Le dosage des acides gras phospholipidiques des sols : limites d’interprétations

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Submitted on 4 Jun 2020

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Le dosage des acides gras phospholipidiques des sols : limites d’interprétations

Frédéric Dappozze, Christian Malosse, Christian Mougin

To cite this version:

Frédéric Dappozze, Christian Malosse, Christian Mougin. Le dosage des acides gras phospholipidiques des sols : limites d’interprétations. 1er Symposium de Chimie et Biologie Analytiques, Sep 2005, Montpellier, France. 2005. �hal-01600186�

INTRODUCTION

Les agro-écosystèmes sont soumis à un certain nombre de perturbations d’origine anthropique (pratiques agricoles, intrants, valorisation de déchets…) ou naturelle (climat) qui modifient leur qualité et leur fonctionnement.

Pour évaluer l’impact réel de ces perturbations sur les sols, il est capital de disposer d’outils robustes fournissant des données de référence caractéristiques de l’état d’équilibre des sols.

Dans ce but, nous évaluons dans des situations tranchées (sols de prairie peu anthropisés et sols cultivés fortement anthropisés) plusieurs descripteurs de la diversité fonctionnelle et de la diversité structurale des communautés microbiennes des sols.

Parmi les descripteurs structuraux figurent les acides gras phospholipidiques (PLFA), qui permettent d’apprécier simultanément l’évolution des biomasses bactériennes et fongiques.

MATERIEL ET METHODES

Nos recherches portent sur des sols limoneux de la région de Rouen, caractéristiques des sols du « grand » bassin Parisien.

Après prélèvement, les sols sont lyophilisés et broyés. Des fractions de 2 g sont extraites selon une modification de la méthode de Blight and Dyer (1959), par agitation dans un mélange chloroforme/MeOH/tampon citrate. La phase organique est purifiée par SPE (gel de silice). Les lipides apolaires, les glycolipides et les PLFA sont respectivement élués par le chloroforme, l’acétone et le MeOH. Les PLFA sont ensuite trans-méthylés sous conditions alcalines douces pour former des méthyl- esters d’acides gras. L’ester C19:0 est ajouté aux extraits comme standard interne.

Les échantillons sont analysés par GC-MS avec un spectromètre de masse de type trappe à ions Saturn II (Varian) équipé d’une colonne VF5-MS (Varian) de 50mètres, 0.20mm DI, DF=0.33, avec l’hélium comme gaz vecteur à une pression de 20psi : programmation de température, 120°C(1min) à 310°c à 4°c/min.

Les PLFAs spécifiquement bactériens sont le 15:0, i15:0, a15:0, i16:0, 16:1w9, i17:0, a17:0, 17:0, cy17, cy19. et pour la biomasse fongique 18:2w6,9 (acide linoléique).

Nomenclature : nb de C : nb insaturations w position des insaturations.

Préfixes : i = iso, a = anteiso, cy = cyclopropyl

LE DOSAGE DES ACIDES GRAS PHOSPHOLIPIDIQUES DES SOLS LIMITES D’INTERPRETATIONS

Frédéric Dappozze, Christian Malosse, Christian Mougin

INRA, Unité de Phytopharmacie et Médiateurs Chimiques, route de St-Cyr, 78026 Versailles cedex.

REFERENCE :

REMERCIEMENTS :

remercions l’ADEME pour son soutien financier (programme Bioindicateurs, convention n°0475C0071)

COMPARAISON DES RESULTATS FOURNIS PAR DIFFERENTS DESCRIPTEURS Les valeurs obtenues lors du dosage des PLFA sont comparées avec celles fournies par d’autres descripteurs des mêmes compartiments microbiens.

• Concernant les communautés fongiques, la mesure de l’ADN fongique et de l’ergostérol du sol fournit des profils comparables pour les sols de prairie et de culture des 2 sites expérimentaux, et pour les deux périodes de prélèvement (colonne de gauche).

• L’analyse des PLFA fongiques donne des résultats comparables, sauf pour 2005-06 PSG.

• Dans le cas des communautés bactériennes, les profils obtenus par dosage de PLFA et d’ADN bactérien sont différents (colonne de droite).

• Il n’y a pas de concordance entre les rapports de PLFA et le dosage d’ADN total du sol.

