# Impacts de l'atrazine et du S-métolachlore seuls et en mélange sur une culture de Gomphonema parvulum

Laura Malbezin, Nicolas Mazzella, Sébastien Boutry, Isabelle Lavoie, Soizic Morin

► To cite this version:

Laura Malbezin, Nicolas Mazzella, Sébastien Boutry, Isabelle Lavoie, Soizic Morin. Impacts de l'atrazine et du S-métolachlore seuls et en mélange sur une culture de Gomphonema parvulum. 43ème Colloque de l'Association des Diatomistes de Langue Française, Sep 2025, Rouen, France. hal-05252334

HAL Id: hal-05252334

https://hal.inrae.fr/hal-05252334v1

Submitted on 12 Sep 2025

HAL is a multi-disciplinary open access
archive for the deposit and dissemination of sci-
entific research documents, whether they are pub-
lished or not. The documents may come from
teaching and research institutions in France or
abroad, or from public or private research centers.

L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est
destinée au dépôt et à la diffusion de documents
scientifiques de niveau recherche, publiés ou non,
émanant des établissements d'enseignement et de
recherche français ou étrangers, des laboratoires
publics ou privés.

<figure><img src="image_1.png" /></figure>

Distributed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License
# Impact de l'atrazine et du S-métolachlore seuls et en mélange sur une culture de Gomphonema parvulum

Laura Malbezin<fnref n="1" />, Nicolas Mazzella<fnref n="2" />, Sébastien Boutry<fnref n="2" />, Isabelle Lavoie<fnref n="1" />, Soizic Morin<fnref n="2" />

<figure><img src="image_2.png" /></figure>

IN
RS

Institut national
de la recherche
scientifique

<footnote n="1">¹Institut national de la recherche scientifique, Centre Eau Terre Environnement, Québec, Canada, [laura.malbezin@inrs.ca](mailto:laura.malbezin@inrs.ca)</footnote>

<footnote n="2">²INRAE UR EABX, Cestas, [soizic.morin@inrae.fr](mailto:soizic.morin@inrae.fr)</footnote>
Justification et prescription agronomiques depuis 2018 au Québec

<table><thead><tr><th>Type</th><th>Pesticide</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="4">Herbicide</td><td>Atrazine</td></tr><tr><td>(S-)métolachlore</td></tr><tr><td>Glyphosate</td></tr><tr><td>Imazéthapyr</td></tr><tr><td rowspan="4">Insecticide</td><td>Chlorpyrifos</td></tr><tr><td>Clothianidine</td></tr><tr><td>Thiaméthoxame</td></tr><tr><td>Chlorantraniliprole</td></tr></tbody></table>

Les plus détectés dans les eaux :
0,1 à 10 µg/L (Québec)
1 à >100 µg/L (monde)

(Battlaglin et al., 2000; Giroux, 2022; Hansen et al., 2019)

<figure><img src="image_3.png" /></figure>

Lessivage

Ruissellement de surface

Ruissellement dans les eaux souterraines

<figure><img src="image_4.png" /></figure>
Justification et prescription agronomiques depuis 2018 au Québec

<table><thead><tr><th>Type</th><th>Pesticide</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="4">Herbicide</td><td>Atrazine</td></tr><tr><td>(S-)métolachlore</td></tr><tr><td>Glyphosate</td></tr><tr><td>Imazéthapyr</td></tr><tr><td rowspan="4">Insecticide</td><td>Chlorpyrifos</td></tr><tr><td>Clothianidine</td></tr><tr><td>Thiaméthoxame</td></tr><tr><td>Chlorantraniliprole</td></tr></tbody></table>

Les plus détectés dans les eaux :
0,1 à 10 µg/L (Québec)
1 à >100 µg/L (monde)

(Battlaglin et al., 2000; Giroux, 2022; Hansen et al., 2019)

<figure><img src="image_5.png" /></figure>

Lessivage

Ruissellement de surface

<figure><img src="image_6.png" /></figure>

Ruissellement dans les eaux souterraines
<figure><img src="image_7.png" /></figure>

Les communautés du périphyton...

