Effets du cuivre et du zinc sur la photosynthèse et le métabolisme d’une cyanobactérie et de diatomées marines du littoral vietnamien ; comparaison avec des espèces de la côte atlantique française

par Thi Le Nhung Nguyen-Deroche

Thèse de doctorat en Biophysiologie des organismes et des populations

Sous la direction de Annick Manceau.

Soutenue en 2008

à Le Mans .


  • Résumé

    Le Viêtnam dont le littoral s’étend sur plus de 3000 km est confronté à la pollution des eaux douces et marines. Les contaminations par les métaux issus des activités anthropiques ont des conséquences importantes sur les écosystèmes et la santé humaine. L’objectif de ce travail est de comparer l’incidence d’un excès de cuivre (Cu) et de zinc (Zn) sur le métabolisme cellulaire de deux diatomées (Amphora acutiuscula et Nitzschia palea) et la cyanobactérie (Cyanobium sp. ) récoltées sur la côte sud-est du Viêtnam et de deux diatomées (Amphora coffeaeformis et Entomoneis paludosa) de la côte atlantique française. L’impact des métaux sur la croissance, la photosynthèse, l’activité d’enzymes antioxydantes et l’expression d’un gène de la phytochélatine synthase a été mesuré chez les espèces cultivées en conditions contrôlées, dans de l’eau de mer artificielle additionnée ou non de CuCl2 (1,5 µM et 3 µM) ou de ZnCl2 (15 µM et 20 µM). Les cinq espèces montrent une sensibilité très variable vis à vis du Cu et du Zn. Parmi des paramètres physiologiques, la densité cellulaire maximale semble être le meilleur indicateur de la toxicité du Cu et du Zn chez les cinq espèces étudiées. La réponse des autres paramètres mesurés est variable en fonction de la quantité de métaux ajoutée et de l’espèce. Il est à noter que la présence de Zn augmente l’activité enzymatique de l’anhydrase carbonique externe dans la plupart des cas. Nous avons par ailleurs mis en évidence, chez les quatre diatomées, la présence d’un gène codant la phytochélatine synthase. Cette enzyme catalyse la synthèse de phytochélatines qui fixent les ions métalliques diminuant ainsi leur toxicité. Nos résultats montrent que l’expression de ce gène (évaluée par la technique de northern blot) chez N. Palea n’est pas proportionnelle à la quantité de Zn ajouté. Chez les autres diatomées, cette expression n’est pas détectable, quelles que soit les concentrations en métaux testées. Notre étude met en évidence des réponses physiologiques similaires entre des diatomées provenant de zones côtières très éloignées géographiquement, avec des facteurs abiotiques très différents (température, éclairement, salinité, pH…). Ce travail permet de mieux comprendre l’effet du Cu et du Zn sur les diatomées et la cyanobactérie marines qui jouent un rôle majeur dans les écosystèmes marins.

  • Titre traduit

    Effect of copper and zinc on photosynthesis and metabolism in marine diatoms and a cyanobacterium of the southeast Vietnamese coast ; comparison with species native from the French Atlantic coast


  • Résumé

    Vietnam possessing a coast of about 3000 km is confronted with marine and freshwater pollution. Contaminations by heavy metals coming from various anthropic activities affected the ecosystems and the human health. The objective of this thesis is to study the impact of copper (Cu) and zinc (Zn) on the cellular metabolism in four marine diatoms and a cyanobacterium. Two diatoms species (Amphora acutiuscula and Nitzschia palea) and the cyanobacterium Cyanobium sp. Were collected from the southeast Vietnamese coast, and the other two (Amphora coffeaeformis and Entomoneis paludosa) were native from the French Atlantic coast. The effects of Cu and Zn on growth, photosynthesis, antioxidative enzyme activities and expression of phytochelatin synthase gene in these microorganisms cultured in artificial seawater (ASW, control) and in ASW supplemented with 1. 5 and 3 µM Cu or 15 and 20 µM Zn under controlled conditions were investigated. The five species showed various levels of sensitivity to Cu and Zn. The maximum cell density seemed to be a good indicator of Cu and Zn toxicity. The response of the other physiological parameters are variable according to the metal concentration and species. The increase of external carbonic anhydrase is noticed in presence of Zn. Moreover, we found that the gene encoding the phytochelatin synthase is present in the four diatoms studied. This enzyme catalyses the biosynthesis of phytochelatins that fix metal ions reducing their toxicity. Our results showed that the expression of this gene (evaluated by northern blot technique) in N. Palea was not proportional to the quantity of Zn supplemented. In other species, this expression was not detectable whatever the metal concentrations. Our study allowed to a better comprehension of the effects of Cu and Zn in marine diatoms and cyanobacterium that play a key role in marine ecosystems.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (164-[10] p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 150-164

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  • Bibliothèque : Université du Maine. Service commun de documentation. Section Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 2008LEMA1009
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