Approches écophysiologiques, photosynthétiques et biochimique de la tolérance de l’accumulation des métaux lourds chez deux espèces intéressantes en phytoremédiation, le saule et le roseau

Abstract

La phytoremédiation est une approche prometteuse pour la réhabilitation et la restauration des sites contaminée. Cependant, un manque des connaissances de base des mécanismes de tolérance et d’accumulation des métaux lourds, aux niveaux physiologique, biochimique et moléculaire retarde son développement. L’élucidation des processus biologiques de la tolérance et de l’accumulation est une étape indispensable pour l’avancement de la compréhension de ces mécanismes. Notre contribution se situe à ce niveau de la problématique. Ainsi, en se basant sur des approches et techniques variées on a étudié la toxicité, la tolérance et l’accumulation de deux métaux lourds, le cuivre et le cadmium, chez deux espèces susceptibles d’être utilisées en phytoremédiation, le saule (Salix pururea) et le roseau (Phragmites australis). Les capacités de tolérance et d’accumulation de ces deux espèces ont été évaluées dans des dispositifs expérimentaux conduit en culture hydroponique. Le test de tolérance à court terme a montré que le saule est une espèce plus tolérante au Cd que le roseau et inversement pour le Cu. Nous avons montré que les deux espèces présentent un important pouvoir d’accumulation au niveau racinaire et une faible translocation vers les parties aériennes. Les traitements de langue durée (40 jours) on révélés une bonne aptitude d’adaptation des plates de saule en présence de faible concentration du Cd utilisée dans cette étude. Le faible taux de translocation des métaux, vers la partie aérienne, apparaît comme un mécanisme important qui limite la toxicité des métaux chez les deux espèces. Cependant, les réponses physiologiques varient suivant l’espèce, le métal et la concentration. L’emploi des techniques biophysiques, biochimiques et microscopiques nous a permis d’étudier les effets de ces métaux sur la croissance, l’assimilation des microéléments, le transport électronique photosynthétique et le métabolisme des plantes. Les résultats obtenus ont montré que le temps de traitement est un facteur important dans l’évaluation des effets et que la toxicité du Cu est plus forte que celle du Cd. La mesure des paramètres photosynthétique est affecté par la toxicité métallique, notamment pour le traitement de logue durée. D’autre part, les résultats obtenus, à l’aide des approches globales d’analyse de certains métabolites comme les protéines solubles, les sucres, les polyamines et des enzymes antioxydantes ou bien à l’aide des approches protéomique ont permis d’identifier un certain nombre de réponse possibles au niveau du métabolisme des plantes. Cependant, si certaines réponses peuvent être liées aux mécanismes de défense contre le stress métallique d’autres sont plutôt des conséquences de la toxicité.