Olivier Proux, Matthew A. Marcus, Jean-Louis Hazemann, Valérie Bert, Agnès Traverse, Géraldine Sarret, Alain Manceau, Pierre Saumitou-Laprade, Laboratoire de Géophysique Interne et Tectonophysique (LGIT), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Génétique et évolution des populations végétales (GEPV), Université de Lille, Sciences et Technologies-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Cristallographie, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire pour l'utilisation du rayonnement électromagnétique (LURE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-MENRT-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Advanced Light Source [LBNL Berkeley] (ALS), Lawrence Berkeley National Laboratory [Berkeley] (LBNL), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC)-Institut des Sciences de la Terre (ISTerre), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-PRES Université de Grenoble-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-PRES Université de Grenoble-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille, Sciences et Technologies, Institut des Sciences de la Terre [2011-2015] (ISTerre [2011-2015]), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-PRES Université de Grenoble-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-PRES Université de Grenoble-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble [1985-2015] (OSUG [1985-2015]), and Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology [2007-2019] (Grenoble INP [2007-2019])-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology [2007-2019] (Grenoble INP [2007-2019])-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
The chemical forms of zinc (Zn) in the Zn-tolerant and hyperaccumulator Arabidopsis halleri and in the non-tolerant and nonaccumulator Arabidopsis lyrata subsp. petraea were determined at the molecular level by combining chemical analyses, extended x-ray absorption spectroscopy (EXAFS), synchrotron-based x-ray microfluorescence, and μEXAFS. Plants were grown in hydroponics with various Zn concentrations, and A. halleri specimens growing naturally in a contaminated site were also collected. Zn speciation in A. halleri was independent of the origin of the plants (contaminated or non-contaminated) and Zn exposure. In aerial parts, Zn was predominantly octahedrally coordinated and complexed to malate. A secondary organic species was identified in the bases of the trichomes, which contained elevated Zn concentrations, and in which Zn was tetrahedrally coordinated and complexed to carboxyl and/or hydroxyl functional groups. This species was detected thanks to the good resolution and sensitivity of synchrotron-based x-ray microfluorescence and μEXAFS. In the roots of A. halleri grown in hydroponics, Zn phosphate was the only species detected, and is believed to result from chemical precipitation on the root surface. In the roots of A. halleri grown on the contaminated soil, Zn was distributed in Zn malate, Zn citrate, and Zn phosphate. Zn phosphate was present in both the roots and aerial part of A. lyrata subsp. petraea. This study illustrates the complementarity of bulk and spatially resolved techniques, allowing the identification of: (a) the predominant chemical forms of the metal, and (b) the minor forms present in particular cells, both types of information being essential for a better understanding of the bioaccumulation processes.