Etude de l'effet de la contamination en metaux lourds sur Frankia spp. et sa symbiose avec l'aulne noir (Alnus glutinosa (L.) Gaertn)

Les principaux responsables de la contamination des sols par les metaux sont les exploitations minieres et les activites industrielles. Evidemment, de tels ajouts de contaminants au niveau du sol affecteront directement sa microflore qui comprend plusieurs microorganismes d'importance environnementale comme les bacteries fixatrices d'azote. Les methodes actuelles de decontamination des sols s'averent couteuses et frequemment dommageables pour l'environnement en plus d'etre limitees au niveau du volume de sol pouvant etre traite. C'est pourquoi dans les dernieres annees les efforts de recherche se concentraient a developper de nouvelles biotechnologies de decontamination utilisant les capacites naturelles de certains microorganismes (bioremediation) et de certaines plantes (phytoremediation). C'est dans cette optique que pourraient etre utilises les bacteries du genre Frankia spp. et les aulnes.Les aulnes possedent egalement une distribution geographique tres vaste. Ce sont des plantes pionnieres (arbres ou arbustes) qui enrichissent graduellement le sol par l'apport de matiere organique et de matiere azotee. Leurs utilisations actuelles sont tres variees (foresterie, agroforesterie, revegetalisation de sites contamines, etc.). Parmi les especes d'aulnes, l'aulne noir (Alnus glutinosa), est utilise sur plusieurs sites d'Europe contamines en metaux.A la vue des informations disponibles sur Frankia spp. et A. glutinosa, l'hypothese que Frankia spp. et sa symbiose avec A. glutinosa tolereraient les metaux dans leur environnement et pourraient servir en revegetalisation et/ou phytoremediation a ete posee. De cette hypothese decoulent deux objectifs specifiques et originaux : 1- Evaluer la resistance de Frankia spp. face aux metaux et 2- Evaluer l'impact. des metaux sur la symbiose et sur la plante hote.Dans le cadre de ce projet, une methode de criblage en, milieu de culture liquide a ete developpee afin de determiner la tolerance de cinq souches de Frankia sp. envers douze metaux. La methode de revelation choisie impliquait la reduction d'un sel de tetrazolium par le metabolisme respiratoire des souches. Ces travaux ont permis de mettre en evidence une diversite au niveau de la tolerance des souches de Frankia sp. face aux metaux.Frankia spp. se retrouve dans le sol partout a l'echelle mondiale. Elle fait partie de la classe des actinomycetes et possede la capacite de fixer l'azote en mode saprophyte et symbiotique (symbiose actinorhizienne). La symbiose actinorhizienne a ete observee chez plus de deux cent especes vegetales sur tous les continents sauf en Antarctique et s'avere aussi efficace dans la fixation d'azote atmospherique que la symbiose entre les Rhizobium et les legumineuses.La tolerance de la symbiose actinorhizienne face aux metaux a ete etudiee grace a la souche Frankia ACN14a et A. glutinosa. La culture hydroponique de ces organismes dans des conditions gnotobiotiques et dans un environnement controle (cycle de luminosite, temperature et humidite) a permis d'observer plusieurs phenomenes interessants. Les resultats globaux demontrent que la symbiose serait davantage affectee par les metaux lors de son etablissement (denombrement des nodules) que lors de son developpement (poids frais des nodules). De plus, la symbiose avec Frankia ACN14a favoriserait un developpement superieur des parties aeriennes de l'aulne. Aussi, aucun metal teste (aux concentrations permettant la survie de la plante) n'a aboli completement la symbiose et la capacite fixatrice d'azote de Frankia ACN14a dans les nodules. Le dosage de l'activite nitrogenase a ete mesure via la reduction de l'acetylene en ethylene par chromatographie en phase gazeuse. Finalement, la quantite de metal se retrouvant dans les parties aeriennes a ete quantifiee par ICP-MS et les resultats ont demontre la possibilite que l'aulne noir accumule des metaux au niveau des tiges et feuilles. A long terme, ces resultats pourraient etre transposes a grande echelle et servir a l'elaboration de strategies de decontamination employant les aulnes noirs et Frankia spp..