* Communautés complexes avec un haut degré de biodiversité

* Rôle dans la production primaire

* Source d'acides gras essentiels pour les consommateurs primaires
<figure><img src="image_8.png" /></figure>

Les communautés du périphyton...

* Communautés complexes avec un haut degré de biodiversité

* Rôle dans la production primaire

* Source d'acides gras essentiels pour les consommateurs primaires

<figure><img src="image_9.png" /></figure>

**Lipides chloroplastiques**

Photo-protection et fonctionnement des thylacoïdes

**Lipides extra-chloroplastiques/de structure**

Structure et fonctionnement des membranes cellulaires

**Lipides de réserve**

Stockage de carbone et d'énergie
<figure><img src="image_10.png" /></figure>

Les communautés du périphyton...

* Accumulent une large gamme de composés

* Répondent rapidement aux changements environnementaux (quelques jours à semaines)

* Possibilité d'étudier les réponses à différents niveaux d'organisation (espèce, communautés...) plus hauts que les expériences mono-spécifiques en laboratoire

<figure><img src="image_11.png" /></figure>

Intérêt en écotoxicologie
Le biofilm est majoritairement composé d'organismes autotrophes, et en grande partie représenté par les diatomées, les algues vertes et les cyanobactéries

<figure><img src="image_12.png" /><figcaption>Algue verte</figcaption></figure>

<figure><img src="image_13.png" /><figcaption>Diatomée</figcaption></figure>

<figure><img src="image_14.png" /><figcaption>Cyanobactérie</figcaption></figure>

Traditionnellement, les tests de toxicité standardisés sont réalisés:

- Sur une seule espèce

- Sur un composé

- Sur des paramètres classiques de mortalité ou de photosynthèse

Ecotoxicology and Environmental Safety 289 (2025) 117616

<figure><img src="image_15.png" /></figure>

Contents lists available at ScienceDirect

Ecotoxicology and Environmental Safety

journal homepage: www.elsevier.com/locate/ecoenv

<figure><img src="image_16.png" /></figure>

Interspecific differences in the response of autotrophic microorganisms to atrazine and S-metolachlor exposure

Laura Malbezin<sup>a,*,1</sup>, Nicolas Mazzella<sup>b,c,2</sup>, Sébastien Boutry<sup>b,3</sup>, Isabelle Lavoie<sup>a,4</sup>, Soizic Morin<sup>b,*,5</sup>

<figure><img src="image_17.png" /></figure>

<footnote><sup>a</sup> Institut national de la recherche scientifique, Centre Eau Terre Environnement, Québec, Canada</footnote>

<footnote><sup>b</sup> UR EAUIX, Intra, Cestas, France</footnote>

<footnote><sup>c</sup> Bordeaux Metabolome, MetabolHUB, PHENOME-EMPHASIS, Villeneuve d'Ornon, France</footnote>
Le biofilm est majoritairement composé d'organismes autotrophes, et en grande partie représenté par les **diatomées**, les algues vertes et les cyanobactéries

<figure><img src="image_18.png" /><figcaption>Algue verte</figcaption></figure>

<figure><img src="image_19.png" /><figcaption>Diatomée</figcaption></figure>

<figure><img src="image_20.png" /><figcaption>Cyanobactérie</figcaption></figure>

## Objectif

Caractériser les effets de l'atrazine et du S-métolachlore seuls et en mélange sur des organismes autotrophes en utilisant des descripteurs classiques et de lipidomique
<figure><img src="image_21.png" /></figure>

7 jours

<figure><img src="image_22.png" /></figure>

20°C

<figure><img src="image_23.png" /></figure>

16h:8h

<figure><img src="image_24.png" /></figure>

Gomphonema parvulum TCC612

X

Atrazine

et/ou

S-métolachlore

<figure><img src="image_25.png" /></figure>

<figure><img src="image_26.png" /></figure>

0,

10,

100,

1000 µg/L
<figure><img src="image_27.png" /></figure>

7 jours

<figure><img src="image_28.png" /></figure>

20°C

<figure><img src="image_29.png" /></figure>

16h:8h

<figure><img src="image_30.png" /><figcaption>*Gomphonema parvulum* TCC612</figcaption></figure>

<figure><img src="image_31.png" /></figure>

* Paramètres photosynthétiques : rendement quantique effectif et fluorescence chlorophylle a

