Intérêt de l'utilisation de quelques enzymes du stress oxydant chez les végétaux : relations avec les tests de phytotoxicité et phytogénotoxicité

Utilization of oxidative stress enzymes : relations with phytotoxicity and plant genotoxicity

• Auteur / Autrice : Claudemir Marcos Radetski
• Direction : Jean-François Férard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Toxicologie de l'environnement
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Metz

Mots clés

Mots clés contrôlés

Enzymes végétales

Toxicologie génétique

Marqueurs biologiques

Résumé

Les résultats des tests de phytotoxicité et de phytogénotoxicité sur les plantes supérieures sont présentés en deux parties. La première partie comprend les résultats des tests de phytotoxicité réalisés sur trois espèces de plantes, avoine (avena sativa l. ), chou chinois (brassica campestris var. Chinensis) et laitue (lactuca sativa l. ) Lors d'expositions à différentes concentrations de tca (trichloroacétate de sodium), de cadmium et de miom (machefer d'incinération des ordures ménagères lixiviat et matrice solide). Ces tests de phytotoxicité ont été réalisés selon la norme ocde 208 (1984) et plusieurs critères d'effets ont été mesurés, parmi eux: les activités des enzymes du stress oxydant (superoxyde dismutase, catalase, peroxydase, glutathion réductase), le taux de germination des semences et l'inhibition de la croissance des plantes. Pour tous les tests réalisés, l'ordre de sensibilité apparu a été: activités enzymatiques - inhibition de la biomasse - taux de germination. Les trois produits ont provoqué une augmentation des quatre enzymes du stress oxydant testé. D'une façon générale, la glutathion réductase et la peroxydase ont été plus facilement induites. Le gain de sensibilité entre les activités enzymatiques et l'inhibition de la biomasse est variable selon les produits testés: 33 fois pour le cadmium, 63 fois pour le tca et au moins 30 fois pour le miom. La deuxième partie de ce travail correspond à l'étude de la génotoxicité d'un lixiviat de miom. La formation de micronoyaux dans les racines de vicia faba a été observée, conjointement avec l'augmentation des activités des enzymes du stress oxydant (dans les racines et dans les feuilles) de vicia faba. Là également les activités enzymatiques sont plus sensibles que la formation de micronoyaux et permettent de formuler l'hypothèse d'une relation de cause-effet. Ce travail montre que les enzymes impliquées dans le métabolisme des espèces réactives de l'oxygène jouent un rôle important dans la protection des plantes contre les effets toxiques des polluants chimiques. Elles peuvent constituer un critère précoce d'exposition

In this work, phytotoxicity and genotoxicity in higher plants were studied in two parts. Part one comprise phytotoxicity of three terrestrial plants, oat (avena sativa L. ), chinese cabbage (brassica campestris var. Chinensis) and lettuce (lactuca stiva L. ) exposed to differents concentrations of herbicide TCA (sodium trichloroacetate), cadmium and a municipal waste incinerator residue (MWIR) in a growth test according to OECD guideline 208 (1984). Several endpoints were studied : activities of antioxidative stress enzymes (superoxide dismutase, catalase, peroxidase, glutathion reductase), germination rate and biomass inhibition. For all toxicants, rank sensitivity was : enzyme activities - biomass inhibition - germination rate. All toxicants increased all enzyme activities. Generally, glutathion reductase and peroxydase showed The greatest sensitivity. Increase in sensitivity between enzyme activities and biomass inhibition ratios were 33 fold for Cd, 60 fold for TCA and 30 fold for MWIR. Part two comprise genotxicity test using Vicia faba micronucleus formation in roots exposed to MWIR leachate. In the same protocol test, measurements of antioxidative enzyme activities in roots and leaves of Vicia faba were perfomed. Enzyme activities were more sensitive than micronucleus formation. In conclusion, antioxidative stress enzymes involved in the metabolism of active oxygen species in response to weakly toxic concentrations seems to play an important role in the protection of higher plants from damaging effects produced by chemical pollutants. Moreover, integration of several end-points performed in the same protocol is possible. Enzyme activities can be an early indicator of exposition