Caractérisation moléculaire des procaryotes et facteurs de variation des écosystèmes digestifs chez deux mammifères herbivores: approche comparée vache/lapin

L’objectif de ce travail etait de caracteriser la variabilite specifique (Bos taurus vs Oryctolagus cuniculus), individuelle, spatiale (inter- et intra- fermenteurs digestifs) et temporelle (en conditions non perturbee ou perturbee) des ecosystemes digestifs des mammiferes herbivores (communautes procaryotiques et biotope) en comparant deux modeles animaux, la vache et le lapin, et en utilisant des outils moleculaires (CE-SSCP et qPCR). D’un point de vue methodologique, nous avons developpe un programme informatique, StatFingerprints, pour ameliorer le traitement et l’analyse statistique des profils CE-SSCP et ainsi mieux extraire l’information ecologique qu’ils contiennent en termes de structure et de diversite des communautes. Nous avons egalement mis au point des systemes de qPCR plus specifiques (Firmicutes et Bacteroides Prevotella) que ceux precedemment decrits. D’un point de vue cognitif, nos travaux demontrent une forte influence de l’espece hote sur les caracteristiques de son ecosysteme : les communautes sont plus riches (+8 %, +12 % pour les bacteries et les Archaea, respectivement), plus diverse (+19 % pour les bacteries) mais moins abondantes (-4.9 % de bacteries) dans le rumen de la vache que dans le caecum du lapin. Le biotope ruminal est moins acide (+0.6 unite pH), plus reducteur (-30 mV), et contient moins d’acides gras volatils (-19%) et plus de NH3-N (+39%) que le biotope caecal. Cela suggere un role determinant de la physiologie digestive de l’hote et/ou des phenomenes de coevolution hote/microbiote. Nos travaux n’ont pas permis de mettre en evidence un effet de « l’individu hote » sur les caracteristiques de sa communaute microbienne suggerant que la proximite genetique entre les individus (race) et/ou la forte standardisation des conditions d’elevage (logement, alimentation etc.) tendent a uniformiser l’influence des individus sur le determinisme de leurs communautes procaryotiques. Nous avons montre qu’il existe une evolution des communautes microbiennes le long du tractus digestif en relation avec la physiologie et les conditions environnementales des differents compartiments a laquelle s’additionne, dans le rumen, une variabilite liee a la fraction, liquide ou solide, consideree. Nos donnees suggerent qu’a l’etat basal et en situation de perturbation, les communautes procaryotiques des deux especes hotes n’evoluent pas de la meme facon dans le temps. Ainsi, dans le rumen de la vache, la communaute bacterienne fluctue de facon sporadique suggerant un etat d’equilibre dynamique alors qu’elle reste dans un etat d’equilibre statique dans le caecum du lapin. Les deux communautes reagissent de facon rapide(< 2jours) et s’adaptent rapidement a une augmentation du ratio amidon/fibres pour atteindre un nouvel equilibre, dynamique dans le rumen et statique dans le caecum. En revanche, nos travaux n’ont pas mis en evidence de correlations importantes entre les communautes bacteriennes et les parametres de leur environnement. D’un point de vue finalise, ces donnees confirment que la nutrition est une voie d’action pertinente pour essayer de reorienter le fonctionnement des ecosystemes digestifs chez ces especes d’interet zootechnique, vers une meilleure sante et/ou efficacite digestive.