Effects of Lagarosiphon major extracts on the metabolome and photosynthesis of Microcystis aeruginosa

Abstract

Over the last decades, Aquitaine lakes have been exposed to growing biomasses of invasive macrophytes, in particular Lagarosiphon major, and to frequent blooms of the cyanobacteria Microcystis aeruginosa. Our aim was to explore the potential role of L. major in the regulation of such blooms, through allelopathic interactions. Experiments consisted of exponential growth phase cells incubated for 96 h in L. major extracts at increasing concentrations. Our approach was based on untargeted metabolomics and photosynthetic activity measurements.We demonstrated the anticyanobacterial properties of L. major extracts. In particular, we reported that L. major extracts inhibited M. aeruginosa photosynthesis, and affected the production of various metabolite classes and pathways mainly involved in the secondary metabolism of the cyanobacteria.We further provided clear evidence about the existence of metabolite classes in L. major that may be involved in allelopathic interactions with M. aeruginosa, such as caffeic acid. Supplementary Materials: Supplementary materials for this article are supplied as separate files: crchim-250-suppl.pdf Table-S6.xlsx Table-S7.xlsx Table-S8.xlsx Au cours des dernières décennies, les lacs aquitains ont été exposés à un développement croissant de macrophytes invasives, en particulier Lagarosiphon major, et à de fréquentes proliférations de cyanobactéries (Microcystis aeruginosa). Notre objectif dans cette étude est d’explorer le rôle potentiel de L. major dans la régulation de ces proliférations, via la synthèse de composés bioactifs. Les expériences ont consisté à incuber pendant 96 h des cultures de cyanobactéries en phase de croissance exponentielle avec des extraits de L. major à différentes concentrations. Notre approche se base sur la combinaison de métabolomique non ciblée et de mesures d’activité photosynthétique.Nos résultats mettent en évidence les propriétés anti-cyanobactéries des extraits de L. major. En particulier, nous démontrons que les extraits de L. major inhibent la photosynthèse de M. aeruginosa et affectent la production de diverses classes de metabolites, ainsi que certains pathways impliqués dans le métabolisme secondaire des cyanobactéries.Enfin, nous apportons la preuve de de l’existence chez L. major de classes de métabolites qui pourraient être impliqués dans des interactionsde type allélopathique avec M. aeruginosa. Compléments : Des compléments sont fournis pour cet article dans les fichiers suivants : crchim-250-suppl.pdf Table-S6.xlsx Table-S7.xlsx Table-S8.xlsx