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TD – RFO Plantes hyperaccumulatrices de métaux lourds Aspects écologiques généraux Sur la base des documents 1 à 4, proposez une présentation de la problématique.

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1 TD – RFO Plantes hyperaccumulatrices de métaux lourds Aspects écologiques généraux Sur la base des documents 1 à 4, proposez une présentation de la problématique des espèces végétales métallophytes, qui intègre les notions suivantes : Hyperaccumulation / Stratégie dexclusion / Hypertolerance / Endémisme / Fonctions écologiques de lhyperaccumulation Phytoremédiation Sur la base des documents 5-8, identifier quelques paramètres à prendre en compte au niveau du choix des espèces et des « pratiques culturales » dans le cadre dune démarche de phytoextraction Mots clés : Facteur de bioconcentration / Biomasse / EDTA Mécanismes physiologiques impliqués dans les caractères dhyperaccumulation A partir des documents proposés 9-12 ou 13-18, construire une discussion autour des deux hypothèses suivantes. Vous identifierez si besoin des contradictions et proposerez des expériences complémentaires qui permettraient de les résoudre – la tolérance des cellules foliaires au Cd ou au Ni est nécessaire et éventuellement suffisante à une meilleure translocation racines /feuilles –au contraire la translocation accrue de Cd ou de Ni est nécessaire et éventuellement suffisante à une meilleure tolérance de la plante en préservant la viabilité racinaire ? A partir de lensemble des documents proposés, discutez de limplication des principaux facteurs biochimiques impliqués dans la tolérance aux métaux lourds chez les végétaux

2 Science 1976 Document 1

3 Document 2 (a) (b)

4 Document 3

5 Document 4 (a) (b)

6 Document 5 Daprès Kramer et al. Plant Physiol. Vol. 11 5, 1997 Dosages des teneurs sur un site ultramafique (Autriche) Teneurs en Ni dans les feuilles(µm ol / g MS) Teneurs en Ni dans le sol sous jacent (µmol / g MS) Thlaspi goesingense (2 à 5 tonnes /ha) Silene cucubalus Mc Grath & Zhao. (2003) Current Opinion in Biotechnology 14(3): Document 6 Facteur de bioconcentration : teneur dans les parties récoltées / teneur dans le sol Modèle de calcul du nombre de récoltes nécessaire pour diviser par deux les teneurs en métaux dans les 20 premiers cm de sol

7 Document 7

8 EDTA J. Environ. Qual. 30:1919–1926 (2001). Document 8

9 Document 9

10 (a) (b) (c)

11 Document 10 (b) (c) (a)

12 Document 12 : Exemples de molécules organiques impliquées in vivo dans la complexion, le transport et la séquestration des métaux

13 Document 13

14 Document 13 : détail du matériels et méthodes

15 Localisation de lexpression du gène HMA4 par une construction promoteur:GUS : HMA4 est un transporteur de Zn/Cd exprimé dans le péricycle et le parenchyme xylémien Hanikene et al Nature Document 14

16 Document 15 : Phénotype des mutants hma4 dans le fond génétique A.halleri Hanikene et al Nature Visualisation des accumulations racinaires de zinc par un fluorophore spécifique (fluorescence verte) pc= péricycle

17 Document 15 : phénotypes foliaires de lignées surexprimant HMA4 soumises à des traitements métaux Hanikene et al Nature

18 Document 16 : synthèse des connaissances concernant le rôle physiologique de HMA4

19 Document 17 : Localisation tonoplastique de la protéine HMA3 (tranporteur de Cd/Pb) fusionnée à une protéine GFP Document 18 : Localisation de lexpression du gène HMA3 à laide dune construction promoteur:GUS

20 Figure 19 : Impact de la surexpression de HMA3 sur la compartimentation subcellulaire du cadmium visualisée à laide dun fluorophore spécifique du Cd

21 Document 20 : Effet de la surexpression ubiquiste (promoteur 35S) de HMA3 sur la tolérance et laccumulation de Cd Lignée sauvage Lignée surexprimant HMA3


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