Little is known about the chronic effect of herbicides on the soil microbial community, with most studies focusing on acute impacts. In this study, we investigated the effect of 20 years of atrazine and metolachlor application on the community structure, abundance and function of bacterial groups in the bulk soil of a maize monoculture. Group-specific PCR-DGGE (polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis) of 16S rRNA genes was used to characterize the composition of the microbial community. Primers specific for the entire bacterial group, as well as for the Acidobacterium group, the actinomycetes, the ammonium oxidizers, and the Type I and II methanotrophs were used in the PCR-DGGE analysis. Cluster analysis of the DGGE patterns obtained with the different primer sets differentiated between the herbicide-treated and the non-treated control soil. In particular the methanotrophic community differed, with three bands (phylotypes) being absent (or showing a lower intensity) in the DGGE patterns of the herbicide-treated soils compared to the patterns of the control soil. The differences in the methanotrophic community structure were not reflected in the methane oxidation capacity, which was similar for the two treatments. The prevalence of methanotrophs as evaluated with real-time PCR analysis also did not differ between the herbicide-treated and non-treated soil. Our results indicate that the long-term use of the herbicides atrazine and metolachlor resulted in an altered soil community structure, in particular for the methanotrophic bacteria. These observed changes did not cause a decreased community function (methane oxidation), probably because the total abundance of the methanotrophs in the soil system was preserved.
Titre de l'article
L'effet sur le long terme des herbicides sur la structure des communautés bactériennes et leurs fonctions dans les terres agricoles.
L'effet sur le long terme des herbicides sur la structure des communautés bactériennes et leurs fonctions dans les terres agricoles.
Introduction à l'article
L'utilisation d'herbicide est récurrente en agriculture. En effet, les agriculteurs ont recours aux herbicides au moins une fois par an afin d'éliminer "les mauvaises herbes" pouvant entrer en compétition avec leurs plantations. Malheureusement ces produits n'affectent pas seulement leurs cibles et peuvent avoir un impact sur les communautés microbiennes présentes dans le sol. En effet elles jouent un rôle majeur dans l'enrichissement des sols en: dégradant de la matière organique, par le cycle de l'azote ou par l'oxydation du méthane. Les auteurs ont cherché à déterminer si l'atrazine avait un effet à long terme sur la structure de la communauté bactérienne du sol en utilisant l’ARNr 16S afin d'identifier les espèces présentes en fonction des conditions(atrazine). Ces analyses ont été réalisées avec l'ARNr 16S car de précédentes recherches stipulaient que les herbicides n'altèraient pas les communautés bactériennes du point de vue de la biomasse mais du point de vue de la biodiversité.
L'utilisation d'herbicide est récurrente en agriculture. En effet, les agriculteurs ont recours aux herbicides au moins une fois par an afin d'éliminer "les mauvaises herbes" pouvant entrer en compétition avec leurs plantations. Malheureusement ces produits n'affectent pas seulement leurs cibles et peuvent avoir un impact sur les communautés microbiennes présentes dans le sol. En effet elles jouent un rôle majeur dans l'enrichissement des sols en: dégradant de la matière organique, par le cycle de l'azote ou par l'oxydation du méthane. Les auteurs ont cherché à déterminer si l'atrazine avait un effet à long terme sur la structure de la communauté bactérienne du sol en utilisant l’ARNr 16S afin d'identifier les espèces présentes en fonction des conditions(atrazine). Ces analyses ont été réalisées avec l'ARNr 16S car de précédentes recherches stipulaient que les herbicides n'altèraient pas les communautés bactériennes du point de vue de la biomasse mais du point de vue de la biodiversité.
