Impact environnemental des herbicides ß-tricétones synthétiques et naturels : détection, adaptation microbienne, biodégradation et toxicité.

La plupart des productions agricoles reposent sur l’utilisation de produits chimiques afin de maintenir des rendements de production élevés. L’utilisation de ces produits fait partie intégrante des pratiques courantes en agriculture intensive. Cependant, les produits phytosanitaires appliqués sur les surfaces cultivées peuvent affecter des organismes non ciblés et contaminer les sols et les milieux aquatiques. La préoccupation grandissante du grand public envers l’impact des pesticides sur l’environnement, ainsi que la législation Européenne ont incité au développement de nouvelles stratégies pour évaluer et limiter les impacts potentiels liés aux différents pratiques agriculturales.
Dans ce contexte, des molécules de nouvelle génération, moins dangereuses ont été développées telles que les pesticides à faible impact environnemental, les biopesticides et les pesticides issus de substances naturelles. Concernant ces substances, de nombreux points restent à étudier, notamment l’évaluation des risques potentiels et effets négatifs liés à l’utilisation de ces molécules sur l’environnement et la santé humaine.
Le projet TRICETOX se focalisera sur l’étude des herbicides de la famille des ß-tricétones, herbicides de nouvelle génération, sélectifs pour la culture du maïs en traitement post-levée et utilisés en remplacement de l’atrazine, interdite dans de nombreux pays européens depuis 2003. Dans cette famille, 4 molécules vont être étudiées: deux composés synthétiques, la sulcotrione et la mésotrione et deux composés naturels, la leptospermome et la myrigalone.
Le projet TRICETOX a pour but précis de répondre aux questions suivantes :
(1) Comment développer des outils analytiques adaptés à une surveillance haute fréquence des herbicides ß-tricétones dans le cadre d’un suivi du risque environnemental ?
(2) Quels sont les gènes microbiens codant pour les enzymes cataboliques impliquées dans la biodégradation bactérienne des ß-tricétones ? Ces gènes sont ils régulés et comment ?
(3) Est-ce-que la biodégradation des ß-tricétones est suffisante pour leur dissipation dans l’environnement ? Est-ce-que ces microorganismes et/ou enzymes constituent un outil potentiel de bioremédiation ?
(4) Est-ce que les herbicides ß-tricétones naturels sont une alternative saine aux ß-tricétones synthétiques ?
Les objectifs visés sont (i) le développement d’outils analytiques innovants et peu coûteux de type bioessais et biocapteurs pour la détection des herbicides tricétones. (ii) la caractérisation du système génétique impliqué dans les voies métaboliques de dégradation des tricétones chez Pseudomonas putida 1OP, souche sulcotrione dégradante et Bacillus sp. 3B6, souche mésotrione dégradante. (iii) l’étude des herbicides tricétones d’origine naturelle via leur comportement dans le sol, leur impact sur les communautés microbiennes, leur(s) voie(s) de biodégradation et leur toxicité, ainsi que celle de leurs produits de dégradation. (iv) la communication à des publics scientifiques et aussi aux non initiés, la contribution aux formations de l’enseignement supérieur ainsi que la valorisation des résultats auprès des entreprises.
Ce projet novateur cherchera à établir une vision globale sur l’impact environnemental des herbicides tricétones, en mettant en œuvre des approches scientifiques pluridisciplinaires rassemblant des spécialistes de domaines disciplinaires complémentaires (écologistes microbiens, biochimistes, chimistes analytiques et biologistes moléculaires).
D’un point de vue fondamental, les résultats attendus permettront de mieux comprendre le devenir et le comportement de ces herbicides, et de statuer sur l’intérêt des molécules naturelles par rapport aux molécules synthétiques. L’ensemble des résultats permettra d’améliorer les connaissances actuelles sur la caractérisation génétique des mécanismes d’adaptation bactériens et d’élaborer des outils analytiques innovants et performants, applicables à des évaluations de risque environnemental.

Programme ANR : Contaminants et Environnements : Santé, Adaptabilité, Comportements et Usages (CESA) 2013

Référence projet : ANR-13-CESA-0002

Coordinateur du projet :
Lise BARTHELMEBS (Institut de Modélisation et d'Analyses en Environnement et Santé)
barthelm@univ-perp.fr

Responsable scientifique UMR Agroécologie : Fabrice MARTIN-LAURENT