Etude de la génotoxicité de matrices complexes à l'aide de plantes supérieures

• Auteur / Autrice : Sylvie Cotelle
• Direction : Jean-François Férard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Toxicologie de l'environnement
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Metz

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matrices (génétique)

Toxicologie génétique

Résumé

La présente étude concerne principalement les effets génotoxiques de différentes matrices complexes sur des plantes supérieures : 2 sols artificiellement contaminés, l'un avec des métaux (SI) et l'autre avec des polluants organiques (SII), 2 sols prélevés sur sites contaminés (SIII et SIV) et 2 boues : une boue digérée de station d'épuration urbaine (B1) et la même boue compostée (B3). Nous avons sélectionné 3 plantes supérieures : tradescantia (une plante herbacée), Vicia faba (la fève) et Allium cepa (l'oignon blanc). Le génome peut être altéré de diverses façons, mais nous nous sommes intéressés aux cassures de brins d'ADN (qui peuvent être détectées par le test des micronoyaux ou par le test des comètes) et aux mutations somatiques. Parallèment à ces travaux, l'élongation racinaire et l'indice mitotique ont été déterminés sur Vicia et Allium. Tous ces critères ont été systématiquement réalisés sur les lixiviats (rapport solide/liquide = 1/10) des matrices testées. En outre, nous avons comparé 3 modes d'exposition en utilisant Vicia et Allium : un mode direct (phase solide), un mode indirect (lixiviat) et un mode intermédiaire où les olnates ont été mises en contact avec le sol mélangé à un milieu nutritif. Les résultats ont permis de mettre clairement en évidence les avantages de certains tests : la rapidité du test des comètes dont l'applicabilité aux cellules végétales a été démontrée, la plus grande sensibilité de Vicia par rapport aux autres espèces. Une bonne corrélation a été démontrée entre les deux modes d'exposition ''alternatifs'' à la lixiviation, mais ce procédé demeure le plus efficace pour détecter le potentiel génotoxique des sols contaminés. Enfin, nous avons mis en évidence une génotoxicité des sols SI et SIII et dans une moindre mesure, des sols SII et SIV. Quant à la boue de station d'épuration, elle a induit très peu d'effets génotoxiques sur les plantes étudiées. Ces effets sont d'ailleurs encore moins apparents après compostage

Complex matrices were investigated for genotoxicity in a series of experiments with higher plants : 2 spiked soils, one with metals (SI) and the other one with organics (SII), 2 contaminated soils and 2 activated sludges. Three different plant species were chosen : an herbaceous plant (Tradescantia, commonly named spiderwort), the broad bean (Vicia faba) and the small and white onion (Allium cepa). DNA strand breakages (detected with the micronucleus assay and with the comet assay) and somatic mutations were mainly studied. The genotoxicity tests with plants were carried out immersing the roots in the aqueous extract of each complex matrix (indirect procedure). Moreover, the results obtained with the Vicial/Allium assays were compared with those obtained with a direct procedure (in that case onion bulbs and broad bean seeds were directly put to germinate in each of the four soils) and an intermediate procedure (with root immersion in a mixture of soil and nutrient solution). Results showed the feasibility and the rapidity of the comet assay, the higher sensitivity of Vicia when compared to other species. A good correlation was found between the intermediate and the direct procedures, but the indirect procedure (with aqueous extract of soil) remained the most efficient way of exposure to detect the genotoxic potential of contaminated soils. Finally, the SI and SIII contaminated soils were shown to be highly genotoxic, while the SII and SIV soils appeared to be weakly genotoxic. The activated sludges were found to be very weakly genotoxic, specially when they are composted