Bioaccumulation du Cd et du Zn chez les plants de tomates (Lycopersicon esculentum L.)

RésuméCe travail vise à évaluer l’accumulation du cadmium (Cd) et du zinc (Zn) (oligoélément) au niveau des organes de jeunes plants de tomate (Lycopersicon esculentum L. var. Rio-grandé), ainsi que leurs effets sur le taux de chlorophylles et les activités enzymatiques intervenant dans le système antioxydant : catalase (CAT), glutathion-S-transférase (GST) et ascorbate peroxysase (APX). Des plantes préalablement cultivées sur une solution nutritive de base ont subi un traitement pendant sept jours, soit par des concentrations croissantes en CdCl2 ou en ZnSO4 (0, 50, 100, 250, 500 μM), soit par des concentrations combinées en Cd et Zn (100/50, 100/100, 100/250, 100/500 μM). Les résultats obtenus concernant le dosage des métaux au niveau des différents compartiments des plants de tomate en fonction des concentrations croissantes du Cd ou du Zn suggèrent une accumulation plus importante de Cd et de Zn dans les racines par rapport aux feuilles. Le traitement combiné (Cd/Zn) perturbe l’absorption des deux éléments selon leurs concentrations dans le milieu de culture. La présence de Zn à faible concentration (50 μM de Zn/100 μM de Cd) a peu d’influence sur l’accumulation du Cd au niveau des racines et des feuilles alors que l’absorption de ces deux éléments augmente dans les feuilles et diminue dans les racines quand leurs concentrations sont équivalentes (100/100 μM) par rapport aux traitements seuls. Lorsque la concentration du Zn est supérieure à celle du Cd (500 μM de Zn/100 μM de Cd), l’absorption de ces derniers est freinée dans les racines alors que leur translocation augmente vers les feuilles. Parallèlement, le dosage des chlorophylles montre que celles-ci ont tendance à diminuer d’une manière dose-dépendante pour les deux traitements (Cd ou Cd/Zn), en revanche, le traitement par les faibles concentrations de Zn (50 et 100 μM) stimule la synthèse chlorophyllienne. Cependant, le traitement par les différentes concentrations de Cd semble induire l’activité des enzymes étudiées (CAT, APX, GST). Il en est de même concernant le traitement par les différentes concentrations de Zn et cela particulièrement pour les plus fortes concentrations. Enfin le traitement combiné (Zn/Cd) semble également engendrer les inductions enzymatiques : CAT, APX et GST.

This work aims at evaluating the accumulation of cadmium (Cd) and zinc (Zn) (trace elements) in the organs of young tomato plants (Lycopersicon esculentum L. var. Rio Grande) and their effects on the rate of chlorophyll and enzyme activities involved in the antioxidant system: catalase (CAT), glutathion-S-transferase (GST) and peroxysase ascorbate (APX). Plants previously grown on a basic nutrient solution were undergoing treatment for 7 days, either by increasing concentrations of CdCl2 or ZnSO4 (0, 50, 100, 250, 500 μM) or by the combined concentrations of Cd and Zn (100/50, 100/100, 100/250, 100/500 μM). The results concerning the determination of metals in the various compartments of tomato plants as a function of increasing concentrations of Cd or Zn, suggest a greater accumulation of Cd and Zn in the roots compared to leaves. The combined treatment (Cd/Zn) interferes with the absorption of the two elements according to their concentrations in the culture medium. The presence of Zn at low concentrations (50 μM of Zn/100 μM Cd) has little influence on the accumulation of Cd in the roots and leaves, while the absorption of these two elements in the leaves increases and decreases in roots when their concentrations are equivalent (100/100 μM) compared to treatment alone. When the concentration of Zn is higher than that of Cd (500 μM of Zn/100 μM Cd) absorption of the latter is inhibited in the roots while increasing their translocation to the leaves. Meanwhile, the dosage of chlorophylls shows that they tend to decrease in a dose-dependent for both treatments (Cd or Cd/Zn), however, treatment with low concentrations of Zn (50 and 100 μM) stimulates chlorophyll synthesis. However, treatment with different concentrations of Cd seems to induce the activity of the enzymes studied (CAT, APX, GST). It is the same for treatment with different concentrations of Zn and this particularly for the highest concentrations. Finally, the combined treatment (Zn/Cd) also appears to cause enzyme inductions: CAT, APX and GST.