Diversité et Génomique de l’hyperAccumulation du Nickel chez les plantes – EvoMetoNicks

Le Nickel (Ni) est un métal très largement utilisé par l’industrie et dans notre quotidien pour la fabrication de métaux inoxydables et de batteries rechargeables. L’extraction et la purification du Ni entrainent cependant des pollutions de notre environnement et ont un impact direct sur l’érosion de la biodiversité. Dans un contexte de développement durable, il est fondamental de limiter les effets négatifs de la production de Ni sur l’environnement. La phytoremédiation et le « phytomining » sont en ce sens des technologies en devenir qui consistent à utiliser des plantes pour extraire le Ni des sols afin de réhabiliter des sols pollués ou produire du Ni à des fins commerciales. Aujourd’hui, le développement de ces technologies vertes est limité par notre connaissance succincte des mécanismes fondamentaux qui régissent l’accumulation du Ni chez les plantes. Le but du projet EvoMetoNicks est d’améliorer notre connaissance des mécanismes moléculaires impliqués dans l’adaptation des plantes au Ni et son hyperaccumulation.
Le Ni est un élément essentiel mais à forte concentration devient toxique pour les organismes vivants. De manière surprenante, 400 espèces végétales se développant sur des sols riches en Ni d’Europe, de Nouvelle Calédonie et de Cuba sont capables d’accumuler de très fortes concentration de Ni (>0,1%) dans leurs feuilles. La flore de Nouvelle Calédonie, qui est par ailleurs un « hotspot » de la biodiversité mondiale et aussi un des plus importants producteurs de Ni, contient 60 hyperaccumulateurs de Ni endémiques. Dans ce projet nous voulons tirer avantage de la diversité importante trouvée chez les hyperaccumulateurs de Ni à l’échelle mondiale pour obtenir une image originale et évolutive des mécanismes moléculaires fondamentaux impliqués dans l’adaptation au Ni et son hyperaccumulation chez les plantes. Nous avons sélectionné des hyperaccumulateurs de Ni appartenant à des familles évolutivement distantes comme Noccaea caerulescens (Brassicaceae) qui est une espèce modèle pour étudier l’accumulation des métaux, et les espèces endémiques de Nouvelle Calédonie Psychotria gabriellae (Rubiaceae) et Geissois pruinosa (Cunoniaceae). En utilisant les techniques de séquençage à haut débit de nouvelle génération, nous allons comparer les transcriptomes de ces espèces avec ceux d’espèces proches non accumulatrices dans le but d’identifier les mécanismes moléculaires liés à la résistance et l’hyperaccumulation du Ni qui ont été conservés au cours de l’évolution des angiospermes ou au contraire qui sont plus spécifiques de chacune de ces espèces. Parmi les gènes candidat identifiés, nous caractériserons fonctionnellement les gènes impliqués dans le transport, la chélation, la détoxification et la séquestration du Ni.
Nous espérons ainsi identifier des gènes jouant un rôle important dans l’adaptation et l’accumulation du Ni et qui constitueront des cibles privilégiées pour le développement des technologies de phytoremédiation et de phytomining du Ni. Enfin, en accord avec le protocole de Nagoya sur l’accès aux ressources génétiques et le partage équitable des bénéfices, le projet EvoMetoNicks s’attachera a respecter les règlementations environnementales locales et internationales, et nous partagerons l’expérience et les connaissances acquises au cours de ce projet à travers une série de cours et conférences ouvertes aux étudiants et à un large public en Nouvelle Calédonie.