Transfert aux plantes et biodistribution
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d’éléments divalents essentiels comme Zn2+, Fe2+... (Tyler, 2004). Le transport
de nombreux métaux toxiques est lié à des mécanismes de compétition avec les
métaux essentiels au niveau de différentes familles de transporteurs (NRAMP,
P-ATPases, ZIP, CAX, canaux ioniques...) (cf. chapitre 4). En effet, une forte activité de transport est peu conciliable, au niveau moléculaire, avec une forte spécificité. Ainsi, certains transporteurs de métaux sont donc peu sélectifs et prennent
en charge des métaux toxiques et/ou non essentiels comme le Cd. Par exemple,
les transporteurs de fer et notamment IRT1 (Eide et al., 1996), surexprimé en cas
de carence au niveau du plasmalemme de l’épiderme des racines, sont peu spécifiques et prennent également en charge d’autres métaux tels que Zn, Mn ou Cd. Il
est par exemple connu qu’une carence en fer a pour conséquence une accumulation dans la plante d’éléments toxiques tels que le cadmium (Cohen et al., 1998).
Les voies d’entrée des contaminants dans la plante peuvent donc être identifiées par des études de compétition avec des éléments nutritifs. Par exemple
un excès de potassium dans le sol a un effet compétiteur sur l’entrée de césium
dans la plante par dilution du pool de Cs dans celui de K et parce que les canaux
potassiques sont peu perméants au Cs contrairement aux transporteurs potassiques à haute affinité surexprimés lors d’une carence (White et Broadley, 2000).
Le phénomène de dilution s’applique aux isotopes radioactifs du Cs, Sr, Co, Se...
dans le pool de leurs isotopes stables dans le sol.
Lavoisier
- La
p h o to c o p ie non
a u to ris é e
e s t un
d é lit
Les éléments d’intérêt présents sous forme d’anions empruntent également les
voies d’absorption de nutriments majeurs. Ainsi l’oxyanion séléniate (SeOq-) est
un analogue chimique et comportemental du sulfate (SO42-) (El Kassis et al.,
2007). L’absorption de l’ion pertechnétate (TcO4) montre des propriétés multiphasiques et saturables, énergie-dépendantes, caractéristiques des voies d’absorption
des nutriments (Bennett et Willey, 2003) et notamment des transporteurs d’anions
(SO2-, H?PO4, NO£) (Echevarria et al., 1998). Une analyse exhaustive des plantes
mutées au niveau de ces différents transporteurs devrait permettre d’identifier les
voies d’absorption impliquées (El Kassis et al., 2007). Du fait de ces analogies,
les connaissances acquises sur les nutriments peuvent être utilisées pour évaluer
le comportement d’éléments peu étudiés comme le Te. L’absorption de complexes
organiques (acides organiques...) de métaux est une des autres voies possibles et
probables d’entrée d’éléments non essentiels et toxiques dans la plante, comme
suggéré par l’augmentation de phyto-extraction (e.g. Cd, U) constatée après
apport de ces produits dans des sols contaminés (Lebeau et al., 2008).
Pour une quantité d’élément accessible aux racines, l’absorption et donc le
FTrac peut varier de plusieurs ordres de grandeurs en fonction de la plante. Un
facteur quatre est par exemple observé entre deux graminées utilisées en pâturage, Dactylis glomerata et Poa pratensis (Vidal et al., 2001) et la concentration
en Se d’une plante hyperaccumulatrice peut être plus de 104 plus élevée que celle
d’une plante accumulatrice (Terry et al., 2000). Cette caractéristique dépend de
la physiologie (stratégie d’accumulation, capacités de détoxication) plus que de la
capacité à accéder à des pools du sol non disponibles pour d’autres plantes. Différents comportements sont identifiés : une plante peut avoir une stratégie d’exclusion se caractérisant par une faible absorption d’un ou plusieurs MR jusqu’à l’ap
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d’éléments divalents essentiels comme Zn2+, Fe2+... (Tyler, 2004). Le transport
de nombreux métaux toxiques est lié à des mécanismes de compétition avec les
métaux essentiels au niveau de différentes familles de transporteurs (NRAMP,
P-ATPases, ZIP, CAX, canaux ioniques...) (cf. chapitre 4). En effet, une forte activité de transport est peu conciliable, au niveau moléculaire, avec une forte spécificité. Ainsi, certains transporteurs de métaux sont donc peu sélectifs et prennent
en charge des métaux toxiques et/ou non essentiels comme le Cd. Par exemple,
les transporteurs de fer et notamment IRT1 (Eide et al., 1996), surexprimé en cas
de carence au niveau du plasmalemme de l’épiderme des racines, sont peu spécifiques et prennent également en charge d’autres métaux tels que Zn, Mn ou Cd. Il
est par exemple connu qu’une carence en fer a pour conséquence une accumulation dans la plante d’éléments toxiques tels que le cadmium (Cohen et al., 1998).
Les voies d’entrée des contaminants dans la plante peuvent donc être identifiées par des études de compétition avec des éléments nutritifs. Par exemple
un excès de potassium dans le sol a un effet compétiteur sur l’entrée de césium
dans la plante par dilution du pool de Cs dans celui de K et parce que les canaux
potassiques sont peu perméants au Cs contrairement aux transporteurs potassiques à haute affinité surexprimés lors d’une carence (White et Broadley, 2000).
Le phénomène de dilution s’applique aux isotopes radioactifs du Cs, Sr, Co, Se...
dans le pool de leurs isotopes stables dans le sol.
Lavoisier
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Les éléments d’intérêt présents sous forme d’anions empruntent également les
voies d’absorption de nutriments majeurs. Ainsi l’oxyanion séléniate (SeOq-) est
un analogue chimique et comportemental du sulfate (SO42-) (El Kassis et al.,
2007). L’absorption de l’ion pertechnétate (TcO4) montre des propriétés multiphasiques et saturables, énergie-dépendantes, caractéristiques des voies d’absorption
des nutriments (Bennett et Willey, 2003) et notamment des transporteurs d’anions
(SO2-, H?PO4, NO£) (Echevarria et al., 1998). Une analyse exhaustive des plantes
mutées au niveau de ces différents transporteurs devrait permettre d’identifier les
voies d’absorption impliquées (El Kassis et al., 2007). Du fait de ces analogies,
les connaissances acquises sur les nutriments peuvent être utilisées pour évaluer
le comportement d’éléments peu étudiés comme le Te. L’absorption de complexes
organiques (acides organiques...) de métaux est une des autres voies possibles et
probables d’entrée d’éléments non essentiels et toxiques dans la plante, comme
suggéré par l’augmentation de phyto-extraction (e.g. Cd, U) constatée après
apport de ces produits dans des sols contaminés (Lebeau et al., 2008).
Pour une quantité d’élément accessible aux racines, l’absorption et donc le
FTrac peut varier de plusieurs ordres de grandeurs en fonction de la plante. Un
facteur quatre est par exemple observé entre deux graminées utilisées en pâturage, Dactylis glomerata et Poa pratensis (Vidal et al., 2001) et la concentration
en Se d’une plante hyperaccumulatrice peut être plus de 104 plus élevée que celle
d’une plante accumulatrice (Terry et al., 2000). Cette caractéristique dépend de
la physiologie (stratégie d’accumulation, capacités de détoxication) plus que de la
capacité à accéder à des pools du sol non disponibles pour d’autres plantes. Différents comportements sont identifiés : une plante peut avoir une stratégie d’exclusion se caractérisant par une faible absorption d’un ou plusieurs MR jusqu’à l’ap