Effets génotoxiques et systèmes de détoxication chez Vicia Faba (Fabaceae) dans le cadre de l'évaluation des sols pollués

Soil quality assessment : genotoxic effects and detoxication pathways in Vicia faba (Fabaceae)

• Auteur / Autrice : Anne-Sophie Foltête
• Direction : Jean-François Férard, Sylvie Cotelle
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecotoxicologie, Biodiversité, Ecosystèmes
• Date : Soutenance le 05/11/2010
• Etablissement(s) : Metz
• Ecole(s) doctorale(s) : RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LIEBE - Laboratoire Interactions Ecotoxicologie Biodiversité Ecosytèmes - UMR 7146
• Jury : Président / Présidente : Agnès Maritchù Guiresse
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie Carrière, Cécile Grand, Claudemir Radetski

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sites contaminés

Écotoxicologie

Toxicologie génétique

Racines (botanique)

Vesces

Mots clés libres

Ecotoxicité

Phytochélatines

Comète

Micronoyau

Résumé

Dans le cadre de la bioévaluation de matrices polluées, les objectifs de cette thèse ont d’abord été de mettre au point deux tests de génotoxicité sur les racines secondaires de la fève Vicia faba. D’abord, le test des micronoyaux, dont les résultats prometteurs ont permis l’initiation d’un processus de normalisation internationale par l’ISO. Ensuite, l’essai des comètes, avec des résultats moins encourageants en termes de faisabilité et de précision. Nous avons également tenté d’éclaircir les conséquences de la formation de micronoyaux sur le cycle de vie de la plante. Les résultats obtenus avec le cadmium, le cuivre et l’hydrazide maléique suggèrent un lien entre la présence de micronoyaux à court terme et une modification à long terme des traits d’histoire de vie de la plante. Le test des micronoyaux a aussi été appliqué parmi d’autres biomarqueurs pour évaluer l’écotoxicité de matrices contaminées, liquides ou solides. Dans le cadre du Groupement d’Intérêt Scientifique pour les Friches Industrielles (GISFI), nous avons évalué la génotoxicité de sols pollués par d’anciennes activités de cokerie. Nous avons également participé au projet « Ecotoxicité des sous-produits d’altération de Nanomatériaux » (Nanoalter), dans le cadre duquel nous avons évalué les dangers potentiels posés par la dégradation dans l’environnement de crèmes solaires comprenant des nanoparticules de dioxyde de titane. Enfin, les mécanismes de tolérance des plantes aux toxiques ont été étudiés par le dosage des phytochélatines et des enzymes du stress oxydant.

In the context of optimizing plant tests for polluted soil materials bioassessment, the objectives of this thesis were firstly the development of two genotoxicity tests on the secondary roots of a plant model, the broad bean Vicia faba. The first test was the micronucleus assay and gave promising results that lead to an international ISO standardizing process. The second test named comet assay and brought us less encouraging results because of problems with feasibility and precision. .To improve our knowledge about the consequences of micronuclei formation on plant life cycle, we studied life-history traits of beans developing from germination in a soil containing a sufficient quantity of genotoxic (cadmium, copper and maleic hydrazide) to induce micronuclei without provoking short-term (48h) growth retardation. The obtained results evoked a link between micronuclei presence after 48h and plant life cycle change or impairments.Besides, the micronucleus assay was applied among other assays or biomarkers to evaluate ecotoxicity of liquid or solid contaminated matrix. As part of the French Scientific Interest Group on Industrial Wasteland (GISFI), we evaluated the genotoxicity of soils polluted by a former coke-factory. Furthermore, we took part to the project “Ecotoxicity of nanomaterial alteration byproducts”, also called Nanoalter. Our goal was to assess the potential hazards attached to the environmental degradation of titanium dioxide-containing sunscreen nanocomposites. Then, the tolerance mechanisms of plants towards chemicals were studied by phytochelatins and oxidative stress enzymes measurements.