Arctic permafrost environments store large amounts of organic carbon. As a result of global warming, intensified permafrost degradation and release of significant quantities of the currently conserved organic matter is predicted for high latitudes. To improve our understanding of the present and future carbon dynamics in climate sensitive permafrost ecosystems, the present study investigates structure and carbon turnover of the bacterial community in a permafrost-affected soil of the Lena Delta (72822'N, 126828'E) in northeastern Siberia. 16S rRNA gene clone libraries revealed the presence of all major soil bacterial groups and of the canditate divisions OD1 and OP11. A shift within the bacterial community was observed along the soil profile indicated by the absence of Alphaproteobacteria and Betaproteobacteria and a simultaneous increase in abundance and diversity of fermenting bacteria like Firmicutes and Actinobacteria near the permafrost table. BIOLOG EcoPlates were used to describe the spectrum of utilized carbon sources of the bacterial community in different horizons under in situ temperature conditions in the presence and absence of oxygen. The results revealed distinct qualitative differences in the substrates used and the turnover rates under oxic and anoxic conditions. It can be concluded that constantly negative redox potentials as characteristic for the near permafrost table horizons of the investigated soil did effectively shape the structure of the indigenous bacterial community limiting its phylum-level diversity and carbon turnover capacity.Key words: active layer, soil organic carbon, microbial diversity, permafrost ecosystem.
Résumé :Le pergélisol situé dans les zones arctiques constitue une vaste réserve de carbone organique. Le réchauffement climatique accroît la dégradation du pergélisol, ayant pour conséquence une libération massive de matière organique prévue dans les régions de hautes latitudes. De manière à améliorer notre compréhension de la dynamique présente et future du carbone dans les écosystèmes climatiques sensibles, telles que le pergélisol, cette étude examine la structure et le turnover du carbone de la communauté bactérienne contenue dans le sol sous influence directe du pergélisol, dans le delta de la Lena (72822'N, 126828'E) au nord de la Sibérie. Le clonage du gène 16S rRNA a révélé la présence de la totalité des groupes importants de bactéries du sol, ainsi que des divisions présumées OD1 et OP11. Un changement au sein de la communauté bactérienne a été observé le long du profil de sol, indiqué par l'absence des Alphaproteobacteria et des Betaproteobacteria et l'augmentation simultanée de l'abondance et de la diversité des bactéries fermentatives, comme par exemple les Firmicutes et les Actinobacteria, à proximité du pergélisol. Des plaques BIOLOG Eco ont été utilisées sous conditions de température contrôlées et en présence ou absence d'oxygène, afin de décrire le spectre des sources de carbone utilisées par la communauté bactérienne dans les différents horizo...