Etude en microcosmes de l'effet du ray-grass et de ses exsudats racinaires sur la dissipation des HAP et les communautés bactériennes dégradantes

Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) sont des polluants organiques, ubiquistes, potentiellement toxiques et cancerigenes. Dans les sols, la degradation des HAP est principalement due a l'activite microbienne. Certaines etudes ont montre que la biodegradation des HAP pouvait etre augmentee dans la rhizosphere des plantes ou le nombre et l'activite microbienne sont stimules, grâce aux exsudats racinaires. Cependant les benefices des plantes ne sont pas toujours observes, et les exsudats pourraient aussi modifier la biodisponibilite des HAP. Les objectifs de ce travail ont ete de mieux comprendre ces interactions sol-plante-microorganismes qui conditionnent le devenir des HAP dans la rhizosphere en suivant notamment (i) les bacteries possedant les genes codant une HAP-dioxygenase, (ii) les especes bacteriennes impliquees dans la degradation du phenanthrene, et (iii) la disponibilite et la biodegradation des HAP dans des terres industrielles historiquement contaminees.Les experiences ont ete conduites dans des dispositifs a compartiments, lesquels permettent une diffusion des exsudats racinaires dans le sol tout en retenant physiquement les racines, puis en microcosmes avec un ajout d'exsudats racinaires naturels produits a partir d'une culture hydroponique de ray-grass (Lolium perenne, L). Les experiences ont ete realisees dans un premier temps avec du sable en ajoutant du phenanthrene (PHE) et un inoculum bacterien issu d'un sol d'une ancienne cokerie puis directement avec des sols historiquement contamines en HAP. Les nombres de copies de genes codant pour l'ADNr 16S et pour des HAP-dioxygenases ont ete quantifies par PCR en temps reel pour estimer la proportion de bacteries degradantes. Les structures des communautes ont ete comparees par electrophoreses (TTGE). En plus de l'analyse des 16 HAP totaux, une extraction non exhaustive des HAP a ete realisee a la cyclodextrine pour en estimer la disponibilite. L'utilisation de la methode SIP (stable isotope probing) avec du 13C-phenanthrene a permis d'identifier les bacteries directement impliques sa degradation dans un sol historiquement contamine. Les experiences en dispositifs a compartiments ont confirme que la dissipation du phenanthrene est plus importante lorsque la distance aux racines est plus faible, et montrent que le nombre de copies de gene 16S et de gene de HAP-dioxygenase varie avec l'âge des plantes et du temps de contact des compartiments lateraux avec le tapis racinaire. Mais elles montrent aussi que la dissipation du phenanthrene n'est pas plus importante dans les pots plantes, tandis que dans les experiences en microcosmes une inhibition de la dissipation du PHE a meme ete observee en presence d'exsudats. La presence d'exsudats racinaires a profondement modifie la structure des communautes degradant les HAP, et l'experience SIP a permis d'identifier les bacteries directement impliquees dans la degradation du 13C-phenanthrene et de montrer qu'elles etaient differentes en presence ou non d'exsudats. En presence d'exsudats, la proportion des bacteries degradantes dans la population totale est passee de 1 % dans la terre d'origine et dans les traitements sans exsudats a plus de 10 %. Meme si les exsudats racinaires ralentissent la dissipation du phenanthrene, en fournissant une source de carbone plus facilement metabolisable, ils ont augmente la quantite de HAP extractibles a la cyclodextrine dans deux des trois sols historiquement contamines, suggerant un effet de ceux-ci sur la biodisponibilite des HAP