Impact des hydrocarbures aromatiques polycycliques sur le métabolisme lipidique et le transport du phosphore chez le champignon mycorhizien à arbuscules Rhizophagus irregularis

Polycyclic aromatic hydrocarbons impact on lipid metabolism and phosphorus transport in the arbuscular mycorrhizal fungus Rhizophagus irregularis

• Auteur / Autrice : Maryline Calonne
• Direction : Anissa Lounès-Hadj Sahraoui
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ingénierie des Fonctions biologiques. Physiologie végétale
• Date : Soutenance le 04/12/2012
• Etablissement(s) : Littoral
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de chimie environnementale et interactions sur le vivant - Unité de chimie environnementale et interactions sur le vivant / UCEIV
• Jury : Président / Présidente : Anne Grandmougin-Ferjani
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marc Buée
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Daniel Wipf, Damien Cuny

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mycorhizes

Multiplication in vitro

Benzopyrène

Lipides -- Métabolisme

Phytorestauration

Endomycorhizes à vésicules et arbuscules

Composés aromatiques polycycliques

Mots clés libres

Hydrocarbures Polycycliques Aromatiques

Champignon Micorhizien Arbusculaire

Phytoremédiation

Métabolisme lipidique

Nutrition phosphatée

Benzo[a]pyrène dégradation

Culture in vitro

Ecotoxicité

Polycyclic aromatic hydrocarbons

Arbuscular mycorrhizal fungus

Phytoremediation

Lipid metabolism

Phosphate nutrition

Benzo[a]pyrene degradation

In vitro cultures

Rhizophagus irregularis

Ecotoxicity

Résumé

Les hydrocarbures aromatiques polycyliques (HAPs) figurent parmi les polluants organiques persistants majeurs des sols pollués et présentent une toxicité avérée vis-à-vis de l'homme et des écosystèmes. Parmi les méthodes de remédiation des sols pollués par les HAPs, la phytoremédiation assistée par les champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA), pourrait représenter une alternative innovante, écologique et économique. L'utilisation des mycorhizes comme outil de phytoremédiation des sols pollués présente plusieurs avantages dont une meilleure tolérance à la toxicité des HAPs, une meilleure nutrition hydrique et minérale ainsi qu'une meilleure dissipation des HAPs. De rares études ont décrit l'impact des HAPs sur le développement des CMA en lien avec une péroxydation lipidique et une perturbation des teneurs en lipides du CMA, mais ni les cibles d'action de ces polluants au niveau du métabolisme lipidique, ni le rôle de ces modifications dans sa tolérance aux HAPs et dans leur dissipation n'ont été étudiés. C'est pourquoi, le premier objectif de ce travail vise tout d'abord à comprendre l'impact des HAPs sur le métabolisme lipidique. Le radiomarquage par l'acétate [1-¹⁴C] a permis de montrer une perturbation de la biosynthèse des lipides membranaires du CMA extra-racinaire. D'autre part, nos résultats montrent que les HAPs affectent la nutrition phosphatée. Par ailleurs, la capacité des mycorhizes à dégrader et à bioaccumuler le benzo[a]pyrène est démontrée. Enfin, l'implication du métabolisme des lipides de réserve (les triacylglycérols) du mycélium extra-racinaire dans la régénération des membranes altérées, la lutte contre le stress oxydant induit par les HAPs et dans leur métabolisation/bioaccumulation est discutée.

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are among the major persistent organic pollutant frequently found in the polluted soils and are harmful for human health and its environment. To clean-up the PAHs polluted soils, phytoremediation assisted by arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) could represent an innovative, ecological and cost-effective alternative. The use of mycorrhizas, as phytoremediation tool, has several advantages including increased tolerance to the pollutant toxicity, improved water and mineral nutrition as well as a better pollutant dissipation. Few studies have described the impact of PAHs on the AMF development related with lipid peroxidation and total lipid content disturbance. However, so far neither the target action of these pollutants on the metabolism, nor the role of these lipid changes in PAH tolerance and in their dissipation have been studied. Therefore, the present work aims firstly to improve our understanding of the PAHs impact on the CMA lipid metabolism. Thanks to radiolabeling experiments with [1-¹⁴C] acetate, our results showed a disruption of the membrane lipid biosynthesis pathways in the AMF extraradical mycelium, grown in the presence of PAHs. Secondly, it was highlighted that the PAHs affectef the phosphate nutrition. Finally, the mycorrhizas abilities to degrade and to bioaccumulate the benzo[a]pyrene, were pointed out. The involvement of extraradical mycelium storage lipid (triacyglycerols) metabolism in the membrane regeneration, the fight against the PAH induced-oxidative stress and the PAH metabolism/bioaccumulation is discussed.