Expériences de l'article
A partir d'échantillons de terre (saine et traitée) récoltés dans un champ de maïs. Les auteurs ont essayé de déterminer si les communautés bactériennes variaient lorsque les échantillons de terre (récoltés dans un champ de maïs) contenaient des traces d’atrazine ou en étaient exempts. Afin de déterminer les communautés présentes les auteurs ont eu recours à des PCR en utilisant des amorces pour identifier toutes les bactéries ainsi que sur certaines amorces spécifiques aux méthanotrophes, aux Actinomycetes, aux Acidobactérium. Après la PCR, le produit de l'amplification a été déposé dans un "denaturing gradient gel electrophoresis" afin de comparer l'évolution des communautés microbiennes en fonction du milieu. Enfin les auteurs ont utilisé (pour les méthanotrophes de type 1) une "real time PCR" et un test d'activité d'oxidation du méthane afin de comparer l'abondance des bactéries méthanotrophes en présence ou non de d'atrazine metholachlor ainsi que de leur capacité à oxyder le méthane.
A partir d'échantillons de terre (saine et traitée) récoltés dans un champ de maïs. Les auteurs ont essayé de déterminer si les communautés bactériennes variaient lorsque les échantillons de terre (récoltés dans un champ de maïs) contenaient des traces d’atrazine ou en étaient exempts. Afin de déterminer les communautés présentes les auteurs ont eu recours à des PCR en utilisant des amorces pour identifier toutes les bactéries ainsi que sur certaines amorces spécifiques aux méthanotrophes, aux Actinomycetes, aux Acidobactérium. Après la PCR, le produit de l'amplification a été déposé dans un "denaturing gradient gel electrophoresis" afin de comparer l'évolution des communautés microbiennes en fonction du milieu. Enfin les auteurs ont utilisé (pour les méthanotrophes de type 1) une "real time PCR" et un test d'activité d'oxidation du méthane afin de comparer l'abondance des bactéries méthanotrophes en présence ou non de d'atrazine metholachlor ainsi que de leur capacité à oxyder le méthane.
Résultats de l'article
Les résultats les plus marquants sont ceux des bactéries méthanotrophes (M). Grâce à la DGGE, on remarque que certaines souches de M sont présentes en quantités moindres dans le sol traité par rapport au sol non traité. On observe en effet une nette diminution de l’intensité des bandes de certains des clusters, ce qui laisse suggérer que le traitement des sols par l’atrazine induisent une modification de la structure de la communauté de M. Six mois plus tard, un nouvel échantillon de terre traitée a été prélevé et la présence de M a été étudié, confirmant l’effet des herbicides sur ce type de bactéries. L’utilisation de la Real time PCR permet néanmoins de voir que la quantité de bactéries M est similaire en fonction des deux conditions, de même que pour l'activité méthanogène. Les herbicides étudiés modifient donc la proportion des différentes souches de M sans altérer la quantité totale de ces bactéries.
Les résultats les plus marquants sont ceux des bactéries méthanotrophes (M). Grâce à la DGGE, on remarque que certaines souches de M sont présentes en quantités moindres dans le sol traité par rapport au sol non traité. On observe en effet une nette diminution de l’intensité des bandes de certains des clusters, ce qui laisse suggérer que le traitement des sols par l’atrazine induisent une modification de la structure de la communauté de M. Six mois plus tard, un nouvel échantillon de terre traitée a été prélevé et la présence de M a été étudié, confirmant l’effet des herbicides sur ce type de bactéries. L’utilisation de la Real time PCR permet néanmoins de voir que la quantité de bactéries M est similaire en fonction des deux conditions, de même que pour l'activité méthanogène. Les herbicides étudiés modifient donc la proportion des différentes souches de M sans altérer la quantité totale de ces bactéries.
Rigueur de l'article
Les expériences ont été réalisées en duplicatas, on pourrait penser que les auteurs auraient pu les réaliser en triplicatas pour plus de rigueur afin que les résultats soient plus significatifs. De plus, on aurait pu penser que l'étude sur le "long terme" aurait été plus important (Ici seulement 6 mois).
