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Fait marquant

Transfert et distribution de l'uranium dans les plantes


Nous étudions l'impact des métaux lourds sur la physiologie et le métabolisme de la plante. Ils ont mis en évidence trois scénarios possibles d’accumulation et de mobilisation de l’uranium dans des plantes d’intérêt agronomique cultivées hors sol. Ainsi, le colza représente-t-il une espèce prometteuse pour les stratégies de phytoremédiation par phytoextraction, puisque capable d'accumuler et de transférer vers ses parties aériennes la plus grande quantité d’uranium.​

Publié le 12 décembre 2012
Quel est l'impact des métaux lourds tels que le cadmium et l'uranium sur la physiologie et le métabolisme de la plante ? Comment mettre en évidence les mécanismes d'adaptation mis en place par la plante pour contrer le stress provoqué par ces éléments, deux contaminants des engrais phosphatés qui s'accumulent dans les terres agricoles.

Le travail présenté par l'équipe Metals de notre laboratoire, réalisé en étroite collaboration avec le groupe de Marie Carrière du CEA Grenoble, consiste à évaluer l’influence de la spéciation de l’uranium sur sa bio-disponibilité, son transfert et sa distribution dans les différents compartiments de la plante dans lesquels il se localise.
Dans cette étude plusieurs plantes d’intérêt agronomique cultivées en condition hydroponique ont été exposées à de l’uranium. En fonction des espèces complexées présentes en solution, trois scénarios possibles se dessinent (Figure) :

Exposée à l'uranium sous une forme d’uranyle libre ou d’un complexe faible comme le sulfate d’uranyle, la plante accumule majoritairement l’uranium dans ses racines, le transfert vers les parties aériennes est peu efficace. Dans les racines, l’uranium est surtout localisé dans les couches cellulaires les plus périphériques, son transfert radial étant limité.

Lorsque le milieu de culture contient du phosphate, l’accumulation de l’uranium dans les racines est modérée et il est principalement localisé dans l’épiderme des racines. Il n’y a pas de translocation vers les parties foliaires.

En revanche, l’exposition à un complexe fort de l’uranyle (carbonate ou citrate d’uranyle) réduit l’accumulation dans les racines de l’élément, au profit d’un transfert plus efficace vers les parties aériennes.

Trois scénario décrivant le comportement de l’uranium (o) dans des plantules exposées en condition hydroponique (hors sol).

L’accumulation et la mobilisation de l’uranium dans les végétaux dépendent également de l’espèce végétale, et dans ce cadre le colza semble une espèce prometteuse pour les stratégies de phytoremédiation par phytoextraction, puisque cette espèce est celle qui accumule et transfère vers ses parties aériennes la plus grande quantité d’uranium.
Ces travaux ont bénéficié du soutien financier du Programme Transversal de Toxicologie du CEA (projet Plantox_Ura).

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