Cultures contrôlées, sols/bactéries/plantes
Personnel et localisation
Responsable technique et contact : Pierre Gaudin
Responsable scientifique : Thierry Lebeau
Personnes exerçant sur la plate-forme : Hervé Capiaux, Justine Garraud
Localisation : Nantes
Présentation
Les sols sont au cœur de la zone critique de la Terre, qui est l’«environnement hétérogène et proche de la surface où des interactions complexes -impliquant la roche, le sol, l’eau, l’air et les organismes vivants- régulent l’habitat naturel et déterminent la disponibilité des ressources biologiques». Or, les sols sont menacés par de nombreuses formes de dégradation : érosion, imperméabilisation, salinisation, pollutions,… ; quand dans le même temps la pression anthropique sur ces ressources biologiques et écosystèmiques va en s’accroissant.
Peu connus du grand public, les sols offrent pourtant des réponses aux grandes questions des dérèglements climatiques, de la sécurité alimentaire et de la réhabilitation des environnements dégradés.
Le plateau technique a été créé en 2012 pour des études à l’interface biologie/géosciences. Il dispose aujourd’hui de plus de 80 m² dédiés à des expériences sur la bioaltération des SOLS et sédiments et les transferts de nutriments (N, P, K…) et des éléments traces métallique (ETM : Fe, Cu, Pb, Cd…) sous l’influence du vivant : les PLANTES, comme organismes phyto-accumulateurs, et surtout leur microbiote et les BACTÉRIES, comme agent biologique clef dans la résistance des plantes aux stress, et plus particulièrement dans un contexte de pollution par des ETM ; mais également comme agent susceptible d’optimiser leur capacité de phytoextraction des ETM. Ces études s’intéressent à l’aspect fondamental des mécanismes de mobilité et de biodisponibilité des ETM, en particulier grâce aux sidérophores bactériens (pyoverdines) qui peuvent chélater et transporter les ETM (Fe²+, Cu²+…) ; mais aussi aux aspects appliqués, à des fins de bio-remédiation de sols pollués (jardins urbains, sols maraîchers et viticoles…).
Équipements et expertises
Nous réalisons des prélèvements d’échantillons environnementaux (sols, sédiments, plantes) et les préparons pour analyses : lavages, séchages ou lyophilisation, broyages, minéralisation (voie acide par micro-ondes)…
Le laboratoire de microbiologie de niveau 2 nous permet de réaliser des collections de souches bactériennes aux potentiels PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria) : prélèvement, extraction, purification, cultures et caractérisation par micro-tests métaboliques (microplaques). Nous sommes également en mesure de produire et purifier des sidérophores bactériens (pyoverdines).
Nos travaux de recherche nous amènent à conduire et suivre des campagnes de (co-)cultures Plantes-Bactéries (= bioaugmentation) en conditions contrôlées (enceintes bactériologiques et phytotroniques), ou sur le terrain. Nous étudions, également, les capacités de phytoextraction en présence de polluants (ETM). Les cultures sont alors réalisées sur diverses matrices : hydroponie, gels, sols ; et supports : pots, rhizobox, bacs…
Depuis quelques années, nous avons fait le choix d’utiliser de nouvelles techniques d’analyses telles la cartographies 2D de la rhizosphère des plantes par gels à Diffusion à l’Equilibre en couche mince (DET : pH, Fer, Phosphore, molécules chélatrices des ETM) et en Gradient (DGT : cartographie des ETM), l’analyse élémentaire (ETM) dans des sédiments, sols et extraits de sols, végétaux (ICP-OES, LA-ICP-MS, pXRF) ; et l’analyse moléculaire (biodiversité microbiologique).
Pour cela, nous nous appuyons sur les équipements et expertises des autres plates-formes du LPG : Méthodes d’Analyses : Géochimie (ICP-OES, LA-ICP-MS), Spectroscopie, Granulomètre laser ; Systèmes d’observations (Caméras hyperspectrales) et des plateaux : Lithopréparation, et Microscopie (Optique et MEB),…
Nos études font également appel aux compétences et outils de la Plateforme d’Analyses Moléculaires Biodiversité & Environnement (Hervé Capiaux, LPG – IUT La Roche sur Yon).
Thèmes associés
Systèmes Littoraux et Marins, Terre
Financements
CNRS, Nantes Université, OSUNA, Région Pays de la Loire, ANR, ADEME