* Profils en lipides
<figure><img src="image_32.png" /></figure>
<figure><img src="image_33.png" /></figure>

40 mL

<figure><img src="image_34.png" /></figure>

2,5 mL

<figure><img src="image_35.png" /></figure>

« Quench » à l'azote
liquide

PhytoPAM

<figure><img src="image_36.png" /></figure>

-80°C

<figure><img src="image_37.png" /></figure>

Fluorescence et
rendement
quantique efficace

Lyophilisation

<figure><img src="image_38.png" /></figure>

Extraction biphasique

<figure><img src="image_39.png" /></figure>

Phase liphophile = MTBE/MeOH

Phase hydrophile = MeOH/H2O

Lipides

HPLC-MS
<figure><img src="image_40.png" /></figure>

40 mL

<figure><img src="image_41.png" /></figure>

« Quench » à l'azote
liquide

-80°C

<figure><img src="image_42.png" /></figure>

Lyophilisation

<figure><img src="image_43.png" /></figure>

Extraction biphasique

<figure><img src="image_44.png" /></figure>

HPLC-MS

Lipides

2,5 mL

<figure><img src="image_45.png" /></figure>

PhytoPAM

<figure><img src="image_46.png" /></figure>

Fluorescence et
rendement
quantique efficace

Phase liphophile = MTBE/MeOH

Phase hydrophile = MeOH/H2O

5 mL

<figure><img src="image_47.png" /></figure>

Nutriments

2 mL

<figure><img src="image_48.png" /></figure>

Herbicide(s)
Descripteurs classiques : activité photosynthétique

<figure><img src="image_49.png" /></figure>

<figure><img src="image_50.png" /></figure>

atrazine seule

<figure><img src="image_51.png" /></figure>

atz en mélange

<figure><img src="image_52.png" /></figure>

S-méto. seul

<figure><img src="image_53.png" /></figure>

Smet en mélange
Descripteurs classiques : activité photosynthétique

<figure><img src="image_54.png" /></figure>

atrazine seule

<figure><img src="image_55.png" /></figure>

atz en mélange

<figure><img src="image_56.png" /></figure>

S-méto. seul

<figure><img src="image_57.png" /></figure>

Smet en mélange

<figure><img src="image_58.png" /></figure>

S-métolachlore : pas d'impact
Descripteurs classiques : activité photosynthétique

<figure><img src="image_59.png" /></figure>

atrazine seule

<figure><img src="image_60.png" /></figure>

atz en mélange

<figure><img src="image_61.png" /></figure>

S-méto. seul

<figure><img src="image_62.png" /></figure>

Smet en mélange

<figure><img src="image_63.png" /></figure>

**S-métolachlore** : pas d'impact

**Atrazine** : effet sur le rendement efficace, inhibition d'environ 40% à la C1000

**Mélange** : effets identiques à atrazine seule
Descripteurs classiques : **fluorescence chlorophyllienne**

<figure><img src="image_64.png" /></figure>

atrazine seule

<figure><img src="image_65.png" /></figure>

atz en mélange

<figure><img src="image_66.png" /></figure>

S-méto. seul

<figure><img src="image_67.png" /></figure>

Smet en mélange

<figure><img src="image_68.png" /></figure>

**Atrazine** : augmentation de la fluorescence en parallèle

**Mélange** : effets similaires à atrazine seule
Descripteurs classiques : **fluorescence chlorophyllienne**

<figure><img src="image_69.png" /></figure>

<figure><img src="image_70.png" /></figure>

atrazine seule

<figure><img src="image_71.png" /></figure>

atz en mélange

<figure><img src="image_72.png" /></figure>

S-méto. seul

<figure><img src="image_73.png" /></figure>

Smet en mélange

**Atrazine** : augmentation de la fluorescence en parallèle

**Mélange** : effets similaires à atrazine seule

<figure><img src="image_74.png" /></figure>

Shade-adaptation ?

