Description par analyses spectrométriques et spectroscopiques des formes chimiques du nickel chez les plantes (hyper)accumulatrices // Description by spectrometric and spectroscopic analyses of the chemical forms of nickel in (hyper)accumulator plants.

Le nickel est un métal essentiel pour les plantes, mais devient toxique lorsqu'il est en excès, affectant la photosynthèse et provoquant des stress génotoxiques et oxydatifs. Les plantes doivent donc réguler finement l'homéostasie du nickel en fonction du nickel disponible dans le sol et de leurs besoins. Les mécanismes impliqués dans la régulation de l'homéostasie du nickel chez les plantes sont encore mal connus. De rares espèces dites hyperaccumulatrices, accumulent des quantités extrêmement importantes de nickel dans leurs feuilles sans montrer de signes de toxicité, et il est aujourd'hui admis que cette propriété résulte d'une exacerbation de mécanismes impliqués dans l'homéostasie du nickel. L'objectif de cette thèse est de progresser dans la compréhension des mécanismes impliqués dans l'homéostasie et l'hyperaccumulation du nickel, notamment en ciblant de nouveaux acteurs (transporteurs, chélateurs, protéines affines). L'approche sera basée sur des techniques analytiques de pointe en spéciation et imagerie des métaux, et le travail sera fait en collaboration avec des équipes de biologistes spécialisées en transcriptomique, métabolomique et métalloprotéomique. Il visera la plante hyperaccumulatrice Noccea caerulescens ainsi que la plante Arabidopsis thaliana qui sera prise pour modèle pour construire un hyperaccumulateur de nickel synthétique par transformation génétique successive afin de surexprimer dans des tissus spécifiques les gènes impliqués dans homéostasie du nickel. Ces connaissances pourront soutenir de développement de phytotechnologies visant à extraire et recycler le nickel présent dans certains sols contaminés et à comprendre de façon plus générale les mécanismes en jeu dans l'accumulation des métaux chez les plantes.
Plus spécifiquement, le travail de thèse reposera sur des techniques analytiques de spectrométrie de masse élémentaire (ICP MS) et moléculaire (LC ESI Orbitrap MS) ainsi que sur des techniques d'imagerie (micro fluorescence X, µXRF), et de spéciation (spectroscopie d'absorption des rayons X, XAS) issues du rayonnement synchrotron.
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Nickel is an essential metal for plants, but is toxic when present in excess, affecting photosynthesis and inducing genotoxic and oxidative stress. All plants must therefore finely regulate nickel homeostasis according to the nickel available in the soil and their needs. The mechanisms involved in regulating nickel homeostasis in plants are still poorly understood. Some rare species, known as hyperaccumulators,
accumulate extremely large quantities of nickel in their leaves without showing any signs of toxicity, and it is now accepted that this property results from an exacerbation of the mechanisms involved in nickel
homeostasis.
The objective of this PhD thesis is to progress in the understanding of the mechanisms involved in nickel homeostasis and hyperaccumulation, particularly in targeting new players (transporters, chelators, nickel-binding proteins). The approach will be based on state-of-the-art analytical techniques for metal speciation and imaging, and the work will be conducted in collaboration with plant biologists expert in transcriptomics and metalloproteomics. It will focus on the hyperaccumulator plant Noccea caerulescens as well as the model plant Arabidopsis thaliana, which will be used to construct a synthetic nickel hyperaccumulator by sequential genetic transformation to overexpress the genes involved in nickel homeostasis in specific tissues. This knowledge could support the development of phytotechnologies aimed at extracting and recycling nickel present in some contaminated soils and, more broadly, to understand the mechanisms involved in metal accumulation in plants.
More specifically, the PhD work will rely on analytical techniques based on elemental mass spectrometry (ICP-MS) and molecular mass spectrometry (LC-ESI-Orbitrap-MS), as well as imaging techniques (X-ray microfluorescence) and speciation techniques (X-ray absorption spectroscopy) from synchrotron radiation.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Autre financement public

ANR Financement d'Agences de financement de la recherche

Université de Pau et des Pays de l'Adour

211 Sciences Exactes et leurs Applications

Le/la candidat(e) doit être diplômé(e) d'un master en chimie environnementale, chimie analytique, physico-chimie ou équivalent. Il/elle devra avoir un fort intérêt pour le travail expérimental et analytique en laboratoire. Il/elle devra être capable de travailler en autonomie et être rigoureux. Il doit avoir une appétence forte pour le travail en collaboration, et sera amené à se déplacer (collaboration Toulouse, mission synchrotron...). Le permis de conduire B sera un plus. Bonnes capacités de rédaction. Anglais requis.
The candidate should hold a master degree in environmental chemistry, analytical chemistry, physico-chemistry or equivalent. He/she should have strong interest in performing experimental and analytical work in the laboratory. He/she will be able to work autonomously and rigorously. He/she has strong interest for work in collaboration and will work occasionnaly in partners' lab (Toulouse, synchrotron missions...). Driving licence will be a plus. Skills in writing. English required and French speaking is a plus.