PLFA fongique (µg/g de sol)

0 2 4 6 8 10 12

PLFA fongique

µg/g

PLFA rapport champignon / bacteries

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14

PLFA c/b

rapport

PLFA bactérien (µg/g de sol)

0 50 100 150 200 250 300 350 400

PLFA bactérien

µg/g

Ergos té rol (µg/g de s ol)

0 2 4 6 8 10 12 14

Ergosterol

µg/g

ADN fongique (µg/g de sol)

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25

ADN f ongique

µg/g

ADN total (µg/g de sol)

0 5 10 15 20 25 30 35 40

ADN total

µg/g

ADN bactérien (µg/g de sol)

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6

ADN bact

µg/g

Légende CSG 04

CSG 06

PSG 04 PSG 06

CY 04 CY 06

PY 04 PY 06

C = Grande Culture P = Prairie permanente SG = site de Saint Georges (76)

Y = site de Yvetôt (76) 04 = campagne Avril 2005

06 = campagne Juin 2005

CONCLUSIONS

• Le dosage des PLFA permet d’estimer simultanément la taille des compartiments fongiques et bactériens du sol.

• Pour les champignons, les résultats sont relativement bien en relation avec ceux fournis par d’autres descripteurs.

• Le protocole d’extraction et d’analyse est classique, mais comporte de nombreuses étapes, qui rendent difficiles les répétitions sur de grandes séries d’échantillons environnementaux.

• L’analyse chromatographique est sujette à de nombreuses interférences, qui influent sur la répétabilité des mesures.

• L’état du sol, son mode de conservation conditionnent la fiabilité des résultats.

Profils GC/MS de l’extrait 2005-06 CY 12 : l’ion m/z 74 est caractéristique des acides méthyl-ester. L’encart met en évidence l’interférence d’un hydrocarbure (ion m/z 57) avec le 18:2w6,9 (ion m/z 67).

RIC 57 RIC 67 TIC

36.5 38.5 min

RIC 74

29 42 min

Cy-19

18:2

i-15 a-15

15 i-16

16:1

i-17

a-17

cy-17 17

19 TIC

VARIATION SPATIALE DES TAUX DE PLFA DANS DEUX AGROSYSTEMES

Les points de prélèvement (1 à 20) en prairie (PY) et en grande culture (GY) sont séparés par une distance de 20 m.

• Les taux de PLFA fongiques présentent une variabilité spatiale élevée dans les 2 types de sol.

• Les taux de PLFA bactériens présentent une distribution plus homogène, surtout dans les sols de culture.

• Les rapports champignon/bactéries sont plus homogènes dans le sol de prairie.

• Les quantités totales de PLFA sont les plus élevées dans le sol de prairie.

• Les taux de PLFA bactériens sont supérieurs aux taux de PLFA fongiques.

4,9 20,8 3,5 2,4 2,7 2,4 moy PY = 4,5 399,9 284,2 169,5 179,6 191,1 115,1 moy PY = 236,5

0,5 3,2 3,0 6,8 5,4 251,9 181,3 197,6 459,7 258,1

5,7 0,6 3,8 8,3 3,1 399,3 156,8 265,4 282,8 146,2

2,9 4,2 133,4 113,1

2,5 4,7 213,2 331,3

moy CY = 2,5 moy CY = 58,6

1,2 1,9 1,5 1,7 0,8 4,6 4,5 1,8 2,6 1,9 57,5 72,3 49,9 53,8 72,9 64,3 67,7 79,8 76,4 88,2

0,3 9,2 2,1 8,1 0,3 1,8 1,0 0,5 3,1 1,2 62,9 34,6 77,7 50,1 36,6 91,6 40,7 14,3 37,5 43,6

PY03 PY08 PY13 PY16 PY19 PY20 0,011 0,068 0,019 0,012 0,013 0,019 moy PY = 0,018

PY02 PY07 PY12 PY15 PY18 Prairie 0,002 0,017 0,014 0,014 0,019

PY01 PY06 PY11 PY14 PY17 0,013 0,003 0,013 0,028 0,020

PY05 PY10 PARKING 0,020 0,034

PY04 PY09 0,011 0,013

GRANGE Culture moy CY = 0,046

CY01 CY02 CY03 CY04 CY05 CY06 CY07 CY08 CY09 CY10 0,020 0,025 0,028 0,028 0,010 0,067 0,062 0,022 0,032 0,020 CY11 CY12 CY13 CY14 CY15 CY16 CY17 CY18 CY19 CY20 0,005 0,247 0,025 0,151 0,008 0,018 0,022 0,032 0,077 0,025

10 - 25

champignons bactéries

en µg/g de sol en µg/g de sol

400 - 1000 > 1000

> 25 < 100 100 - 200 200 - 400

< 2,5 2,5 - 5 5 - 10

rapport champi/bact

< 0,025 0,025 - 0,050 0,050 - 0,100 0,100 - 0,250 > 0,250 YVETOT JUIN 2005