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Activités enzymatiques dans les sols, d’une méthode de mesure à une norme

La plateforme de biochimie environnementale Biochem-Env a optimisé une méthode de mesure des activités enzymatiques des sols en plaques multi-puits par colorimétrie. Sa robustesse a été démontrée dans le cadre d’un essai inter-laboratoires international. Cette démarche a conduit à l’élaboration d’une norme internationale.

Gros plan sur du petit matériel de laboratoire.. © Inra, BEAUCARDET William
Mis à jour le 12/03/2018
Publié le 22/01/2018

L’observation et l’expérimentation sur les écosystèmes (milieux et organismes) nécessite de disposer de méthodes de mesures biologiques robustes, c’est-à-dire qui associent faisabilité, justesse et fidélité (répétabilité et reproductibilité). Il est également important que ces méthodes soient automatisables, c’est-à-dire qu’elles permettent de traiter un grand nombre d’échantillons. Pourtant, les méthodes de mesure des activités enzymatiques de sols s’appuient pour la plupart sur des protocoles variés et anciens, qui font appel à de nombreuses étapes manuelles, et sont consommatrices en réactifs. Les activités mesurées sont également exprimées sous de multiples formalismes, ce qui limite la comparaison de données disponibles.

 

D’une méthode de mesure des activités enzymatiques du sol à une norme internationale

La plateforme scientifique et technique Biochem-Env, centrée sur le développement et la mesure d’indicateurs biochimiques dans l’environnement et les organismes des écosystèmes continentaux, a récemment optimisé une méthode de mesure des activités enzymatiques des sols, miniaturisée, en plaques multi-puits, par colorimétrie. Elle a ensuite procédé à la validation de la méthode puis à sa normalisation internationale (ISO 20130).

Pour finaliser la démarche de normalisation, la plateforme Biochem-Env a organisé un essai inter-laboratoires international qui a mobilisé huit équipes de recherche dans cinq pays. Chaque équipe a mesuré 10 activités enzymatiques sur six sols différents fournis par la plateforme.

Cet essai a permis de dresser un tableau très satisfaisant de la faisabilité, de la justesse et de la fidélité de cette méthode de mesure (tout type et nature de sols confondus). Parmi les résultats d’analyse obtenus (411), seuls 11 correspondaient à des valeurs aberrantes (soit 2,7 % des données). Celles-ci étaient dues à des problèmes de performances analytiques au sein des équipes et n’étaient pas attribuables à la méthode. Il a également permis de montrer que, malgré ces variations, il est possible de comparer les données produites par les laboratoires pour différents sols, dès lors que ces laboratoires utilisent la même méthode de mesure.

Enfin, dans la perspective de transférer cette méthode auprès de partenaires privés, la plateforme Biochem-Env en a envisagé la protection intellectuelle et a déposé une déclaration d’invention auprès de l’Inra (Cheviron N., Marrault C., Grondin V., Mougin C. 2017. Qualité du sol — Mesure de l'activité enzymatique dans des échantillons de sol en utilisant des substrats colorimétriques en plaques multi-puits. DI-RV-17-0021 CHEVIRON).

 

Forte d’un large panel de méthodes de mesure en lien avec les cycles biogéochimiques et le métabolisme des macromolécules, et/ou traduisant l’activité métabolique globale de l’écosystème sol, la plateforme Biochem-Env offre ici une méthode robuste de mesure des activités enzymatiques dans les sols. Cette méthode trouve un intérêt immédiat indéniable dans le cadre de programmes de recherche multiparties. Plus encore, de l’état de l’art à la protection intellectuelle, cette méthode s’est inscrite dans un processus de développement qui permet aujourd’hui d’envisager son transfert vers des partenaires publics et privés voire son adoption au sein d’une réglementation.

En savoir plus

ISO 20130 (2017). Soil quality — Measurement of enzyme activity patterns in soil samples using colorimetric substrates in micro-well plates.

Cheviron N., Grondin V., Mougin C. 2017. Biochem-Env: a platform of biochemistry for research in environmental and agricultural sciences. Environ. Sci. Pollut. Res. https://doi.org/10.1007/s11356-017-8973-x