Soutenance de thèse de Li JIA

La contamination des sols par les métaux lourds, notamment dans les zones minières abandonnées, est un défi environnemental majeur. La phytoremédiation, utilisant des plantes pour dépolluer les sols, est une solution durable. Cependant, l'efficacité de la phytoremédiation par Sedum plumbizincicola peut être limitée par une faible production de biomasse et un apport insuffisant de métaux aux racines. Dans cette étude, trois catégories écologiques de vers de terre sauvages (Amynthas cortices, A. aspergillum, A. robustus, Metaphire guillelmi) ont été introduites dans des sols contaminés combinés avec Sedum plumbizincicola pour évaluer leurs effets sur la croissance. L'objectif était aussi d'identifier les espèces de vers les plus efficaces dans des sols contaminés par le cadmium (Cd) et le zinc (Zn) sous conditions de laboratoire contrôlées sur 90 jours. Les résultats montrent que : 1) Les vers de terre sauvages favorisent la croissance de S. plumbizincicola, avec des effets spécifiques selon les espèces, dans l’ordre : A. cortices > A. aspergillum > M. guillelmi ; 2) Les effets de bioaugmentation résultent d'une augmentation de la biomasse de S. plumbizincicola et d'une meilleure translocation des métaux vers les tissus aériens récoltables ; 3) Il existe un compromis entre la minéralisation des nutriments et la résistance au stress selon les catégories de vers. Sur la base de ces résultats, A. cortices et A. aspergillum ont été sélectionnés pour des tests supplémentaires, individuellement et en combinaison, dans le système S. plumbizincicola afin d'identifier les modèles de remédiation les plus efficaces. Les résultats montrent que : 1) Les effets de bioaugmentation des espèces combinées étaient similaires ou légèrement inférieurs à ceux des espèces individuelles ; 2) L’activité des vers de terre a favorisé l'absorption du Cd et du Zn par S. plumbizincicola en augmentant la mobilité et la biodisponibilité des métaux, facilitant leur transfert du sol à la solution, puis aux racines ; 3) L’analyse multivariée montre que le microbiome du sol (bactéries et champignons) était influencé par l’activité des vers et jouait un rôle crucial dans le transfert des métaux. Une analyse de la communauté microbienne des sols en vrac et dans la rhizosphère a été menée pour comprendre l'impact des vers de terre sur la composition et la structure microbiennes, et pour identifier les prédicteurs microbiens de l’absorption de Cd et Zn par S. plumbizincicola à différents niveaux de contamination. Les résultats montrent que : 1) L'activité des vers de terre a augmenté l'abondance des phylums microbiens dominants et la diversité microbienne. Les taxons biomarqueurs de la rhizosphère étaient associés à des fonctions telles que la décomposition de la matière organique, les cycles du carbone et de l'azote, la survie sous stress métallifère et la promotion indirecte du transfert des métaux dans les sols moyennement et fortement contaminés ; 2) Les modèles d'équations structurelles montrent que l'activité des vers de terre a un effet positif et indirect sur l'absorption des métaux par S. plumbizincicola ; 3) Les microbiotes clés impliqués dans l'absorption du Cd et Zn par S. plumbizincicola variaient selon les niveaux de contamination des sols. Plus précisément, dans les sols fortement contaminés, les genres Fusarium, Desulfitobacterium, Pseudeurotium, Cellulomonas, Georgenia, Edaphobacter, Anaerosporobacter et Sorangium ont été remplacés par Defluviicoccus, Methyloceanibacter, Microlunatus, Skermanella, Aridibacter, Myxococcus, Intrasporangium, Rubrobacter, Stenotrophobacter, Puia ainsi que par les familles Vicinamibacteraceae et Caldilineaceae. Nous offrons une base théorique pour comprendre les effets combinés et le potentiel de plusieurs organismes dans la remédiation des sols.