Stratégie qui se traduit par une augmentation de la chlorophylle

<figure><img src="image_75.png" /></figure>

pas de mesure de densité cell...
Descripteurs classiques : **fluorescence chlorophyllienne**

<figure><img src="image_76.png" /></figure>

atrazine seule

<figure><img src="image_77.png" /></figure>

atz en mélange

<figure><img src="image_78.png" /></figure>

S-méto. seul

<figure><img src="image_79.png" /></figure>

Smet en mélange

<figure><img src="image_80.png" /></figure>

**Atrazine** : augmentation de la fluorescence en parallèle

**Mélange** : effets similaires à atrazine seule

**S-métolachlore** : pas d'impact significatif
Descripteurs lipidomiques : teneur en lipides

<figure><img src="image_81.png" /></figure>

<figure><img src="image_82.png" /></figure>

<figure><img src="image_83.png" /></figure>

<figure><img src="image_84.png" /></figure>

<table><thead><tr><th></th><th>Témoin d0-d7</th><th>Atrazine</th></tr></thead><tbody><tr><td>Lipides de structure</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Lipides de réserve</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ratio chloroplastiques/extra-chloropl.</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

**Atrazine** : augmentation de la quantité de lipides associés à la fonction photosynthétique
=> renforce l'hypothèse de « shade adaptation »
Descripteurs lipidomiques : teneur en lipides

<figure><img src="image_85.png" /></figure>

<figure><img src="image_86.png" /></figure>

<table><thead><tr><th></th><th>Témoin d0-d7</th><th>Atrazine</th></tr></thead><tbody><tr><td>Lipides de structure</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Lipides de réserve</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ratio chloroplastiques/extra-chloropl.</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

<table><thead><tr><th>S-métolachlore</th></tr></thead><tbody><tr><td></td></tr><tr><td></td></tr><tr><td></td></tr></tbody></table>

**Atrazine** : augmentation de la quantité de lipides associés à la fonction photosynthétique

**S-métolachlore** : évolution similaire aux témoins
Descripteurs lipidomiques : teneur en lipides

<figure><img src="image_87.png" /></figure>

<figure><img src="image_88.png" /></figure>

<table><thead><tr><th></th><th>Témoin d0-d7</th><th>Atrazine</th><th>Mélange</th><th>S-métolachlore</th></tr></thead><tbody><tr><td>Lipides de structure</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Lipides de réserve</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ratio chloroplastiques/extra-chloropl.</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_89.png" /></figure>

<figure><img src="image_90.png" /></figure>

<figure><img src="image_91.png" /></figure>

<figure><img src="image_92.png" /></figure>

<figure><img src="image_93.png" /></figure>

**Atrazine** : augmentation de la quantité de lipides associés à la fonction photosynthétique

**S-métolachlore** : évolution similaire aux témoins

**Mélange** : stockage d'énergie et/ou mécanisme de protection (puits pour l'excès d'électrons)
Descripteurs lipidomiques : teneur en lipides

<figure><img src="image_94.png" /></figure>

<figure><img src="image_95.png" /></figure>

<table><thead><tr><th></th><th>Témoin d0-d7</th><th>Atrazine</th><th>Mélange</th><th>S-métolachlore</th></tr></thead><tbody><tr><td>Lipides de structure</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Lipides de réserve</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ratio chloroplastiques/extra-chloropl.</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_96.png" /></figure>

<figure><img src="image_97.png" /></figure>

<figure><img src="image_98.png" /></figure>

<figure><img src="image_99.png" /></figure>

<figure><img src="image_100.png" /></figure>

<figure><img src="image_101.png" /></figure>

Effets différents en fonction de la classe de lipides et de l'herbicide
Résultats principaux

<figure><img src="image_102.png" /></figure>

<table><thead><tr><th></th><th>ΦPSII</th><th>Fluorescence</th><th>Glycolipides (photosynthèse)</th><th>Phospholipides (membrane)</th><th>Lipides de réserve</th></tr></thead><tbody><tr><th>Atrazine</th><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><th>Mélange</th><td></td><td></td><td></td><td></td><td>à 10 µg/L</td></tr><tr><th>S-métolachlore</th><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_103.png" /></figure>

