Origine et évolution de la tolérance au zinc dans les populations métallicoles et non-métallicoles d'une herbacée pseudométallophyte en Pologne
La
recolonisation par les plantes des sites industriels contaminés est
généralement fortement inhibée en raison des concentrations importantes
de métaux
lourds accumulés dans les sols. Les conditions extrêmes de
ces milieux exercent une pression évolutive considérable sur les
quelques
espèces végétales parvenant néanmoins à s’implanter. Il s’agit souvent
d’espèces pseudométallophytes, croissant aussi bien dans les sites
naturels que
contaminés, et qui ont peu à peu reconquis les sites
contaminés à partir de zones refuges non polluées. Ces
végétaux
constituent des modèles particulièrement intéressants pour l’étude de la
tolérance aux métaux lourds d’un point-de-vue évolutif. Cette tolérance
résulte
au moins partiellement de l’allocation ciblée des contaminants absorbés
dans
divers sites de stockage à des échelles allant du compartiment
subcellulaire à
l’organe entier et où ces éléments n’interfèrent pas avec les fonctions
métaboliques essentielles de l’organe. Ces mécanismes supposent un
contrôle
génétique efficace.
Ce Master a pour objectif principal l’analyse des mécanismes de
tolérance au zinc (Zn) liés à l’allocation des contaminants et leur variabilité
au sein de populations métallicoles et non-métallicoles de l’espèce
pseudométallophyte Biscutella laevigata. Il s’inscrit dans le cadre
d’une collaboration Suisse/Pologne sous l’égide de la contribution suisse à
l’intégration des nouveaux pays au sein de l’EU (Sciex-NMS fellowship). Il
s’effectuera en étroite collaboration avec la post-doctorante au bénéfice de ce
programme d’échange (Dr. A.A. Kostecka).
En 2010,
des graines de différentes populations croissant dans des friches industrielles
ou dans différents milieux naturels en Pologne ont été récoltées. Une première
série de tests a été effectuée permettant une différentiation initiale des
populations sensibles et tolérantes au Zn. Ces tests de tolérance en conditions
contrôlées seront approfondis dans le cadre du Master proposé afin d’identifier
un sous-groupe de populations représentatif de la gamme de tolérances observées. Au sein de ce groupe,
l’allocation différentielle du Zn en excès dans le feuillage sera caractérisée
et quantifiée à l’aide de différentes méthodes en microscopie photonique et
électronique. Selon la disponibilité d’une bourse d’échange et les intérêts du
candidat, un stage de recherche en Pologne sera organisé vers la fin du Master
en vue d’analyses moléculaires de la structure génétique des populations de
biscutelles étudiées. Une participation éventuelle à la caractérisation des sites pollués et non pollués
du sud de la Pologne -
échantillonnés dans le cadre de cette étude - et incluant du travail sur le
terrain sera proposée.
Méthodes scientifiques
- Expérimentation :
croissance et exposition au Zn en conditions contrôlées et cultures
hydroponiques
- Tolérance au
Zn : croissance racinaire / stress dans les parties aériennes (contenu
du feuillage en chlorophylle)
- Allocation du Zn: détection
cytochimique (transmission et fluorescence), analyse d’images / détection
physique (microanalyse, EDXMA)
- Analyses moléculaires (partie
polonaise en option): extraction d’ADN et génotypage avec des marqueurs de type microsatellites utilisables en multiplexes
Encadrement
Institut fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage WSL, Birmensdorf/ZH
WSL, Birmensdorf/ZH et Institut de Botanique PAS, Cracovie, PologneContact
Pierre Vollenweider, WSL, CH-8903 Birmensdorf
Tel: ++41 44 739 24 35, E-Mail: vollenwe@wsl.ch
