Impact de xénobiotiques, sur une végétation aquatique, épuratrice des eaux usées

Les herbicides

       Un herbicide est une substance destinée à détruire ou limiter la croissance des végétaux (herbes et buissons) (Rappe, 1992). Une des conditions absolument indispensables au bon fonctionnement des herbicides est l’absorption du produit par la plante à détruire. Elle peut se faire soit par les parties souterraines, soit par les parties aériennes de la plante par diffusion à travers la cuticule et les stomates. Puis l’herbicide va pouvoir diffuser à l’intérieurde cette plante grâce à la sève ce qui nécessite une bonne solubilité des produits dans la sève. C’est pourquoi une des caractéristiques des herbicides est leur lipophilie relative pour traverser la membrane et diffuser au sein de la plante. Selon Oturan et Mouchel , 2007, plusieurs familles de composés sont retrouvées chez les herbicides :
• Les acides chlorophénoxy-alcanoïques : Ce sont des analogues structuraux des auxines, hormones de croissance végétales dérivées de l’acide indol-acétique, d’où leur nom de phytohormones de synthèse. Ces herbicides agissent par pénétration des feuilles, plus ou moins des racines et ils entraînent une croissance anarchique, létale pour les adventices traités à cause d’une activation de la division et surtout de l’élongation cellulaire. Ils fonctionnent uniquement chez les plantes dicotylédones.(Carrier ,2009)
• Les aminophosphonates : Ce sont des herbicides systémiques très utilisés sur le chiendent, le liseron. Ce produit circule dans la plante par la sève après avoir été absorbé par les feuilles. Il va agir par inhibition de la biosynthèse des acides aminés aromatiques ou de la glutamine au niveau du chloroplaste végétal, ce qui va provoquer la désorganisation du métabolisme de la mauvaise herbe, puis son dessèchement et enfin sa mort. (Carrier, 2009)
• Les bipyridiles : Ce sont des herbicides de contact actifs sur toutes les plantes à chlorophylle. Ils bloquent la photosynthèse. (Carrier, 2009)
• Les triazoles : Une molécule importante de cette famille est l’aminotriazole ou amitrole. Cet herbicide est absorbé par les feuilles et les racines et va inhiber la formation des caroténoïdes qui sont des pigments protecteurs des chlorophylles il va aussi empêcher la croissance des végétaux. (Carrier, 2009)
• Les diazines et triazines : Ces herbicides agissent sur la photosynthèse au niveau du chloroplaste. Au point de vue chimique, ce sont des hétérocycles hexagonaux avec deux atomes d’azote, contigus ou non pour les diazines, ou trois atomes d’azote symétriques alternant avec un atome de carbone pour les triazines. Le troisième groupe est celui des triazones qui correspondent à des triazines asymétriques porteuses d’une ou plusieurs fonctions cétones. Ce sont l’hexazinone, la métamitrone, la métribuzine. La présence dans les eaux souterraines de traces de ces produits et de leurs dérivés est un élément récurrent. C’est pourquoi beaucoup de ces produis ont été retirés dernièrement. Aujourd’hui, il ne reste que la bentazone, la chlordiazone, la lénacile, la métamitrone et la métribuzine. (Carrier , 2009)
• Les phénylurées ou urées substituées : Ces molécules agissent sur la photosynthèse. Elles sont utilisées dans de nombreuses activités autres que l’agriculture comme l’Equipement pour le désherbage des bords de routes. Leur action se situe sur les graminées comme le ray grass, le vulpin.. Ces substances sont pulvérisées sur les blés, les orges, les arbres tropicaux tels que le bananier, ou encore les vignes. (Carrier, 2009)

Effets du Calliofop 36EC sur la longueur moyenne des tiges(LMT)

