Philippe Juneau

Étude du changement de la qualité des eaux sur la physiologie des algues

À l’aide d’études physiologiques et biochimiques, nous étudions les mécanismes cellulaires de l’action combinée de plusieurs stress environnementaux, tels que la lumière (qualité et quantité) et les pesticides, sur une variété d’espèces phytoplanctoniques provenant de différents groupes (algues vertes et diatomées) et les cyanobactéries (Microcystis spp. et Anabaena spp.) responsables de la production de toxines (microcystine et anatoxine). Nous étudions donc la modification des processus photosynthétiques, essentiels à la croissance des phytoplanctons, mais très sensible aux stress environnementaux. Parallèlement aux modifications de l’activité photosynthétique, nous analysons aussi l’effet de la combinaison des stress environnementaux sur les mécanismes de photoprotection et sur l’état de fonctionnalité de voies métaboliques importantes par analyse de l’activité d’enzymes clés (nitrite et nitrate réductases, Rubis CO, glutamine synthétase, NADPH-glutamate déshydrogénase, …).

Étude de la régulation de la production de toxines par les facteurs environnementaux

Malgré les connaissances actuelles concernant l’isolation, la caractérisation et la pharmacologie des toxines produites par les cyanobactéries, peu d’information existe sur la régulation physiologique de la synthèse de ces métabolites. La production de toxines est liée et/ou régulée en partie par la synthèse des pigments photosynthétiques, l’activité photosynthétique, l’état physiologique, le stade de croissance des algues et les espèces/souches de cyanobactéries. Par conséquent, selon la nature du stress environnemental et de son impact sur la biochimie, les cellules seront plus ou moins résistantes et pourront accumuler une quantité significative de ces métabolites. Cependant les mécanismes précis ne sont pas encore élucidés. À l’aide d’études biochimiques et physiologiques, ce projet de recherche étudie les mécanismes cellulaires impliqués dans la production de toxines chez plusieurs espèces/souches de cyanobactéries appartenant aux genres Microcystis et Anabaena lorsque misent en présence de facteurs environnementaux (la qualité et la quantité de lumière, la présence de pesticides -métolachlore, atrazine, diuron, alachlore-) jouant un rôle important dans la dynamique des populations et modulant l’état physiologique des phytoplanctons.

Étude des stress environnementaux sur la dynamique des populations planctoniques et sur la santé des écosystèmes

Étant donné que certaines espèces d’algues et de cyanobactéries peuvent être favorisées en présence de stress environnementaux (espèces opportunistes), nous étudions en microcosmes et sur le terrain comment la combinaison des facteurs environnementaux influence la dynamique des populations phytoplanctoniques et la production de toxines. Ce projet comporte des études sur des sites reconnus pour la prolifération d’espèces d’algues nuisibles (par exemple les bassins des rivières Yamaska, l’Assomption et Châteauguay). L’interaction phytoplancton-zooplancton est d’une importance majeure dans la chaîne alimentaire pélagique, puisqu’elle est la première étape de transfert de l’énergie à des niveaux trophiques supérieurs. Cette interaction entre le phytoplancton et le zooplancton a reçue une attention considérable en écologie aquatique, mais l’aspect écotoxicologique est à ce jour très peu abordé. Dans le cadre de ce projet, nous analysons l’évolution des populations phytoplanctoniques et zooplanctoniques, lorsque celles-ci seront mises en présence de divers stress environnementaux de façon séquentielle. L’utilisation de microcosmes permet, en plus de modifier les proportions des différentes espèces planctoniques, de simuler les variations dans la température ainsi que dans l’intensité et la qualité de la lumière.