Étude de transporteurs impliqués dans l'absorption racinaire et la translocation de césium chez Arabidopsis thaliana

​Laure Genies a soutenu sa thèse le 26 janvier 2017 au CEA de Cadarache.

​Le Cs-134 et le Cs-137, deux isotopes radioactifs du césium relâchés entre autres à la suite des accidents de Tchernobyl et Fukushima, sont des sources de préoccupations majeures pour la sécurité sanitaire et pour la préservation des écosystèmes. L’absorption de césium est inégale entre espèces végétales : outre sa disponibilité dans le sol, le transport du césium est également influencé par des propriétés propres à la plante. Les flux d’éléments chez les végétaux étant régulés par des transporteurs, l’objectif général de ma thèse a été d’identifier et de caractériser ceux qui sont significativement impliqués dans le transport du césium. Du fait de l’analogie avec le potassium, le césium est supposé emprunter les voies de transport dédiées à ce macronutriment. Le système de transport potassique comprend une diversité de protéines dont les contributions respectives dépendent des niveaux d’apport en potassium. Je me suis donc intéressée à l’étude de l’absorption, de l’accumulation et de la distribution du césium pour trois niveaux de nutrition potassique. En ce qui concerne l’absorption racinaire de césium, nos données sont cohérentes avec les connaissances sur les rôles respectifs du transporteur potassique HAK5 et des canaux cationiques non sélectifs en fonction du niveau de potassium. En outre, les tests réalisés indiquent que des canaux potassiques de la famille des Shaker pourraient être impliqués dans la translocation du césium ainsi que dans sa recirculation. Le transporteur HAK5, plutôt bien caractérisé pour son rôle dans l’absorption racinaire de césium et de potassium, appartient à la famille de transporteurs nommée KUP/HAK/KT. Les résultats produits pendant cette thèse mettent en évidence le rôle in planta du transporteur KUP9, un membre de cette famille des KUP et jusque-là peu étudié. Nous n’observons pas de modifications de l’absorption du potassium chez les mutants invalidés sur ce transporteur comparés à l’écotype sauvage : il serait donc possible de le manipuler pour moduler l’absorption de césium sans que la nutrition potassique ne soit altérée. Ce résultat est particulièrement encourageant dans un objectif de gestion des territoires contaminés par l’utilisation de plantes capables d’accumuler de grandes quantités de césium (phytoremédiation) ou à l’inverse limitant les transferts à la chaîne alimentaire (safe food).