Apport des outils de la biologie moléculaire pour l'utilisation des diatomées comme bioindicateurs de la qualité des écosystèmes aquatiques lotiques et pour l'étude de leur taxonomie

La Directive Cadre Europeenne sur l'eau impose d'evaluer la qualite des cours d'eau au moyen d'indicateurs chimiques et biologiques dont les diatomees font partie. Les indices bases sur la composition taxonomique et l'abondance relative des taxa de diatomees sont robustes. Cependant, de nombreux echantillons doivent etre analyses chaque annee alors que l'identification de ces micro-algues en microscopie optique est difficile a cause des incertitudes taxonomiques, et necessite temps et expertise. Ainsi, des ameliorations peuvent encore etre apportees pour faciliter le suivi en routine de la qualite de l'eau. Les techniques de biologie moleculaire sont des outils efficaces pour identifier les microorganismes et pourraient donc etre utilisees pour ameliorer l'identification des diatomees. Les objectifs de cette these etaient donc de completer les connaissances sur la taxonomie des diatomees d'eau douce par des methodes moleculaires et de progresser dans le developpement d'un outil moleculaire permettant l'identification des diatomees dans des echantillons naturels, en vue de son utilisation en bioindication. L'etude de la taxonomie de plusieurs groupes de diatomees a ete realisee en combinant des approches morphologiques et des approches moleculaires. Nos travaux ont montre les capacites des sequences ADN pour discriminer les taxa de diatomees et reveler leurs relations phylogenetiques. L'utilisation de sequences ADN a montre que les criteres morphologiques utilises pour identifier les diatomees ne correspondaient pas systematiquement a leurs relations phylogenetiques. L'utilisation de differents marqueurs a permis des discriminations a differents niveaux taxonomiques. Nos resultats ont egalement revele l'importance de combiner des approches complementaires, morphologiques et moleculaires, pour ameliorer notre comprehension des relations entre les differents taxa de diatomees et ainsi stabiliser leur taxonomie. Les sequences ADN permettant une discrimination des taxa de diatomees, nous avons teste un outil moleculaire de sequencage haut-debit, le pyrosequencage 454, dans le but d'identifier les taxa composant les communautes de diatomees. Nous avons ainsi assemble des bases de sequences de reference beneficiant d'une identification taxonomique. Nous avons egalement participe au developpement d'outils bioinformatiques necessaires a l'analyse des donnees de pyrosequencage. Enfin, nous avons pu tester ces outils pour etablir des inventaires taxonomiques de diatomees dans des communautes artificielles (melanges de souches) et dans des communautes environnementales (biofilms d'eau douce). Ces etudes ont prouve le potentiel du pyrosequencage 454 pour etudier les communautes de diatomees a des niveaux taxonomiques precis. La comparaison de differents marqueurs nucleiques a revele que le marqueur rbcL etait le marqueur le plus adapte a l'identification des diatomees par pyrosequencage. En effet, en prenant en compte les bases de sequences de reference, la reproductibilite et les biais de la methode ainsi que le pouvoir resolutif du marqueur, l'utilisation du rbcL a permis la meilleure estimation de la composition en diatomees d'echantillons complexes. Des progres devront encore etre faits avant de pouvoir utiliser les outils moleculaires pour evaluer la qualite de l'eau par les diatomees. Cependant nos differentes etudes permettront de guider les prochaines analyses de maniere a aboutir a un suivi de la qualite de l'eau base sur des inventaires moleculaires des taxa de diatomees.