milieu racinaire du bleuetier sauvage in situ dans plusieurs bleuetières du Québec. De nombreuses espèces de champignons mycorhiziens éricoïdes ont été systématiquement identifiées dans les trois études et leur prédominance suggère leur importance pour le bleuetier sauvage. Nous avons également trouvé que l’ordre bactérien des Rhizobiales, connu pour sa capacité à fixer l’azote atmosphérique, occupait une part importante de la communauté bactérienne. Les études sur la fertilisation et la fauche thermique ont démontré que ces deux pratiques agricoles avaient peu d’impact significatif sur les communautés microbiennes étudiées. Enfin, cette thèse donne des pistes de réflexion sur la fixation d’azote par les communautés bactériennes et pose les premières bases pour des essais de bio-inoculation avec les espèces fongiques et bactériennes détectées ayant un potentiel impact bénéfique sur la culture des bleuets sauvages. / The wild blueberry (Vaccinium angustifolium Ait. and V. myrtilloides Michaux) market is booming in Canada, the world's leading producer and exporter of this fruit. In order to meet the demand, growers are constantly trying to adapt their production practices to improve their yields and the health of their blueberry fields. Micro-organisms present in the roots and in the soil play a significant role in the health of the plants. This microbiota is therefore of interest from an agronomic point of view, yet, contrary to other crops, very few studies have been conducted specifically on the microbiota of the root environment of wild blueberries. This doctoral project therefore aims at increasing our knowledge of the bacterial and fungal communities present in wild blueberry fields in Quebec. The objectives of this project are to detect taxa that could have an impact on agronomic variables of wild blueberry fields such as fruit yield; to identify soil physico-chemical variables influencing these communities; and to study the impacts that different agricultural practices, such as fertilization or thermal pruning, may have on these micro-organisms. We relied on next generation sequencing and metabarcoding of environmental DNA from our root and soil samples to obtain an analysis of the bacterial and fungal communities in the rhizosphere and roots of blueberry shrubs. Subsequent multivariate analyses allow us to compare these communities and see if certain species are specific to a particular condition. Overall, this thesis has characterized the fungal and bacterial communities in the root environment of wild blueberry in situ in several Quebec wild blueberry fields. Numerous species of ericoid mycorrhizal fungi were systematically identified in all three studies, and their predominance suggests their importance to wild blueberries. We also found that the bacterial order Rhizobiales, known for its ability to fix atmospheric nitrogen, occupied an important part of the bacterial community. Studies on fertilization and thermal mowing showed that these two agricultural practices have limited significant impacts on the microbial communities studied. Finally, this thesis provides insights into nitrogen fixation by bacterial communities and lays the groundwork for bio-inoculation trials with the fungal and bacterial species detected to have a potential beneficial impact on wild blueberry cultivation.

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