Encore, on remarque dans les figures 1 et 2 que les échantillons de sols traités sont tantôt représentés en haut de la figure, tantôt en bas, ce peut éventuellement induire le lecteur en erreur.
Les expériences ont été réalisées en duplicatas, on pourrait penser que les auteurs auraient pu les réaliser en triplicatas pour plus de rigueur afin que les résultats soient plus significatifs. De plus, on aurait pu penser que l'étude sur le "long terme" aurait été plus important (Ici seulement 6 mois).
Encore, on remarque dans les figures 1 et 2 que les échantillons de sols traités sont tantôt représentés en haut de la figure, tantôt en bas, ce peut éventuellement induire le lecteur en erreur.
Ce que cet article apporte au débat
Cet article permet de conclure sur le fait que l'utilisation d'herbicide peut avoir un impact sur la biodiversité microbienne des sols (surement plus ou moins importante en fonction des herbicides). En effet, les auteurs ont obtenu des résultats montrant que l'atrazine avait un effet négatif sur certaines souches bactériennes (absence ou fortes diminution des bandes). Malgré tout, les résultats de la real time PCR ainsi que le test de l'oxydation du méthane montrent que la quantité bactérienne ainsi que l'activité méthanotrophe ne change pas entre les deux conditions et donc les bactéries résidentes du sol s'adaptent en fonction des pressions de sélection qui leurs sont appliquées. Les bactéries ne pouvant résister se développent moins ou pas alors que celles qui peuvent résister prennent leur place.
Cet article permet de conclure sur le fait que l'utilisation d'herbicide peut avoir un impact sur la biodiversité microbienne des sols (surement plus ou moins importante en fonction des herbicides). En effet, les auteurs ont obtenu des résultats montrant que l'atrazine avait un effet négatif sur certaines souches bactériennes (absence ou fortes diminution des bandes). Malgré tout, les résultats de la real time PCR ainsi que le test de l'oxydation du méthane montrent que la quantité bactérienne ainsi que l'activité méthanotrophe ne change pas entre les deux conditions et donc les bactéries résidentes du sol s'adaptent en fonction des pressions de sélection qui leurs sont appliquées. Les bactéries ne pouvant résister se développent moins ou pas alors que celles qui peuvent résister prennent leur place.
Remarques sur l'article
Les études menées lors de ces travaux se sont focalisées sur les bactéries méthanogènes ainsi que sur l'atrazine metholachlor. On peut donc penser que l'utilisation d'autres désherbants, ou pesticides peut impacter de façon plus importante les communautés bactériennes présentes dans le sol. De plus, malgré que les résultats obtenus ici ne soient pas significatif pour dire que l'atrazine méthachlor a un impact sur la biodiversité ainsi que l'activité, elle a quand même un impact dans la sélection des espèces/souches dominantes dans le sol. On peut penser aussi que l'utilisation de cocktails chimiques (pesticides, herbicides ainsi que certains engrais) pourraient avoir des conséquences plus graves sur la biodiversité bactérienne. Enfin une durée d'étude sur plus long terme aurait été plus intéressante.
Les études menées lors de ces travaux se sont focalisées sur les bactéries méthanogènes ainsi que sur l'atrazine metholachlor. On peut donc penser que l'utilisation d'autres désherbants, ou pesticides peut impacter de façon plus importante les communautés bactériennes présentes dans le sol. De plus, malgré que les résultats obtenus ici ne soient pas significatif pour dire que l'atrazine méthachlor a un impact sur la biodiversité ainsi que l'activité, elle a quand même un impact dans la sélection des espèces/souches dominantes dans le sol. On peut penser aussi que l'utilisation de cocktails chimiques (pesticides, herbicides ainsi que certains engrais) pourraient avoir des conséquences plus graves sur la biodiversité bactérienne. Enfin une durée d'étude sur plus long terme aurait été plus intéressante.
Dernière modification il y a plus de 8 ans.