mlle ayadi amal enis: lbvaac cea (cadarache, france): lbdp groupe chimique tunisien etude de...
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Mlle AYADI Amal
ENIS: LBVAACCEA (Cadarache, France): LBDP
Groupe Chimique Tunisien
Etude de l’interaction entre le transport du phosphate et la tolérance aux métaux
lourds chez les plantes
A l’heure actuelle, les industries de production d’engrais, d’aliments pour bétails et de pesticides transforment environ 95% du phosphate naturel
Le phosphate est une ressource naturelle non renouvelable d’origine minière extraite principalement des gisements sédimentaires
l'industrie tunisienne des phosphates occupe la 5ème place parmi les plus grands opérateurs internationaux dans cette activité
Le phosphate
En Tunisie
Phosphogypse: - Déchet industriel stocké en terril à côté des usines de fabrication du GCT (Sfax, Gabes, Mdhilla, Skhira)- Production estimée à 10 millions de tonnes/an
La production d’une tonne d’engrais et d’acide phosphorique conduit à la production de 5 tonnes de PG
-Son pH est très acide (pH2) - Fine granulométrie mobilité et de transfert des impuretés par le vent, la pluie…)- Contient différents types de métaux lourds (cadmium) toxiques risque pour santé animaux, plantes et homme
Teneurs en certains métaux lourds du PG tunisien (Sfar Felfoul, 2004)
ElémentTeneurminimale (mg/kg)
Teneur maximale (mg/kg)
Cadmium (Cd) 3,11 22,9
Mercure (Hg) (µg/kg) 24 29
Chrome (Cr) 14,4 22,4
Plomb (Pb) 1,76 2,01
Zinc (Zn) 20,7 182
En Tunisie
Ces dernières années, les problèmes de stockage et de valorisation du
phosphogypse en Tunisie sont devenus parmi les préoccupations majeures du GCT
et du Ministère de l’Environnement
En industrieEn industrie : l’industrie de plâtre, de fabrication du ciment Portland, la construction routière et l’industrie des briques
En agriculture : utilisé comme engrais ou comme amendements pour des sols salins impropres à la culture et y restaurer ainsi les caractéristiques physiques et chimiques convenables (Sfar Felfoul et al., 2002).
En Tunisie
Seulement 15% du phosphogypse produit dans le monde
Valorisation du phosphogypse
Alternative biologique; utiliser les plantes
Couvert végétale: Pour réduire la pollution et stabiliser le phosphogypse
Phytoremédiation: Utiliser les plantes hyper-accumulatrices ayant la capacité à tolérer et extraire des quantités importantes de métaux lourds des sols et des eaux souillées
En Tunisie
Phytoremédiation:
•Concept utilisé par l’Homme il y a 3000 ans pour épurer l’eau
•Intérêt renouvelé dans les années 1970 pour le traitement des pesticides et des métaux
Il existe 4 domaines de phytoremédiation:
La Phytoremédiation
Application: Phytoremédiation des sols: Des polluants organiques (TNT, PCB…) Des polluants métalliques (ZN, Cd...) Des polluants radionucléides (137Cs, 90Sr, U)
Application: Phytoremédiation des sols: Des polluants organiques (TNT, PCB…) Des polluants métalliques (ZN, Cd...) Des polluants radionucléides (137Cs, 90Sr, U)
Avantages:• Faible coût• Respect du site• Concentration des polluants avant traitement
Avantages:• Faible coût• Respect du site• Concentration des polluants avant traitement
La Phytoremédiation
Propriétés Des Plantes métallophytes utilisées dans la phytoremédiation
Hg
PbCd
Réseau racinaire
développé+
Capacité de chélation et de séquestration
Aptitude à transférer les
métaux dans la partie aérienne
Cd
La Phytoremédiation
Spécificités des gènes:
Améliorer le développement racinaire
Optimiser la séquestration et la compartimentation des molécules chélatrices
