Activités toxiques et génotoxiques de la sulcotrione chez Vicia faba, en association ou non avec d'autres molécules de protection

Toxic and genotoxic activities in sulcotrione Vicia faba, in association or not with other molecules of protection

• Auteur / Autrice : Chaima Sta
• Direction : Gérard Ledoigt, Ezzedine El Ferjani
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et Biologie Moléculaire Végétales
• Date : Soutenance le 25/04/2014
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences de la vie, santé, agronomie, environnement (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Physique et Physiologie Intégratives de l'Arbre en Environnement Fluctuant
• Jury : Président / Présidente : Mohamed Fouad Bouzidi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gérard Ledoigt, Ezzedine El Ferjani, Bassem Jamoussi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Huguette Sallanon, Abdelilah Chaoui

Mots clés

Mots clés contrôlés

Toxicologie génétique

Effets des herbicides

Fève

Mots clés libres

Génotoxicité

Vicia faba

Herbicide

Sulcotrione

Genotoxicity

Vicia faba

Herbicide

Sulcotrione

Résumé

La toxicité cellulaire potentielle de la sulcotrione 2-(2-chloro-4-(methylsulfonyl)benzoyl)-1,3-cyclohexanedione, un herbicide sélectif tricétonique a été évaluée sur Vicia faba et Allium cepa. La génotoxicité a été étudiée sur une culture hydroponique pour des traitements à différentes concentrations de sulcotrione 10-5, 10-4 et 2.10-4 M pendant 45 h. Nos résultats ont montré que la sulcotrione provoque une augmentation dose-dépendante de la fréquence des micronoyaux dans les cellules méristèmatiques des racines. Elle induit des altérations chromosomiques à la concentration la plus faible (10-5M) mais aussi une baisse de l’indice mitotique, ce qui indique l'effet mutagène puissant de cette molécule. C’est le premier travail montrant une génotoxicité de la sulcotrione. Les signes d’intoxication se manifestent par les perturbations de la croissance foliaire et racinaires accompagnées d’un brunissement des racines traitées de Vicia faba. Sulcotrione, Mikado®, marc de raisin et des mélanges de sulcotrione ou Mikado® et de marc de raisin induisent la mort cellulaire. La présence des herbicides ainsi que celle des cocktails ont entrainé l’installation d’un état de stress oxydant caractérisé par une production accrue d’H2O2. La production de radicaux d’oxygène actif s’accompagne d’une augmentation de la production de MDA et un accroissement de la mort cellulaire. L’ajout de l’extrait de raisin aux herbicides, soit à la sulcotrione ou au Mikado®, modifie l'expression des gènes habituellement associés au stress cellulaire. Les cocktails et les herbicides modifient l’expression des gènes hsp70.1, cat, ubiquitin, APX, CuZnSOD cy et CuZnSOD ch. Des mécanismes de défense, d’induction de gènes associés au stress et de génotoxicité sont discutés.

Potential cell toxicity of sulcotrione 2-(2-Chloro-4-(methylsulfonyl)benzoyl)-1,3 cyclohexanedione), a selective triketonic herbicide was evaluated on Vicia faba and Allium cepa . Genotoxicity was studied in hydroponic culture conditions for treatment at different pesticide concentrations 10-5, 10-4 and 2.10-4 M for 45 h. Our results showed that sulcotrione treatments caused a dose dependent increase of micronucleus frequencies in root meristematic cells. Sulcotrione induced chromosomal alterations at the lowest concentration used (10-5M) when incubated for 42 h. We have shown a decrease in mitotic index, indicating a potent mutagenic effect of this element. This is the first report for the genotoxicity of such a sulcotrione herbicide. It induced a growth inhibition in both leaves and roots and a brownish color in treated roots. Sulcotrione, trade mark Mikado®, grape marc and mixtures of sulcotrione or Mikado® and grape marc induce cell death. The herbicides, cocktails of products with sulcotrione, such as adjuvant in commercial product, induced several changes for antioxidant cell state characterized by an overproduction of H2O2. Production of harmful radicals was accompanied by increased production of MDA and increase of the cell death rate. Addition of grape extracts to herbicides, either sulcotrione or Mikado®, had different effects and results in different expression of genes usually associated to cell stress. Mixture of grape marc and herbicides enhanced transcript accumulation for different effects and results in different expression of some stress-related genes like hsp70.1, cat, ubiquitin, APX, CuZnSOD cy et CuZnSOD ch. Mechanisms which could be associated to gene expression, cell defense and genotoxidity are discussed.