Algerian Journal of Arid Environment “AJAE”
Volume 1, Numéro 1, Pages 10-18
2011-06-10

Accumulation Des Métaux Lourds Chez Le Peuplier: Localisation Tissulaire Et Expression De Quelques Transporteurs

Auteurs : Migeon Aude . Blaudez Damien . Guinet Frédéric . Chalot Michel . Botton Bernard .

Résumé

Chez les végétaux, des éléments non essentiels comme le Cd et le Pb peuvent être absorbés et constituer un danger potentiel car ils entrent dans la chaîne alimentaire. Les éléments traces comme le Zn, Fe, Cu, Co, Mn, Mo et Ni sont nécessaires aux processus biologiques, mais leur accumulation excessive peut être toxique. Dans le cadre de cette étude il a été montré que le Peuplier (Populus spp.) pouvait accumuler de relativement fortes concentrations de certains métaux (Cd, Zn et Ni) par rapport à d'autres espèces ligneuses. Différents cultivars ont été testés en culture hydroponique et il a été montré que les hybrides de Populus trichocarpa accumulaient davantage que les autres. Ces hybrides ont été implantés sur deux sites pollués et il en résulte que, combiné à la production d'une forte biomasse qui peut être utilisée pour produire de l'énergie, le caractère accumulateur du Peuplier, fait de cet arbre un bon candidat pour la phytoremédiation. Une étude de localisation tissulaire des métaux dans les feuilles et les tiges de Peupliers soumis à une polycontamination métallique a également été entreprise par Microscopie Electronique à Balayage (MEB) et Spectrométrie de Masse à Ionisation Secondaire (SIMS). Cette dernière technique a permis de montrer que le Zn était essentiellement concentré au niveau du mésophylle. Afin d'analyser quelques déterminants de la tolérance aux métaux, des mesures d'expression et de caractérisation fonctionnelle de transporteurs appartenant à la famille CDF (Cation Diffusion Facilitator) ont été réalisées dans différents tissus et dans différentes conditions physiologiques. La spécificité des gènes exprimés et leur localisation ont été étudiées, respectivement par complémentation fonctionnelle et par expression hétérologue à la suite d'une fusion GFP, chez la levure. Ces techniques ont permis de mettre en évidence un transporteur de Zn (PtMTP2) et un transporteur de Mn (PtMTP9). Accumulation of heavy metals in Poplar: Tissue localization and expression of some transporters Abstract- In plants, non-essential elements such as Cd and Pb can be absorbed and constitute a potential hazard because they enter the food chain. Trace elements such as Zn, Fe, Cu, Co, Mn, Mo and Ni are necessary biological processes, but their excessive accumulation can be toxic. In this study it was shown that the poplar (Populus spp.) Could accumulate relatively high concentrations of some metals (Cd, Zn and Ni) compared to other woody species. Different cultivars were tested in hydroponics and it was shown that hybrids of Populus trichocarpa accumulated more than others. These hybrids were implanted in two polluted sites, and it follows that, combined to produce a high biomass that can be used to produce energy, the character accumulator Poplar, makes this tree a good candidate for phytoremediation. A study of tissue localization of metals in leaves and stems of poplars subjected to polycontamination metal was also taken by scanning electron microscopy (SEM) and Mass Spectrometry Secondary Ion (SIMS). The latter technique showed that Zn was mostly concentrated in the mesophyll. To analyze some determinants of metal tolerance, measures of expression and functional characterization of transporters belonging to the CDF family (Cation Diffusion Facilitator) were conducted in different tissues and under different physiological conditions. The specificity of genes expressed and their localization were studied respectively by functional complementation and heterologous expression following GFP fusion in yeast. These techniques allowed to identify a carrier of Zn (PtMTP2) and a transporter of Mn (PtMTP9). Keywords: Cation diffusion facilitator, heavy metals, phytoremediation, Populus spp., transporters

Mots clés

Cation diffusion facilitator, métaux lourds, phytoremédiation, Populus spp., transporteurs