         La figure (8), représente les effets du Calliofop 36EC sur la longueur moyenne des tiges(LMT) de Elodea Canadensis à 3 jours de traitement après analyse de la variance ANOVA à un critère de Classification (dose) ( Tab. 01), on constate une diminution très significative (p ≤ 0.01) des traités par apport au témoin , après 7 et 14 jours de traitement la réduction enregistrée des traités par apport au témoin est significative (p≤ 0.05), après 21jours de traitement la figure 8 , indique une baisse hautement  significative (p≤ 0.001) des tiges traitées avec effet dose dépendant. Le test de DUNETTE indique pour la longueur des tiges X1 : Après 3 jours de traitement, le témoin D0 est différent de D1, D2 et D3. Après 7 jours de traitement le test de DUNNETTE montre que les doses D0, D1, D2, sont identiques entre elles et différentes de la dose D3. Après 14 jours de traitement, les doses D0, D1, D2, sont identiques entre elles et différentes de la dose D3. Enfin après 21 jours de traitement le test de DUNNETTE montre que le témoin D0 est différente des trois autres dose D1, D2 et D3. (Tab. 01). Le test de classement des groupes homogènes HSD de TUKEY nous a révélé pour la longueur des tiges X1 les résultats suivants : après 3 jours de traitement deux groupes de doses apparaissent , le premier groupe A : comprend la dose témoin D0 et la dose D1, et le deuxième groupe B : est composé des doses : D1, D2, D3, cependant la dose D1 est d’une part identique à la dose témoin D0 et aux doses D2et D3 mais ces deux dernières sont différentes de la dose témoin D0. Après 7 jours de traitement le test de TUKEY a permis de mettre en évidence deux groupes de doses, le premier groupe A : comprend la dose témoin D0 et les doses D1 et D2 ; Le deuxième groupe B : est composé des doses D1, D2 et D3, les doses D1 et D2 sont d’une part identiques au témoin D0 et la dose D3, mais d’autre part, les dose D0 et D3 sont différentes. Après 14 jours de traitement le test de TUKEY a mis en évidence deux groupes de doses, le premier groupe A : comprend la dose témoin D0 et la dose D1 et D2 ; Le deuxième groupe B : est composé des doses D1, D2 et D3, les doses D1 et D2 sont d’une part identiques au témoin D0 et la dose D3 mais d’autre part, les dose D0 et D3 sont différentes. Le test de TUKEY après 21 jours de traitement, a permis de mettre en évidence trois groupes de doses, le premier groupe A : se compose des doses : D0 et D1, le deuxième groupe B : contient les dose D1 et D2, le troisième groupe C : est composé de la dose D3. La dose D1 est identique à la dose D0 et D1, en même temps, elle est différente de la dose D3. Aussi cette dernière est différente des trois autres doses : D0, D1, et D2. (Tab. 01).

Le potentiel épuratoire des plantes aquatiques

        Les végétaux aquatiques ont montré leur efficacité dans l‘élimination de polluants organiques comme les phénols, les composés organochlorés et organophosphorés, les chlorobenzènes, et même les pesticides (Dhir et al., 2009). Concernant ces derniers, les rendements d‘épuration à l‘aide de plantes aquatiques sont variables, de 20 à 95 %, selon les propriétés physico-chimiques des molécules et le type de plantes (Rice et al., 1997 ; Gao et al., 2000 ; Mitsou et al., 2006 ; Tront et Saunders, 2006 ; De Carvalho et al., 2007 ; Cai et al., 2007). Les plantes aquatiques paraissent donc avoir un fort potentiel dans le processus de phytoremédiation des pesticides. Concernant le prélèvement et le transport des pesticides chez les végétaux, peu de travaux ont été réalisés, au regard de ceux conduit sur les métaux lourds. Cependant, depuis quelques années ces travaux se multiplient et montrent des résultats prometteurs (Gao et al., 2000 ; Schröder et al., 2002 ; Susurla et al., 2002 ; Campos et al., 2008 ; Reichenauer et Germida, 2008 ; Gerhardt et al., 2009). Ces polluants organiques prélevés sont transformés en composés moins toxiques voire totalement minéralisés en dioxyde de carbone, nitrate, chlore ou ammonium (Cunningham et al., 1996 ; Meagher, 2000). L‘extraction des pesticides par les plantes va dépendre des propriétés physico-chimiques de la molécule active, de son mode d‘application, des caractéristiques du milieu, des facteurs climatiques et du type de plante. Il faut, dans l‘idéal, des plantes à l‘activité photosynthétique intense, hypertolérante, hyperaccumulatrice, avec une translocation et un stockage à taux élevé, une extraction rapide et un système foliaire et racinaire développé (Chaudhry et al., 2002).

