Dépollution par les plantes des sols pollués en sélénium : exemple de phytoremédiation

Le Soufre (S) et le Sélénium (Se) appartiennent à la même famille chimique (classe VI du tableau de Mendeleev), ce qui confère à leurs formes oxydées respectivement, sulfate (SO₄) et Sélénate (SeO₄) des propriétés réactionnelles très similaires. Cette ressemblance du sulfate et du sélénate peut donc conduire à leurrer les cellules qui ne peuvent a priori pas les distinguer, et à entraîner des effets dramatiques pouvant entraîner la mort des plantes où même parfois des animaux.

Compte tenu de cette analogie structurale, du sélénate qui serait présent dans la solution du sol pourrait entrer en compétition avec le sulfate présent normalement, une part non négligeable de sélénate pouvant alors être prélevé du milieu et entrer dans la plante à la place du sulfate, emprunter la voie d'assimilation du sulfate et conduire à des formes inhabituelles et toxiques d'acides aminés, comme la séléno-Cystéine et la séléno-Méthionine. On voit bien dans cette situation qu'une abondance relative de sélénate dans la solution du sol (ou dans l'environnement) peut avoir des conséquences très importantes sur la biosphère.

Le sélénate est "naturellement" présent dans le fond géochimique, c'est le cas par exemple des sols formés sur serpentine, une roche très riche en sélénium (donc en sélénate). La sélection naturelle a permis le développement sur ces sols d'une flore adaptée, capable de se développer dans des conditions normalement toxiques pour des plantes "classiques".

Mais la présence de sélénate peut aussi résulter d'une pollution causée par l’homme. On sait ainsi par exemple que dans l'industrie pétrolière, certaines étapes initiales visant à réduire la composante "soufrée" des gaz ou des pétroles bruts conduisent à la production d'eau enrichie en Soufre / sulfate et contenant naturellement également du Sélénium / sélénate, ces deux éléments étant présents dans les hydrocarbures d'origine fossile (issus de la décomposition de la matière organique, contenant bien entendu des résidus en quantités importantes de Soufre et de Sélénium). Cette production d'eaux industrielles polluées incite à trouver des stratégies naturelles alternatives afin d'épurer ces eaux polluées.

Toutes les études de Bio/Phytoremédiation sont donc bonnes à prendre. On peut par exemple faire pousser des plantes dont la sélectivité des systèmes de prélèvement des membranes des cellules de la racine sera plutôt en faveur du sulfate (au détriment du sélénate). Les chercheurs ont montré que la modulation de l'expression d'un des 14 transporteurs de sulfate (SULTR1.2) de l'espèce modèle Arabidopsis thaliana (de la famille du colza : Brassicacées) pouvait augmenter très significativement la résistance des plantes à des concentrations de sélénate normalement toxiques. Ils ont montré que la mutation spécifique de ce transporteur (et d'aucun autre des 13 transporteurs de sulfate) conférait une résistance significative des plantes au sélénate, et enfin que la mutation de certaine partie de la protéine, notamment dans sa région cytosolique en C-terminale, affectait significativement le transport et l'accumulation de sulfate et de sélénate.

UMR386 Biochimie et physiologie moléculaire des plantes (B&PMP)- INRA-CNRS-ENSA-M-Univ. Montpellier II

Rédacteur :  Délégation au Partenariat avec les Entreprises
Rubrique :  Laboratoires - résultats de recherche
Date de création : 15 Janvier 2007
Date de dernière mise à jour : 15 Janvier 2007