Modelling the dynamics of carbon–nitrogen metabolism in the unicellular diazotrophic cyanobacterium Crocosphaera watsonii WH8501, under variable light regimes

Autor: Anthony Dron, Ghjuvan Micaelu Grimaud, Antoine Sciandra, Olivier Bernard, Sophie Rabouille
Přispěvatelé: Biological control of artificial ecosystems (BIOCORE), Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV), Observatoire océanologique de Villefranche-sur-mer (OOVM), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire océanologique de Villefranche-sur-mer (OOVM), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-12-BIME-0004,Facteur 4,AMELIORATION NON OGM DES PERFORMANCES DE MICROALGUES(2012), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire océanologique de Villefranche-sur-mer (OOVM), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire océanologique de Villefranche-sur-mer (OOVM), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2014
Předmět:
Zdroj: Ecological Modelling
Ecological Modelling, 2014, 291, pp.121--133. ⟨10.1016/j.ecolmodel.2014.07.016⟩
Ecological Modelling, Elsevier, 2014, 291, pp.121--133. ⟨10.1016/j.ecolmodel.2014.07.016⟩
ISSN: 0304-3800
Popis: International audience; A dynamical model is proposed that describes the daily dynamics of diazotrophy in a unicellular cyanobacterium, Crocosphaera watsonii WH8501, in regard to light limitation and obligate diazotrophy. In this model, intracellular carbon and nitrogen are both divided into a functional pool and a storage pool. An internal pool that explicitly describes the nitrogenase enzyme is also added. The various intracellular carbon and nitrogen flows between these pools lead to a complex dynamics driven by the light regime. The model is successfully validated with continuous cultures experiments of C. watsonii under three light regimes, indicating that the proposed mechanisms accurately reproduce the growth dynamics of this organism under various light environments. Then, a series of model simulations is run for a range of light regimes with different photoperiods and daily light doses. Results reveal how nitrogen and carbon are coupled, through the diel cycle, along with nitrogenase dynamics whose activity is constrained by the light regime. In an ecological perspective, we picture the effect of such irradiance condition on growth and on the carbon to nitrogen stoichiometry on cells. This model could prove useful to understand the latitudinal distribution of this cyanobacterium in the global ocean.
Databáze: OpenAIRE
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