Effet du Calliofop 36 EC sur le taux des sucres totaux

        La figure (17) met en évidence les effets du Calliofop 36EC sur la teneur en sucres totaux de la lentille d’eau : Lemna minor . L’analyse de la variance ANOVA à un critère de classification (dose), (Tab.04), révèle une augmentation hautement significative (p≤ 0.001) des traités par apport au témoin. À 3,7, 14 et 21 jours de traitement. Le test de DUNETTE indique pour la teneur en glucides X4 après 3 jours de traitement, que la dose témoin D0 est différente des trois autres doses D1, D2 et D3. Après 7 jours de traitement, le test de DUNETTE indique que la dose témoin D0 est différente des trois autres dose D1, D2 et D3 ; Après 14 jours de traitement, le test de DUNETTE indique que la dose témoin D0 est différente des trois autres dose D1, D2 et D3 ; Après21 jours de traitement, le test de DUNETTE indique que les doses D0 et D1 sont identiques entre elles et différentes des doses D2 et D3. (Tab.04). Le test de classement des groupes homogènes HSD de TUKEY nous a révélé pour la teneur en glucides X4, a mis en évidence après 3 jours de traitement, quatre groupes différents : le premier groupe A : contient la dose témoin D0, le deuxième groupe B : contient la dose D1 , le troisième groupe C : contient la dose D2 , et le quatrième groupe D : contient la dose D3 , les quatre groupes sont parfaitement séparés chaque dose est différente des trois autres doses et n’est identique à aucune d’entre elles ; Après 7 jours de traitement, le test de TUKEY a permis de mettre en évidence trois groupes différents le premier groupe A : se compose de la dose D0 la dose témoin, le deuxième groupe B : contient la dose D1, et le troisième groupe C : contient les doses D2 et D3. Les doses D2 et D3 sont identiques entre elles et différentes des doses, témoin D1 qui sont différentes entre elles ; Après 14 jours de traitement , le test de TUKEY a permis de mettre en évidence trois groupes différents : le premier groupe A : se compose de la dose D0 la dose témoin, le deuxième groupe B : contient la dose D1, et le troisième groupe C : contient les doses D2 et D3. Les doses D2 et D3 sont identiques entre elles et différentes des doses témoin et la dose D1 qui sont différentes entre elles ; Après 21 jours de traitement, le test de TUKEY a permis de mettre en évidence trois groupes différents le premier groupe A : se compose des doses D0 la dose témoin et D1, le deuxième groupe B : contient la dose D2, et le troisième groupe C : contient la dose D3. La dose témoin est identique a la dose D1 qui est différente des dose D2 et D3, ces deux dernières sont différente entre elles et différentes de la dose D1. (Tab.04).

