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Toxicologie nucléaire environnementale et humaine
2.
Mécanismes de transport et de répartition
dans la plante
Une fois rentrés dans la plante par voie racinaire, certains contaminants seront
immobilisés dans l’apoplasme par rétention au niveau des parois pectocellulosiques des racines. D’autres pourront traverser la membrane plasmique et soit,
être séquestrés à l’intérieur des cellules racinaires du cortex soit, suivre la voie
symplasmique jusqu’au xylème (cf. figure 1) et atteindre les parties aériennes
de la plante par le flux transpiratoire. La répartition des métaux dans la plante
va dépendre à la fois du métal et de l’espèce végétale considérée. Mais dans de
nombreuses espèces végétales, les contaminants ont tendance à s’accumuler dans
les racines. Par exemple, chez Arabidopsis thaliana, la concentration du cadmium
au niveau des racines est dix fois plus élevée qu’au niveau des feuilles (Herbette
et al., 2006). L’uranium présente également une très forte affinité pour les racines
(Eapen et al., 2003 ; Laroche et al., 2005). En revanche, certaines espèces (tabac,
laitue, plantes hyperaccumulatrices...) ont des capacités de translocation des
éléments des racines aux parties aériennes significatives. Par exemple, Brassica
juncea, B. chinensis, B. narinosa et l’amarante ont montré des capacités de translocations importantes de PU qui peuvent être multipliées d’un facteur 1000 par
application d’acide citrique sur le sol contaminé (Huang et al., 1998). Par ailleurs,
des expériences de greffe réalisées sur différentes espèces de tabac (Nicotiana
rustica et N. tabacum) ont montré que les mécanismes responsables de la partition
des contaminants dans la plante sont présents au niveau des racines. La translocation des éléments vers les parties aériennes dépend étroitement de la capacité
de la racine à les retenir. Plusieurs facteurs peuvent rentrer en ligne de compte :
la capacité de séquestration de la cellule racinaire, l’accessibilité et la capacité de
remobilisation du contaminant séquestré, la capacité de l’élément à suivre la voie
symplasmique et de traverser l’endoderme et enfin la capacité de chargement du
xylème (Clemens, 2006).
transporteurs ABC
2.1.
Trafic intracellulaire, compartimentation intracellulaire,
et mécanisme de détoxication
Afin de neutraliser l’effet toxique des contaminants qui pénètrent dans la S
racine, la cellule végétale est capable de synthétiser un certain nombre de ,
composés qui vont permettre de complexer ces toxiques. Ceci peut se faire par $
chélation avec des petits peptides (e.g. glutathion (GSH); phytochélatines (PC)); j
des acides organiques (citrate, malate, oxalate...), des acides aminés (e.g. histi- É
dine), des ions inorganiques (phosphates...). L’immobilisation peut également ?
se faire sous forme de précipités avec le phosphate par exemple dans le cas de |
1 U. Des complexes chélatants-MR peuvent être formés dans le cytosol (cas des |
complexes formés avec le GSH ou les phytochélatines), puis transférés dans la ■;
vacuole, compartiment intracellulaire de stockage et de détoxication chez la *
plante. Les transporteurs membranaires de la famille des protéines ABC sont de j
bons candidats à ce type de transport vers la vacuole (Martinoia et al., 2002). Le «
Toxicologie nucléaire environnementale et humaine
2.
Mécanismes de transport et de répartition
dans la plante
Une fois rentrés dans la plante par voie racinaire, certains contaminants seront
immobilisés dans l’apoplasme par rétention au niveau des parois pectocellulosiques des racines. D’autres pourront traverser la membrane plasmique et soit,
être séquestrés à l’intérieur des cellules racinaires du cortex soit, suivre la voie
symplasmique jusqu’au xylème (cf. figure 1) et atteindre les parties aériennes
de la plante par le flux transpiratoire. La répartition des métaux dans la plante
va dépendre à la fois du métal et de l’espèce végétale considérée. Mais dans de
nombreuses espèces végétales, les contaminants ont tendance à s’accumuler dans
les racines. Par exemple, chez Arabidopsis thaliana, la concentration du cadmium
au niveau des racines est dix fois plus élevée qu’au niveau des feuilles (Herbette
et al., 2006). L’uranium présente également une très forte affinité pour les racines
(Eapen et al., 2003 ; Laroche et al., 2005). En revanche, certaines espèces (tabac,
laitue, plantes hyperaccumulatrices...) ont des capacités de translocation des
éléments des racines aux parties aériennes significatives. Par exemple, Brassica
juncea, B. chinensis, B. narinosa et l’amarante ont montré des capacités de translocations importantes de PU qui peuvent être multipliées d’un facteur 1000 par
application d’acide citrique sur le sol contaminé (Huang et al., 1998). Par ailleurs,
des expériences de greffe réalisées sur différentes espèces de tabac (Nicotiana
rustica et N. tabacum) ont montré que les mécanismes responsables de la partition
des contaminants dans la plante sont présents au niveau des racines. La translocation des éléments vers les parties aériennes dépend étroitement de la capacité
de la racine à les retenir. Plusieurs facteurs peuvent rentrer en ligne de compte :
la capacité de séquestration de la cellule racinaire, l’accessibilité et la capacité de
remobilisation du contaminant séquestré, la capacité de l’élément à suivre la voie
symplasmique et de traverser l’endoderme et enfin la capacité de chargement du
xylème (Clemens, 2006).
transporteurs ABC
2.1.
Trafic intracellulaire, compartimentation intracellulaire,
et mécanisme de détoxication
Afin de neutraliser l’effet toxique des contaminants qui pénètrent dans la S
racine, la cellule végétale est capable de synthétiser un certain nombre de ,
composés qui vont permettre de complexer ces toxiques. Ceci peut se faire par $
chélation avec des petits peptides (e.g. glutathion (GSH); phytochélatines (PC)); j
des acides organiques (citrate, malate, oxalate...), des acides aminés (e.g. histi- É
dine), des ions inorganiques (phosphates...). L’immobilisation peut également ?
se faire sous forme de précipités avec le phosphate par exemple dans le cas de |
1 U. Des complexes chélatants-MR peuvent être formés dans le cytosol (cas des |
complexes formés avec le GSH ou les phytochélatines), puis transférés dans la ■;
vacuole, compartiment intracellulaire de stockage et de détoxication chez la *
plante. Les transporteurs membranaires de la famille des protéines ABC sont de j
bons candidats à ce type de transport vers la vacuole (Martinoia et al., 2002). Le «