« Les méthodes actuelles de restauration de ces sites ne sont pas aussi rentables ou économes en énergie qu'elles pourraient l'être, et peut causer plus de perturbations environnementales, " a déclaré Susan Kaminskyj, professeur au Département de biologie. "Notre innovation biotechnologique devrait aider à résoudre ce type de problème plus rapidement et avec moins de perturbations supplémentaires."

Kaminskyj a dirigé une équipe de recherche qui comprenait trois étudiants en biologie et un boursier postdoctoral au U of S College of Arts and Science. Résultats de leurs travaux, financé par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, ont été publiés dans la revue PLOS UN .

Environ 800 kilomètres carrés des sables bitumineux de l'Athabasca en Alberta sont recouverts de résidus grossiers :certains des restes de matériaux provenant du raffinage du bitume extrait à ciel ouvert. Contaminé par un résidu huileux, manquant de nutriments et résistant à l'absorption d'eau, les résidus grossiers sont un environnement hostile à la fois aux plantes et aux microbes du sol.

Mais après que les résidus aient été exposés pendant une dizaine d'années, quelques plantes adventices parviennent souvent à s'enraciner. Un de ceux-là, un pissenlit, a été obtenu par l'équipe de l'U de S en 2007 après avoir été découvert en croissance naturelle sur un site de résidus grossiers. De ses racines, L'ancien étudiant diplômé Xiaohui Bao a isolé une souche unique de champignon.

Les chercheurs ont rapidement découvert que le champignon, qu'ils ont nommé TSTh20-1, possédait une propriété remarquable. Lorsque ses spores sont appliquées sur les plantes, ces plantes poussent et prospèrent sur les résidus grossiers.

"Il y a beaucoup de micro-organismes qui mangent des hydrocarbures pour gagner leur vie. Mais ce qui est vraiment chouette à propos de celui-ci, c'est qu'il est en symbiose avec une plante, " a déclaré Tim Repas, l'un des auteurs de l'article. "Ce n'est pas seulement manger les hydrocarbures, mais c'est laisser la plante survivre dans ces environnements."

Dans le laboratoire de Kaminskyj, plus de 90 % des graines traitées au TSTh20-1 ont germé sur des résidus grossiers, tandis qu'aucune des graines non traitées n'a germé. Les semis de tomates traités avec le champignon ont prospéré sur les résidus même sans engrais et ont poussé pour produire des tomates.

Au fur et à mesure que les plantes poussaient, ils ont également nettoyé le sol sous eux. Les résidus pétrochimiques dans les résidus ont été décomposés, créer un environnement de croissance plus sain.

Le champignon a même pu pousser directement sur le diesel, pétrole brut et matériaux similaires comme seule source de nutriments - la première fois que cette capacité a été observée chez un membre de ce groupe de champignons à croissance rapide. Les chercheurs ont conclu que le TSTh20-1 a un excellent potentiel pour restaurer de nombreux types de déversements pétrochimiques ainsi que des sites de résidus grossiers.

Voir ces propriétés ensemble dans un organisme est passionnant, dit Repas, un récent diplômé d'une maîtrise ès sciences en biologie qui travaille maintenant comme spécialiste de l'environnement. Cela signifie que le champignon TSTh20-1 est "multi-talentueux".

« On peut donc faire la dépollution et la remise en état d'un site en même temps, ", a déclaré Repas.

Ordinairement, l'assainissement — l'élimination des contaminants d'un site — se fait séparément de la remise en état — la restauration du terrain à un niveau proche de son état d'origine. En cas de déversement, le sol contaminé est souvent raclé et transporté au cours d'un processus long et coûteux. Un nouveau sol est ensuite introduit dans la zone et ensemencé avec des plantes indigènes.

"Avec notre procédé, ils pourraient simplement déposer nos semences traitées et ensuite vérifier sur le site de temps en temps, " a déclaré Kaminskyj. " Ils pourraient mettre moins d'énergie, plus efficacement, dans un espace beaucoup plus grand."

La prochaine étape consiste à prouver que la méthode fonctionne dans le monde réel. L'équipe a déjà commencé des tests sur deux sites de déversements pétrochimiques en Alberta et en Colombie-Britannique et espère commencer à voir des résultats l'année prochaine.

Les chercheurs sont également à la recherche de partenaires industriels qui souhaiteraient tester le processus sur les sites de résidus de sables bitumineux ou lors de déversements de pétrole.

Un autre domaine d'investigation plus approfondie sera le mécanisme par lequel le TSTh20-1 produit ses effets. Un indice est l'augmentation des niveaux d'enzymes appelées peroxydases que l'équipe a trouvé sécrétées par les plantes colonisées par le champignon.

"Les peroxydases peuvent briser tout type de liaison chimique, et ils semblent fortement impliqués dans la décontamination de la composante pétrochimique des résidus, " a déclaré Kaminskyj.

En savoir plus sur le fonctionnement du TSTh20-1 pourrait aider à identifier d'autres organismes offrant des avantages similaires aux plantes. Les chercheurs étudient actuellement 10 nouveaux candidats isolés à partir de racines de plantes.