Table des matières

Chapitre 1 : Introduction générale
Généralités
Les herbicides
• Modes d’action des herbicides
La phytoremédiation
Différents types de remediation
Chapitre 2 : Matériel et Méthodes
A-Matériel expérimental
1. Elodea Canadensis
1.1 Description de l’espèce
1.2 Distribution et biotope de l’espèce
1.3 Classification de l’espèce
1.4. Répartition et écologie de l’espèce
2. Lemna minor
2.1. Description de l’espèce
2.2 . Distribution et Biotope de l’espèce
2.3. Classification et taxonomique
2.4. Répartition et écologie de l’espèce
3. Condition de l’expérimentation
B- L’herbicide utilisé
C – Conduite de l’essai
D. Les paramètres étudiés
a) Les paramètres biométriques
– Matière fraiche et matière sèche (MF, MS)
– Longueur moyenne des tiges(LMT)
– Longueur moyenne des feuilles(LMF)
-Longueur moyenne des racines (LMR)
b) Les paramètres biochimiques
-Dosage des Protéines totales
-Dosage des sucres totaux
– Dosage de la proline
c) Paramètre physiologique
-Dosage des chlorophylles
d) Dosage des Biomarqueurs
1. Dosages Enzymatiques
-Dosage de l’activité Ascorbate-peroxydases (APX)
-Dosage de l’activité Gaïacol-peroxydases (GPX)
-Dosage de l’activité Catalase (CAT)
-Dosage de l’activité Glutathion S-Transférase (GST)
2. Le Dosage non Enzymatique
– Dosage de malondialdehyde (MDA)
– Le Glutathion (GSH)
e) Etude du métabolisme respiratoire
f) Etude du métabolisme photosynthétique
E. Analyse statistique
Chapitre 3 : paramètres biométriques
Introduction
1. Objectif du travail
2. Analyse statistique
3. Résultats
3.1. Elodea Canadensis
3.1.1 Effets du Calliofop 36EC sur la longueur moyenne des tiges(LMT)
3.1.2 Effets du Calliofop 36EC sur le ratio matière fraiche et matière sèche (MF/MS)
3.2. Lemna minor
3.2.1 Effets du Calliofop 36EC sur la longueur moyenne des racines(LMR)
3.2.2 Effets du Calliofop 36EC sur le ratio matière fraiche et matière sèche (MF/MS)
• Discussion
• Conclusion
Chapitre 4 : Paramètres biochimiques et physiologiques
Introduction
• Le potentiel épuratoire des plantes aquatiques
• Mécanismes d’adaptation des plantes au stress
– La capacité photosynthétique
– La teneur en chlorophylle
– Accumulation de la proline en condition de stress
– Les sucres
1. Objectif du travail
2. Analyse statistique des résultats
3. Résultats
3.1 Effets du Calliofop 36EC sur les paramètres biochimiques
3.1.1 Elodea canadensis
a) Effets du Calliofop 36EC sur la teneur en protéines totales
b) Effets du Calliofop 36EC sur la teneur en sucres totaux
c) Effets du Calliofop 36EC sur le taux en proline
3.1.2 Lemna minor
a) Effets du Calliofop 36EC sur la teneur en protéines totales
b) Effet du Calliofop 36 EC sur le taux des sucres totaux
c) Effet du Calliofop 36 EC sur le taux en proline
3.2 Effets du Calliofop 36EC sur la physiologie des plantes
3 .2.1 Effets du Calliofop 36 EC sur la teneur en chlorophylle (a,b ,a+b) en µg/g de MF
a) Elodea Canadensis
b) Lemna minor
• Discussion
• Conclusion
Chapitre 5 : Paramètres enzymatiques
A. Le stress oxydatif chez les plantes
– Le statut redox cellulaire
– Les Espèces Réactives de l’Oxygène
B. Les principales sources enzymatiques
– Les antioxydants
C. Les principaux systèmes non enzymatiques
– L’ascorbate ou vitamine C
– Le Glutathion
D. Les principales enzymes antioxydantes
– Les superoxydes dismutases (SOD)
– Les catalases (CAT)
– Les enzymes du cycle Asada-Halliwell-Foyer
– Les peroxydases (POX)
– Les peroxyredoxines
– La glutathion S-transférase
E. Les mécanismes de la résistance aux herbicides
– La résistance par métabolisation
1. Objectif du travail
2. Analyse statistique des résultats
3. Résultats
3.1 Effets du Calliofop 36EC sur les activités enzymatiques
3.1.1 Elodea canadensis
a) Effets du Calliofop 36 EC sur l’activité Ascorbate-peroxydases (APX)
b) Effets du Calliofop 36 EC sur l’activité la Gaïacol-peroxydases (GPX)
c) Effets du Calliofop 36 EC sur l’activité Catalase (CAT)
d) Effets du Calliofop 36 EC sur l’activité Glutathion S-Transférase (GST)
3.1.2 Lemna minor
a)Effets du Calliofop 36 EC sur l’activité Ascorbate-peroxydases (APX)
b) Effets du Calliofop 36 EC sur l’activité la Gaïacol-peroxydases (GPX)
c) Effets du Calliofop 36 EC sur l’activité Catalase (CAT)
d) Effets du Calliofop 36 EC sur l’activité Glutathion S-Transférase (GST)
3.2 Effets du Calliofop 36EC sur les biomarqueurs non enzymatiques
3.2.1. Elodea canadensis
a) Effets du Calliofop 36 EC sur Le Glutathion (GSH)
b) Effets du Calliofop 36 EC sur malondialdehyde (MDA) (µM/mg de protéines)
3.2.2. Lemna minor
a)Effets du Calliofop 36 EC sur Le Glutathion (GSH)
b) Effets du Calliofop 36 EC sur le taux du malondialdehyde (MDA) (µM/mg de protéines)
• Discussion
• Conclusion
Chapitre 6 : Métabolisme énergétique
Introduction 
• Les ERO : Dr Jekyll et Mr Hyde cellulaires
• Importance physiologique des ERO et signalisation oxydative
– Rôles physiologiques
– Signalisation oxidative
• Le stress oxydatif
– Conséquences
• Production d’ERO lors des principaux processus métaboliques
– Les chloroplastes et l’appareil photosynthétique
– Les mitochondries et la chaîne respiratoire
• La photorespiration
1. Objectif du travail
2. Résultats
2.1 Activité photosynthétique
2.1.1 Elodea Canadensis
2.1.2 Lemna minor
2.2 Activité respiratoire
2.2.1. Elodea Canadensis
2.2.2. Lemna minor
• Discussion
• Conclusion
Conclusion générale 
Références Bibliographiques

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