Dégradation biologique de la sulcotrione dans un sol agricole : recherche d’une éventuelle biodégradation accélérée et caractérisation de souches bactériennes potentiellement dégradantes

Biological degradation of sulcotrione in an agricultural soil : research of a possible enhanced biodegradation process and characterisation of degrading bacterial isolates

• Auteur / Autrice : Christophe Calvayrac
• Direction : Jean-François Cooper
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Perpignan
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie environnement (Perpignan ; 1999-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pseudomonas putida

Pseudomonas

Maïs

Herbicides

Biodégradation

Résumé

La dégradation des produits phytopharmaceutiques dans le sol conditionne fortement leur devenir et participe à la réduction des risques de pollution diffuse dans les divers milieux aquatiques, et notamment dans les eaux souterraines. Notre travail avait donc pour objectif d’enrichir les connaissances sur la dégradation biologique dans un sol agricole de la sulcotrione, herbicide largement utilisé dans les itinéraires techniques maïsicoles. Le potentiel dégradant du sol de Perpignan a été mis en évidence en conditions de microcosmes. En revanche, nos résultats ont montré l’absence de phénomène de biodégradation accélérée (BDA), malgré la répétition des traitements. La deuxième partie de l’étude a consisté à isoler et caractériser des microorganismes telluriques intervenant au niveau de la réactivité dégradante de ce sol. Après isolement sur milieux de culture synthétiques de huit souches bactériennes résistantes à la sulcotrione, une seule s’est avérée présenter un potentiel dégradant important, en utilisant l’herbicide comme source de carbone et/ou d’énergie. Après séquençage de l’ADNr 16S, cette souche a été identifiée comme appartenant au genre Pseudomonas espèce putida. Notre étude a permis de localiser le site d’attaque enzymatique au niveau de la partie 1,3-cyclohexanedione de la molécule de sulcotrione. Mots clés : sulcotrione, sol, biodégradation, biodégradation accélérée, Pseudomonas putida, séquençage ADNr 16S

Degradation of pesticides in soil plays a large part in the limitation of risks towards aquifers. This study investigates the biological response of an agricultural soil of south of France after several treatments with sulcotrione, a maize herbicide belonging the triketones group. Although reactivity of the Perpignan soil was clearly confirmed, no enhanced biodegradation was observed after repeated herbicide treatments, under microcosms conditions. The second part of our work consisted on isolating and characterising bacterial strains showing a notable capability to intervene in this biodegradation process. Eight sulcotrione-resisting strains were isolated and tested in liquid culture with sulcotrione as sole carbone and/or energy source. Only one was able to efficiently degrade the herbicide. Partial 16S rDNA sequencing allows identification of this strain as Pseudomonas putida. The enzymatic catalysis occurred at the level of the 1,3-cyclohexanedione moiety of the sulcotrione molecule. Key words: sulcotrione, soil, biodegradation, enhanced biodegradation, Pseudomonas putida, 16S rDNA sequencing