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• W92899152 abstract "L'utilisation des plantes pour decontaminer les sols pollues par les metaux est une solution respectueuse de l'environnement. Mais le developpement de cette technique a grande echelle est encore limite en raison de l'indisponibilite de plantes avec les caracteristiques souhaitees (hyperaccumulation, biomasse elevee et croissance rapide). Les objectifs de ce travail etaient d'evaluer le potentiel de plusieurs cultivars de Pelargonium odorants pour l'extraction du Pb au champ, etudier la disponibilite du plomb en relation avec l'activite rhizospherique et developper un protocole de transformation genetique. Parmi les six cultivars de Pelargonium odorants testes au champ, trois : Attar of Roses, Clorinda et Atomic Snowflake ont accumule plus de 1000 mg kg-1 Pb, avec une forte biomasse. Pendant les experimentations en conditions controlees, Attar of roses (le cultivar hyperaccumulateur) acidifie sa rhizosphere et augmente la concentration en COD significativement plus par rapport Concolor Lace (le cultivar non hyperaccumulateur), sans doute en reponse a la pollution metallique. Les concentrations en plomb dans les deux cultivars sont correlees avec l'extraction au CaCl2. Les analyses par EXAFS et ESEM-EDS ont montre que le plomb present dans les racines etait principalement sous forme de complexes organiques alors que les sulfates de plomb predominent dans le sol. Parallelement a ces essais, un protocole de transformation genetique a ete mis au point en vue de mieux comprendre les processus biochimiques impliques dans l'hyperaccumulation et la fonction des genes, Le systeme de regeneration optimise se base sur la pre-culture d'explants sur un milieu contenant 10 μM TDZ + 1 mg L-1 de chacun de BAP et NAA suivie par l'enlevement de TDZ du milieu de culture. La kanamycine et l'hygromycine se sont averes etre de bons marqueurs selectifs pour le Pelargonium. Deux souches d'Agrobacterium, C58 et EHA105 contenant des vecteurs binaires avec des genes marqueurs hpt et nptII ont ete choisis pour des experiences de transformation. Ils ont egalement le gene codant uidA sequence du gene rapporteur. Apres l'infection avec C58, 4 et 107 plantes enracinees sur hygromycine ont ete obtenues pour Attar of Roses et Atomic Snowflake, respectivement. Parmi ces plantes enracinees, les quatre plantes d'Attar et 82 d'Atomic Snowflake ont exprime le Gus dans les feuilles, petioles, les tiges et les racines comme prevu avec une sequence sous controle du promoteur constitutif CaMV 35S. De 20 plantes qui expriment le Gus, 7 plantes se sont averees etre positives apres criblage par PCR. Apres infection par EHA105, 23 et 133 plantes enracinees ont ete obtenues apres selection sur kanamycine, mais aucune n'a demontre d'activite GUS. Seule des experiences d'empreintes par Southern blotting permettront de correler le nombre d'insertions et niveau de l'expression dans ces differents evenements de transformation. ABSTRACT : Metal removal from contaminated soils using plants can provide an environment friendly solution. However, its successful application on a large scale is still limited due to unavailability of plants with desired set of characteristics i.e. hyperaccumulation, high biomass and rapid growth. The objective of this work was to assess the potential of scented Pelargonium cultivars for lead (Pb) extraction under field conditions, plant induced rhizosphere changes, soil factors influencing availability of Pb and to develop an efficient genetic transformation protocol for the selected cultivars. Of the six scented Pelargonium cultivars field-tested, three cultivars (Attar of Roses, Clorinda and Atomic Snowflake) accumulated more than 1000 mg Pb kg-1 DW, with high biomass reaching up to 45 tons ha-1 y-1 dry matter. During assays in controlled conditions, Attar of roses (Pb hyperaccumulator) significantly acidified its rhizosphere and increased Dissolved Organic Carbon (DOC) concentration as compared to Concolor Lace (non-accumulator), probably due to enhanced exudation in response to the metal stress. Lead concentrations in both cultivars were best correlated with CaCl2 extracted Pb. Extended X-ray Absorption Fine Structure (EXAFS) and Environmental Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive x-ray Spectroscopy (ESEM-EDS) demonstrated that Pb was mainly complexed to organic acids within plant tissues whereas the dominant form in soil was PbSO4. Parallel to the soil-plant Pb transfer assays, a genetic transformation protocol was optimized in view of better understanding biochemical processes involved in lead hyperaccumulation and gene function, in the future. The best regeneration scheme was based on the pre-culture of explants on 10 μM TDZ (Thidiazuron) in addition to 1 mg L-1 each of N6-benzylaminopurine (BAP) and α- naphthaleneacetic acid (NAA), followed by removal of TDZ from the culture medium. Kanamycin and hygromycin proved to be efficient selectable markers for genetic transformation. Two Agrobacterium strains, C58 and EHA105 harboring binary vectors carrying the selectable marker genes hpt and nptII were chosen for transformation experiments. They also contained the uidA gene coding sequence as reporter gene. After infecting with C58, 4 and 107 rooted plants on hygromycin-containing medium were obtained for Attar and Atomic cultivars, respectively. The four Attar plants and 82 Atomic plants expressed Gus in leaves, petioles, stems and roots as expected with a sequence driven by the 35S constitutive promoter. Polymerase Chain Reaction (PCR) screening was performed on Gus positive plants and 2 and 20 plants of Attar and Atomic were screened as PCR positive, respectively. After infection with EHA105, 23 and 133 rooted plants were obtained on kanamycin selection medium but none of these expressed Gus. Southern hybridization patterns will enable to correlate gene copy numbers to expression levels in these different events. The optimized protocols could be used for understanding molecular mechanisms of Pb accumulation and improvement in phytoextraction technique." @default.
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