Development and field evaluation of molecular techniques for monitoring toxigenic cyanobacteria in water
Notice bibliographique
Résumé
L'occurrence très fréquente d'efflorescences en eau douce constitue une importante menace à la santé humaine et environnementale. Les microcystines sont les cyanotoxines les plus communes et la caractérisation microscopique d'efflorescences toxigènes pose souvent un défi. Ce projet de recherche vise à développer et évaluer des approches axées sur l'amplification en chaîne par polymérase (ACP) pour améliorer le suivi des cyanobactéries toxigènes dans les lacs d'eau douce du Canada. Des études préliminaires évaluant l'utilité, dans la détection quantitative par ACP (qACP) de souches de Microcystis actives ou inactives en production de microcystine, d'une série de gènes codant pour les sous-unités de la microcystine synthétase (mcy), démontra que les tests visant l'identification d'une portion des gènes mcyA, mcyE, ou mcyG permit l'estimation de la quantité de souches de Microcystis toxigènes dans des échantillons d'eau de la Baie Missisquoi, Québec. Les équivalents en cellules de Microcystis toxigènes pour les gènes mcyA, mcyE, ou mcyG furent fortement associés (p<0.05; R2>0.90) au compte total de Microcystis obtenu par microscopie. De plus, les trois tests réussirent à quantifier les cellules de Microcystis ayant le potentiel d'être toxigènes dans des échantillons ayant une teneur en microcystine indétectable, laissant présager leur utilité potentielle dans un système d'alerte précoce pour les cyanobactéries toxigènes. Afin d'évaluer l'utilité des tests moléculaires élaborés pour estimer la teneur en Microcystis toxigènes, des études en laboratoire furent entreprises afin d'évaluer comment la teneur en gènes mcy et la biomasse de différents assemblages mixtes d'une espèce toxigène de Microcystis et d'une espèce non-toxigène d'Anabaena pourraient varier sous divers régimes d'azote, de phosphore, de température et de lumière. Les résultats démontrent une dépendance des taux de croissance, quotas en microcystine cellulaire et gène mcyE sur les nutriments et conditions de température et sur la présence de cyanobactéries compétitrices. Les changements dans le nombre de copies de mcyE furent souvent le reflet du taux de croissance de M. aeruginosa CPCC 299, ce qui implique un jumelage entre la production de mcyE et la croissance cellulaire.L'étude développa et adopta une approche qACP multiplexe pour la quantification simultanée des génotypes d'Anabaena, Microcystis, et Planktothrix produisant de la microcystine dans la Baie Missisquoi. En laboratoire, le test multiplex s'avéra très sensible et spécifique aux souches d'Anabaena, Microcystis, et Planktothrix portant le gène mcyE. Les valeurs de R2 pour la courbe d'étalonnage excédèrent 0.99, et les efficacités de réaction excédèrent 90%. L'analyse des échantillons souligna que Microcystis spp. était le principal présumé producteur de microcystine durant les périodes d'échantillonnage de 2010 et 2011. Enfin, les tests qACP développés servirent à l'étude de l'expression génique de mcyE dans Microcystis et Planktothrix, en parallèle au changement du nombre de copies de mcyE, la biomasse cyanobactérienne et les concentrations en microcystine, afin d'en dériver un indicateur fiable du risque associé à la microcystine. Les produits de transcription de mcyE furent généralement moins élevés dans les cultures mixtes (vs. monocultures), ce qui s'accorde avec la diminution du taux de croissance en cultures mixtes. Lorsque, en cultures maintenues en laboratoire, les concentrations en copies du gène mcyE, le nombre de cellules, et la teneur en chlorophylle a étaient significativement corrélés (p<0.01) avec la teneur en microcystine, le niveau de transcriptions du gène mcyE s'avéra faiblement corrélé au niveau de microcystine. Dans les échantillons, le nombre de copies de mcyE montra une forte association à la teneur en microcystine, suggérant que le nombre de copies de mcyE pourrait être un meilleur indicateur du risque de contamination en microcystine.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».