Plantes aquatiques et effets combinés du Cadmium et CO2

Le cadmium (Cd), classé comme cancérigène pour l'homme, est dispersé dans les écosystèmes aquatiques principalement par des processus industriels ou par l'application d'engrais phosphatés. La forte solubilité du Cd dans l'eau facilite sa large distribution dans les systèmes aquatiques, et il peut être facilement absorbé par les plantes aquatiques et provoquer une phytotoxicité.

Ottelia alismoides réagit aux effets de la présence du Cadmium et un faible CO2.

Pour les plantes aquatiques, la pénurie de carbone est un autre problème courant. Néanmoins, les plantes aquatiques ont développé des mécanismes de concentration de dioxyde de carbone (C CM) pour contrer le problème de la limitation du carbone inorganique. Très peu de rapports sont disponibles sur les effets combinés du Cd et du faible stress carbone inorganique chez les plantes aquatiques.

Ottelia alismoides (l'ottélie alisma)est la seule espèce connue à réaliser trois mécanismes de concentration de CO2 (C CM) : le facultatif métabolisme acide crassulacéen (CAM), l'utilisation du bicarbonate constitutif (HCO₃^-) et la photosynthèse C4.

Le groupe de recherche sur la biologie des plantes aquatiques dirigé par le professeur Li Wei du jardin botanique de Wuhan a étudié les effets combinés du Cd et du faible stress de carbone inorganique sur les C CM dans O. alismoides, et ils ont découvert que O. alismoides présentait une accumulation élevée de Cd avec le augmentation de la concentration de Cd.

Le traitement au Cd a induit des phytotoxicités appréciables chez O. alismoides, y compris l'anatomie des feuilles endommagées et l'ultrastructure du chloroplaste, ainsi que la biosynthèse pigmentaire réduite et la fluorescence de la chlorophylle.

La technique de la dérive du pH a montré que les deux plantes O. alismoides traitées au Cd ne pouvaient pas absorber HCO₃^-. Le changement diurne de l'acidité était absent, ainsi que la diminution significative de l'activité enzymatique photosynthétique, indiquant la perturbation dans le cycle C4 et CAM.

Les altérations de la fonctionnalité des C CM chez O. alismoides induites par le Cd pourraient être liées à l'inhibition des enzymes impliquées dans la fixation du carbone inorganique et à la destruction des chloroplastes, ainsi qu'à la réallocation de l'énergie et des nutriments impliqués dans les C CM et désintoxication (détoxification) au CD.

Les résultats ont été publiés dans un article dans Ecotoxicology and Environmental Safety, intitulé "Réponses des mécanismes de concentration de CO2 et des caractéristiques photosynthétiques chez la plante aquatique Ottelia alismoides suite à un stress au cadmium sous faible CO2".