Characterisation of the headspace biogenic volatile organic compounds (Bvocs) from the seaweed fucus serratus and investigation of their ecological effect on marine fouling bacteria and epibacteria

Abstract

Les composés organiques volatiles (COVs) émis par les macroalgues marines joueraient un rôle dans la communication chimique et affecteraient les interactions biotiques de manière similaire aux COVs émis par les plantes terrestres. Par exemple, ces composés se sont révélés avoir des propriétés antimicrobiennes et seraient ainsi impliqués en tant que composés « antifouling » dans le mécanisme utilisé par l’algue pour garder ses surfaces propres. En plus de réduire la densité cellulaire globale, les COVs altéreraient la composition de la communauté bactérienne en sélectionnant les bactéries bénéfiques et en repoussant les pathogènes. Cependant, les rôles écologiques de ces COVs dans les interactions marines benthiques restent largement peu étudiés. C’est pourquoi, dans cette étude, les COVs émis par l’algue brune Fucus serratus L. ont été investigués pour leur potentiel rôle dans les mécanismes d’épibiose. Des essais comportementaux ont été réalisés afin de tester l’effet volatils de F. serratus sur la formation de biofilm de 20 souches bactériennes marines (17 provenant de pierres présentes dans l’environnement de F. serratus et 3 ayant été isolées de la surface de F. serratus). Au total, 6 souches (toutes provenant de pierres) ont montré une réponse aux volatils, par soit une formation de biofilm augmentée, soit une formation de biofilm réduite. Les techniques de microextraction en phase solide et d’extraction dynamique d’espace de tête ont été utilisées pour collecter les COVs de F. serratus et la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse a été utilisée pour caractériser le mélange de COVs présents dans l’espace de tête de l’algue. Le bromoforme a été identifié comme le composant majoritaire du mélange en représentant 69,1 % avec une concentration de 0.82 ng/g F. serratus fraîches. Le bromoforme a ensuite été testé à concentration naturelle sur la formation de biofilm des 6 souches qui ont précédemment répondu aux COVs de l’algue. Dans certains cas, le bromoforme a induit une réponse telle que l’augmentation ou la réduction de la formation de biofilm, et un effet-dose a pu être mis en évidence. Cependant, comme l’effet du bromoforme varie hautement en fonction de la méthode de diffusion et la phase du bromoforme, aucune fonction écologique précise n’a pu être identifiée pour ce composé chez F. serratus. Par conséquent, le bromoforme semble être écologiquement pertinent en tant qu’agent « antifouling » en jouant un rôle dans la formation de biofilm des bactéries à la surface de l’algue F. serratus.