<figure><img src="image_104.png" /></figure>

<figure><img src="image_105.png" /></figure>

<figure><img src="image_106.png" /></figure>

<figure><img src="image_107.png" /></figure>

<figure><img src="image_108.png" /></figure>

<figure><img src="image_109.png" /></figure>

<figure><img src="image_110.png" /></figure>

<figure><img src="image_111.png" /></figure>

<figure><img src="image_112.png" /></figure>

<figure><img src="image_113.png" /></figure>
Résultats principaux

<figure><img src="image_114.png" /></figure>

Fluorescence

<figure><img src="image_115.png" /></figure>

Glycolipides

<figure><img src="image_116.png" /></figure>

Phospholipides

<figure><img src="image_117.png" /></figure>

Lipides de

Atrazine

Exposition aux herbicides => modifications physiologiques, variation de la biomasse algale et remodelage lipidique.

Possible mécanisme de *shade-adaptation* avec l'atrazine

Mélange

Toxicité du mélange expliquée surtout par l'atrazine pour les paramètres de photosynthèse et réponse intermédiaire atrazine/S-métolachlore pour les lipides

S-métolachlore

Lipides (et acides gras) comme marqueurs structurels et fonctionnels
Perspectives

* Tests de toxicité prenant en compte les effets de contaminants au mode d'action différent
Perspectives

* Tests de toxicité prenant en compte les effets de contaminants au mode d'action différent

* Prendre en compte le rôle des relations inter-specifiques dans la modulation de la toxicité
=> études de co-cultures ou de biofilms périphytiques

1 Interspecific interactions modulate atrazine and S-metolachlor toxicity on aquatic microbial autotrophs

3

4 Laura Malbezinª*, Nicolas Mazzellaᵇ, Sébastien Boutryᵇ, Isabelle Lavoieª, Soizic Morinᵇ*

5
ªInstitut national de la recherche scientifique, Centre Eau Terre Environnement, Québec (Canada)

6 ᵇUnité de recherches Écosystèmes Aquatiques et changement globaux, Institut national de recherche

7 pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement, Cestas (France)

8
*Corresponding authors :

9 Laura Malbezin [lmalbezin@outlook.fr](mailto:lmalbezin@outlook.fr), 490 rue de la Couronne, G1K 9A9, Québec, Canada

10 Soizic Morin [soizic.morin@inrae.fr](mailto:soizic.morin@inrae.fr), 50 avenue de Verdun, 33612, Cestas-Gazinet, France
Perspectives

* Tests de toxicité prenant en compte les effets de contaminants au mode d'action différent

* Prendre en compte le rôle des relations inter-spécifiques dans la modulation de la toxicité
=> études de co-cultures ou de biofilms périphytiques

* Intérêt écologique des lipides et acides gras : composés nutritionnels essentiels pour les consommateurs primaires
<figure><img src="image_118.png" /></figure>

Merci pour votre attention

<figure><img src="image_119.png" /></figure>

LabEx COTE

<figure><img src="image_120.png" /></figure>

Fonds de recherche
Nature et
technologies

Québec

<figure><img src="image_121.png" /></figure>

INRAO

UR/1454

ÉCOSYSTÈMES AQUATIQUES
& CHANGEMENTS GLOBAUX [EABX]

IN
RS

Institut national
de la recherche
scientifique
# Références

Battaglin, W.A., E.T. Furlong, M.R. Burkhardt, et C.J. Peter. « Occurrence of Sulfonylurea, Sulfonamide, Imidazolinone, and Other Herbicides in Rivers, Reservoirs and Ground Water in the Midwestern United States, 1998 ». *Science of The Total Environment* 248, n° 2-3 (avril 2000): 123-33.
https://doi.org/10.1016/S0048-9697(99)00536-7

Giroux, Isabelle. *Présence de pesticides dans l'eau au Québec: portrait et tendances dans les zones de maïs et de soya : 2018 à 2020*. Québec (Québec): Environnement et lutte contre les changements climatiques, Québec, 2022.

Hansen, Samuel P., Tiffany L. Messer, et Aaron R. Mittelstet. « Mitigating the Risk of Atrazine Exposure: Identifying Hot Spots and Hot Times in Surface Waters across Nebraska, USA ». *Journal of Environmental Management* 250 (novembre 2019): 109424.
https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.109424

Icones : The Noun Project https://thenounproject.com