Lipids as Indicators of Pollution In Diatoms: towards an integrated ecotoxicity framework for aquatic and terrestrial plants
Utilisation des lipides cellulaires comme indicateurs de pollution dans les milieux naturels : diagnostic intégré d'écotoxicité basé sur des végétaux terrestres et les diatomées des milieux aquatiques
Résumé
The LIPID program aims at assessing the interest of intracellular lipid profiles to improve the ecotoxicity diagnosis in natural environments impacted by phytosanitary practices. It is based on the field-reality of a pilot watershed located in the vineyard of Blayais (basin Livenne Marcillac -33-), already selected as a pilot-site of the PHYTOCOTE program. Two descriptors based on this principle, previously developed by LBM partner on terrestrial higher plants, reveal the toxic effects of micropollutants (especially heavy metals) in soils polluted from lipid profiles of their leaves, and have already been subjected to standardization. A first objective is then to study the transferability, interest and contribution of such a lipid biomarker on the benthic diatom compartment of rivers. We will try to verify that, compared to different descriptors of toxic effects already known on this compartment (growth, structural, functional, transcriptomic descriptors ...), this new biomarker presents interesting characteristics of sensitivity, precocity and if possible , specificity with respect to the toxic mode of action of the tested substances. Robustness of the observed responses with respect to different confounding factors (diatom species, season and water temperature ...) will also be verified. A second objective is to achieve, from the same target vegetal organisms, a comparative approach of the effects of toxic pollutants in a gradient of more or less impacted terrestrial and aquatic natural environments of the pilot watershed. For that, we will use both an in situ approach (direct exposure in the environments which, for diatoms, will mobilize a caging device) and an ex-situ approach (tests performed under laboratory controlled conditions). At the end of the program, it will be possible to evaluate whether the lipid biomarker newly transferred to the benthic diatoms provides a real added value, in terms of sensitivity and robustness, compared to other descriptors of toxic effects positioned at a specific cellular functioning level, or at different levels of biological integration.
Le programme LIPID vise à évaluer l'intérêt des profils lipidiques intra-cellulaires pour améliorer le diagnostic d'écotoxicité dans des milieux naturels impactés par des pratiques phytosanitaires. Il s'appuie sur la réalité-terrain d'un bassin versant-atelier situé dans le vignoble du Blayais (bassin de la Livenne à Marcillac -33-), déjà sélectionné comme site-pilote dans le cadre du programme PHYTOCOTE. Deux descripteurs basés sur ce principe, mis au point antérieurement par le LBM sur des végétaux supérieurs terrestres, permettent de révéler les effets toxiques de micropolluants (notamment métaux lourds) dans des sols pollués à partir de profils lipidiques de feuilles et ont déjà fait l'objet d'une normalisation. Un premier objectif vise donc à étudier la transférabilité, l'intérêt et l'apport d'un biomarqueur lipidique sur le compartiment des diatomées benthiques des cours d'eau. Il s'agit de vérifier que, par rapport à différents descripteurs d'effets toxiques déjà connus sur ce compartiment (descripteurs de croissance, structuraux, fonctionnels, transcriptomiques…), ce nouveau biomarqueur présente des caractéristiques intéressantes de sensibilité, de précocité et si possible, de spécificité par rapport au mode d'action toxique des substances testées. La robustesse des réponses observées par rapport à différents facteurs confondants (espèce diatomique, saison et température de l'eau…) sera aussi vérifiée. Le second objectif est de réaliser, à partir des mêmes organismes végétaux-cibles, une approche comparée des effets des polluants toxiques dans un gradient de milieux naturels terrestres et aquatiques plus ou moins impactés du bassin versant atelier, en faisant intervenir une approche in situ (exposition directe dans les milieux qui, pour les diatomées, mobilisera un dispositif d'encagement) et une approche ex-situ (tests réalisés en conditions contrôlées de laboratoire). En fin de programme, il sera possible d'évaluer si le biomarqueur lipidique nouvellement transféré au maillon diatomique apporte une plus-value réelle, en termes de sensibilité et de robustesse, par rapport à d'autres descripteurs d'effets toxiques positionnés à un niveau différent du fonctionnement cellulaire et/ou d'intégration biologique.