Favoriser un transfert plus efficace des polluants du sol vers les racines puis vers la partie aérienne (Transporteurs membranaires spécifiques)
Approches génétiques
Objectif : Améliorer les capacités d’accumulation, de transfert et
de résistance des plantes aux polluants(Métaux lourds, radionucléides…) …)
Procédé
Caractéristiques :
• Herbe de petite taille et robuste
•Appartenant à la famille des Brassicacées
• Cycle biologique court (deux mois)
• Production de plus de 10000 graines par plantes
• 5 chromosomes (26000 gènes)
• Génome entièrement décrypté depuis 2001
Choix du sujet d’expérimentation
En utilisant une plante modèle Arabidopsis thaliana:
Au laboratoire LBDP (CEA de Cadarache)
Le Pi a un impact majeur de la biodisponibilité de ces éléments
polluants dans le sol
Au laboratoire LBDP (CEA de Cadarache)
Relation Pi et métaux
La carence en Pi dans le sol
les métaux sont plus facilement accumulés dans la plante
les métaux chélatés au Pi interne de la plante s’accumulent dans la vacuole
Quel est l’impact de l’import du phosphate et sa compartimentation dans les plantes sur l’absorption des métaux ?
A.thaliana
Au laboratoire LBDP (CEA de Cadarache)
Projet de collaboration Franco (CEA)-Tunisienne (ENIS)
•Caractériser l’impact du phosphogypse sur le développement des plantes pour mieux identifier ses effets négatifs potentiels (toxicité, contamination de la flore…).
• Etudier l’interaction entre la capacité d’absorption ou de stockage du phosphate par la plante et la modulation des effets toxiques potentiels du phosphogypse
•Chercher des solutions pour éliminer ces éléments polluants.
Mise en évidence de quelques mutants qui présentent des
altérations
dans les gènes de transport du
phosphate dans la plante
des gènes impliqués dans l’accumulation du Pi dans la plante
Au laboratoire LBDP (CEA de Cadarache)
tester l’effet de la modification du niveau de phosphate interne sur l’absorption d’éléments
minéraux toxiques tels que certains métaux (As, Cd, Hg, Pb..)
Accumulation des métaux lourds
B19.8
pho2
Les lignées ont été cultivées dans un milieu contaminé par des métaux lourds pendant 2 mois.
WS
Col
Lignées sauvages
Lignées mutantes
Au laboratoire LBDP (CEA de Cadarache)
La modification de la quantité de phosphate à l’intérieur de la plante
pourrait altérer l’accumulation des métaux lourds.
Le mutant pho2 montre la meilleur capacité d’accumulation de métaux
Résultats et discussion
Au laboratoire LBDP (CEA de Cadarache)
Résultats et discussion
pho2 à 30µM AS B19.8 à 30µM AS
La lignée B19.8 présente une résistance à l’AS et une meilleur
croissance qui est maintenue.
Culture d’A.thaliana in vitro en présence d’Arsenate
Au laboratoire LBDP (CEA de Cadarache)
Résultats et discussion
Conclusion:
Tous ces résultats laissent à penser que la manipulation de la teneur en Pi des plantes peut avoir un impact sur
l’accumulation de métaux et offrir des pistes pour produire
des lignées hypo ou hyper-accumulatrices.
Conclusion:
Tous ces résultats laissent à penser que la manipulation de la teneur en Pi des plantes peut avoir un impact sur
l’accumulation de métaux et offrir des pistes pour produire
des lignées hypo ou hyper-accumulatrices.
En Tunisie
L’impact du phosphogypse (PG) sur la croissance et le développement d’A.thaliana.
Vérifier la capacité des lignées présentant un bon taux de croissance et des teneurs de phosphates très basse, à accumuler et à tolérer des métaux lourds après culture sur milieu mélangé avec du (PG).
Etudier la possibilité d’utiliser des terrains de PG pour le développement de plantes ornementales, fourragères…
Perspectives
Merci.Merci.