Abstract
The copper-bearing outcrops are predominant ecosystems
affecting the plant communities. Flora colonizing these environments develops
tolerance mechanisms in metals to survive. The present work was initiated to
measure the copper tolerance of 7 graminoids species and highlight a potential
cost of copper tolerance in for these cupricole species. The experience in
hydroponics using 50ml Falcon tubes was installed following a split plot device
with 14 treatments and 12 repetitions. Seven graminoids species were cultured
in two different culture conditions. The first culture condition has been
contaminated with copper solution to a final concentration of 50 uM of Cu and
the second without contamination was considered as the control. The tests
focused on the fresh biomass, dry biomass of the species and root elongation.
The analysis of variance (ANOVA) and Mann-Whitney test were performed. The
nutrient solution was formulated to provide the major elements that the plant
needs to grow. The results on biomass and root tests showed that savanna
species have a higher tolerance index (It = 147.5) at test biomass and a lower
index on the root test (It = 127.5). And wide amplitude species gave weak
tolerance index values of 41 and 111.5.
The CuS04 dose in take was measured tolerance copper
graminoids species. The results show that these species could made a positive
impact in society using phytoremediation or revegetation, taking into account
their biomass and root elongation recorded in this experiment.
Keywords: tolerance, copper, heavy metals,
biomass, graminoids, steppe, savannah
2.2.1. Espèces utilisées 18
VIII
Table des matières
Epigraphe II
Dédicace III
Remerciement IV
Résumé VI
Abstract VII
Table des matières VIII
Listes des abréviations XI
Introduction 1
Chapitre 1. Revue Bibliographique 3
1.1.Flores des affleurements du Sud Est de la RDC
3
1.1.1 Origine de la flore des affleurements
3
1.1.2. Description et répartition de la flore
cupricole 4
1.1.3. Relation végétation- sol sur les
affleurements cuprifères du Sud-Est de la RDC _ 5
1.1.4. Effet du gradient de cuivre sur la structure de la
communauté végétale 7
1.2. Tolérance au cuivre 8
1.3. Les grandes stratégies de tolérance
aux métaux 9
1.4. Quantification et mesure de tolérance aux
métaux lourds 13
1.5. Coût de tolérance 14
1.6. Stress de plantes aux métaux lourds
15
Chapitre2 : Milieu, matériel et
méthodes 16
2.1. Description de zone d'étude 16
2.2. Matériels 18
IX
2.2.2. Matériels du laboratoire et du terrain
19
2.2.3. Solutions utilisées 20
2.3. Méthodes 22
2.3.1. Dispositif expérimental 22
2.3.3. Indice de tolérance 25
2.3.4. Paramètres mesurés 25
2.4. Analyse statistique des données
25
Chapitre 3. Résultats 26
3.1. Mesure de l'indice de tolérance au cuivre des
7 espèces de graminoïdes. 26
3.1.1. Biomasse fraîche 26
3.1.2. Elongation racinaire 28
3.2. Comportements des espèces graminoïdes en
fonction des milieux de culture utilisés 30
3.2.1. Biomasse fraîche 30
3.2.2. Elongation racinaire 31
3.3. Détermination des teneurs en matières
sèches des espèces graminoïdes 32
3.4. Evolution des espèces en fonction des jours
de traitement 33
3.4.1. Biomasse fraîche 33
3.4.2. Elongation racinaire 34
3.5. Détermination de l'indice de tolérance
des espèces graminoïdes 35
Chapitre 4. Discussion des résultats
36
Conclusion et perspectives 39
Références bibliographiques
40
X
Liste des figures et tableaux
a. Figures
Figure 1:Vue générale d'un
affleurements de roches de Cu et Co 6
Figure 2: Les huit communautés
végétales caractéristiques des sols
métallifères de l'arc cuprifère
katangaise 8
Figure 3: Divers modes de tolérance des
éléments trace métalliques par les plantes 10
Figure 4: Réponse des plantes à
une concentration croissante en métaux lourds 12
Figure 5: Localisation géographique du
milieu d'étude (source : Google earth @) 17
Figure 6: photos illustratives des
différentes espèces utilisées dans l'essai. 19
Figure 7: Plan du dispositif experimental 23
Figure 8: Photographie du dispositif
expérimental 24
Figure 9: Détermination de biomasse
fraîche moyenne des espèces graminoïdes en fonction de
substrats 30
Figure 10: Détermination
de la biomasse fraîche des espèces graminoïdes en fonction
de
substrats 31
Figure 11: Détermination de la teneur en
matière sèche. 32
Figure 12: Moyennes des biomasses fraîches
34
Figure 13:Moyennes d'élongation racinaire
34
b. Tableaux
Tableau 1:Teneurs en cuivre des sols et
plantes (médiane, minimal et maximale en mg kg-1) ___ 9
Tableau 2: composition chimique de la solution nutritive de
base utilisée en culture
hydroponique 21
Tableau 3:Mesure de la biomasse fraîche
en fonction de jours de traitement et solutions.. 27
Tableau 4: Mesure d'élongation
racinaire en fonction de jours de traitement et solutions. 29
Tableau 5: Indices de tolérance des
espèces graminoïdes des affleurements cuprifères 35
XI
Listes des abréviations
RDC : République Démocratique du Congo
Cu : cuivre
Co : cobalt
pH : potentiel d'hydrogène
CuS04. 5H20 : sulfate de cuivre 5 fois hydraté
ROS: reactive oxygen species
It : indice de tolérance
FSA : Faculté de Sciences Agronomiques
ADN : acide désoxyribonucléique
uM : microgramme
Nacl : chlorure de sodium
Mg (S04) : sulfate de manganèse
EDTA : Ethylène diamine acétate
H3B03 : acide borique
K2S04 : sulfate de potassium
Cu (N03) : Nitrate de cuivre
Zn (S04). 7H20 : sulfate de Zinc 7 fois hydraté
Mn (S04). H20: sulfate de manganèse
Cu (N03)2. 4H20: nitrate de cuivre
(NH4)6M0702. 4H20 : Molybdate d'ammonium
1
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