La disponibilité de la lumière est cruciale pour le succès des algues photosynthétiques. Dans l'Arctique, la glace de mer et la couverture de neige atténuent l'éclairement au point où l'on croyait généralement que la croissance du phytoplancton marin arctique ne serait pas possible tant que la glace de mer ne fondait pas en été pour exposer l'océan ouvert. Cependant, des observations récentes indiquent que la croissance photosynthétique est toujours possible dans des conditions de faible luminosité extrêmes. Cela met en évidence des adaptations largement non caractérisées du phytoplancton arctique à des conditions de croissance extrêmes. Des cultures axéniques de laboratoire de *Fragilariopsis cylindrus* ont été cultivées dans un nouveau plan expérimental à 30, 3, 1 et 0.1 μmol photons m⁻² s⁻¹. Les résultats physiologiques montrent que les cultures incubées en dessous de 3 μmol photons m⁻² s⁻¹ ont des taux de croissance lents, des concentrations de pigments photosynthétiques diminuées, des quotas cellulaires de carbone et d'azote augmentés, une capacité de photoprotection élevée et des taux de fixation du carbone faibles. Les résultats transcriptomiques confirment la préservation des mécanismes de photoprotection, un certain démantèlement et une réorganisation de l'appareil photosynthétique, ainsi qu'un couplage avec des voies mitochondriales alternatives pour maintenir le métabolisme dans des conditions de faible luminosité extrême. Dans ce contexte, cette étude fournit le fondement d'un nouveau plan expérimental et d'une nouvelle configuration qui serviront de base à de futures études sur les adaptations à une lumière extrêmement faible chez les microalgues marines de l'Arctique. / The availability of light is a crucial parameter to the success of photosynthetic algae. In the Arctic, sea ice and snow cover attenuate irradiance to the point where it was widely believed that growth of Arctic marine phytoplankton would not be possible until the sea ice started to melt to expose open ocean. However, more recent evidence supports that photosynthetic growth is still possible at extreme low light. This highlights largely uncharacterized adaptations of Arctic phytoplankton to extreme growth conditions. Axenic lab cultures of *Fragilariopsis cylindrus* were grown in a novel experimental design at 30, 3, 1, and 0.1 μmol photons m⁻² s⁻¹. Physiological results show that cultures incubated below 3 μmol photons m⁻² s⁻¹ have slow growth rates, decreased photosynthetic pigment concentrations, increased cellular carbon and nitrogen quotas, high photoprotective capacity, and low carbon fixation rates. Transcriptomic results support the preservation of photoprotective mechanisms, some dismantling and reorganization of the photosynthetic apparatus, and coupling with alternative mitochondrial pathways to maintain metabolism in extreme low light. Overall, this study provides context for a novel experimental design and setup to be used as a foundation for future studies into extreme low light adaptations in arctic marine microalgae.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/145624 |
| Date | 20 June 2024 |
| Creators | Sivaram, Sneha |
| Contributors | Babin, Marcel, Bowler, Chris |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | COAR1_1::Texte::Thèse::Mémoire de maîtrise |
| Format | 1 ressource en ligne (v, 35 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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