Sélection de la résistance à un herbicide

Résumé du document

Une population conserve une partie de sa diversité biologique par la compétition entre les individus d'une même espèce. On s'intéresse en particulier à la compétition entre deux génotypes, on est donc dans le cas d'une exclusion compétitive selon GAUSE : deux espèces possédant la même niche écologique ne peuvent pas coexister. L'un des génotypes peut avoir un métabolisme plus efficace que l'autre. Dans le cas d'un herbicide, certaines « mauvaises herbes » ne meurent plus car elles portent des mutations qui leur permettent de survivre. On parle alors de résistance. L'issue de la compétition dans le principe de GAUSE dépend du chevauchement des niches écologiques à l'échelle du génotype.

Pour une algue unicellulaire photosynthétique du sol, la ressource principale est la lumière. Par conséquent, le meilleur moyen de s'en débarrasser est d'utiliser un herbicide systémique qui empêche la photosynthèse ; c'est le cas de l'atrazine chez Chlamydomonas. En travaillant sur deux souches de cette algue CC 2479 et CC 3269, on constate que la première survit à des doses d'atrazine qui tuent la seconde. Par conséquent, la souche CC 2479 admet une résistance partielle par rapport à la souche CC 3269 qualifiée de sensible.

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L'utilisation de l'atrazine est interdite en Europe à cause des effets toxiques constatés sur des modèles animaux et sa présence dans de nombreux cours d'eau pollués par les pratiques agricoles. D'autres herbicides ont été développés dont la métribuzine, molécule analogue mais non-toxique et autorisée au niveau européen. Elle est en revanche moins efficace que l'atrazine pour une dose donnée. Nous allons donc tester l'effet de cette molécule sur les souches de Chlamydomonas résistantes ou sensibles à l'atrazine et voir si cette résistance est conservée ou non. L'issue de la sélection entre S et R peut être prédite à l'aide des informations sur les effets de l'atrazine préalablement étudiés.

On place donc ces deux souches de Chlamydomonas dans des conditions expérimentales permettant leur croissance. Ainsi il peut-être discuté du résultat de cette expérience à la métribuzine à la lumière des prédictions de l'expérience à l'atrazine (...)

Extraits

[...] Elle est en revanche moins efficace que l'atrazine pour une dose donnée. Nous allons donc tester l'effet de cette molécule sur les souches de Chlamydomonas résistantes ou sensibles à l'atrazine et 4 Sélection de la résistance à un herbicide 18 avril 2012 Figure : photographie de Chlamydomonas 5 Sélection de la résistance à un herbicide 18 avril 2012 voir si cette résistance est conservée ou non. L'issue de la sélection entre S et R peut être prédite à l'aide des informations sur les effets de l'atrazine préalablement étudiés. [...]

[...] Le problème de l'atrazine est sa toxicité. La métribuzine est moins nocive mais elle est également moins efficace. Il faut donc en utiliser une plus grande quantité pour arriver au même effet. Il serait donc intéressant de quantifier le seuil d'efficacité de la métribuzine et de vérifier si la dose nécessaire n'est pas tout de même dangereuse pour l'environnement. Conclusion : On a ainsi pu montrer que la métribuzine est moins efficace que l'atrazine contre Chlamydomonas, et que la souche résistante à l'atrazine est également résistante à la métribuzine. [...]

[...] Ces témoins sont accompagnés de cultures en mélange réparties en trois expériences : sans métribuzine notée avec métribuzine à 10 µM notée et avec métribuzine à 50 µM notée Les deux premières permettront de constater si la résistance est conservée, la troisième aidera à conclure sur une résistance totale ou partielle à la métribuzine. Les cultures initiales ont une concentration de cellules par mL. Les cultures sont réalisées à température et lumière constantes. Après 7 jours de croissance, on calcule la concentration de la solution, à l'aide d'un comptage par cellules de Malassez, afin de déterminer la dilution équivalente pour obtenir une concentration finale de 1000 cellules/mL. [...]

[...] On étale ensuite 200 µL de cette solution diluée sur une boîte de Pétri. On ajoute de la métribuzine dans la gélose afin de pouvoir différencier les souches qui sont morphologiquement identiques Sélection de la résistance à un herbicide 18 avril Sélection de la résistance à un herbicide 18 avril 2012 De cette manière, on peut observer l'issue supposée de la sélection entre CC3269 et CC2479 en présence ou absence de métribuzine (cf. Tableau 1). En effet, en présence de gélose métribuzinée on ne devrait observer que des colonies de souche R. [...]

[...] Des taux de résistance ont été calculés en faisant le quotient de la concentration estimée sur boite avec herbicide par celle des boites sans. On constate que dans toutes les situations les taux moyens ne dépasse pas 15% de survie et les valeurs maximales pas les 45% (Fig. 6). Ces taux augmentent quand les conditions expérimentales ont déjà sélectionné des cellules plus résistantes que les autres que ce soit dans la souche S ou R. Ils donnent également un aperçu des proportions de cellules vraiment résistantes dans les flacons après une semaine en présence de métribuzine et on constate qu'elles ne le sont pas toute. [...]