Phytosidérophore

Définition

Un phytosidérophore est une molécule de type ligand organique de la famille des acides aminés qui est susceptible de complexer le fer et divers éléments métalliques. Les molécules de phytosidérophore sont synthétisées et sécrétées uniquement par les graminées, de façon accrue en réponse à une carence en fer. Les graminées disposent de systèmes de transporteurs capables d'absorber le complexe formé par les phytosidérophores avec le fer ferrique.

L'utilisation des phytosidérophores :

Schéma d'utilisation des phytosidérophores chez les Poacées.

Explications

Un phytosidérophore est donc une biomolécule présentant une forte affinité pour les métaux, le fer en particulier. Les phytosidérophores sont sécrétés par les Poacées et mobilisent les métaux en formant avec eux des complexes stables et solubles (type acide).

L'acide muginéique est étroitement lié à son précurseur biochimique, la nicotinamine, et à un certain nombre d'autres composés qui ont également été identifiés comme phytosidérophores dans les plantes graminées.

✅ Les phytosidérophores ont été définis par Takagi en 1984 en tant que groupe d'exsudats racinaires présentant de fortes propriétés complexantes vis-à-vis du fer ferrique et identifiés comme des acides aminés non protéinogènes, tels que l'acide muginéique et ses dérivés.

Les phytosidérophores (PS) sont des composés solubilisants de Fe (III) libérés par les racines des Poacées. Bien que toujours mal quantifiés, les preuves disponibles suggèrent que les concentrations de PS dans la rhizosphère se situent entre quelques et 100 μM. Les cycles quotidiens de PS dans la rhizosphère interviennent avec des apports des racines des plantes le matin, la majorité des PS étant dégradés par des micro-organismes, réabsorbés par les plantes ou adsorbés sur les solides du sol tout au long de la journée. La libération de PS due à une carence en Fe et l'absorption directe du complexe Fe (III)-PS par la base ont été bien démontrées, mais la libération de PS en réponse à d'autres carences en métal et l'absorption d'autres complexes métal-PS est plus controversé.

Cependant, indépendamment du fait que les plantes cultivées sur le terrain excrètent du PS en réponse à des carences en micronutriments autres que Fe ou qu'elles absorbent des quantités importantes d'autres complexes métal-PS, la liaison des métaux par le PS dans la rhizosphère peut avoir des implications plus générales pour une solubilisation accrue et mobilisation des métaux. Des études ont montré que le PS peut solubiliser d'autres métaux (par exemple Cu, Cd, Ni, Zn) dans des substrats contaminés et non contaminés. Cependant, une évaluation minutieuse de ces études révèle l'utilisation de concentrations irréalistes élevées de PS, une mauvaise quantification du PS restant dans la phase aqueuse, l'utilisation de solides puits métalliques artificiels tels que les résines chélatantes et les tubes de dialyse, ou la dégradation microbienne, qui peuvent tous produire des résultats confus.

De toute évidence, il est nécessaire de mesurer plus directement le PS dans le sol de la rhizosphère, mais en leur absence, nous avons étudié les problèmes en utilisant une approche géochimique et une modélisation conceptuelle. Les preuves suggèrent que le PS pourrait fournir un pool soluble de métaux pour l'absorption avec un certain nombre d'implications potentielles :

1. augmenter la biodisponibilité des métaux traces là où la carence est la principale préoccupation;
2. augmenter la biodisponibilité des métaux où la phytotoxicité est la principale préoccupation;
3. accroître les risques potentiels de transfert dans la chaîne alimentaire pour des métaux tels que le Cd, où la toxicité pour l'homme et les animaux est la principale préoccupation; et
4. augmentation de la concurrence entre Fe (III) et d'autres métaux pour la liaison aux complexes PS qui peuvent réduire le Fe (III) solubilisé, conduisant à une carence en Fe.

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