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Dernière mise à jour : Mai 2018

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Laboratoire des Interactions Plantes-Microorganismes - LIPM

Laboratoire des Interactions Plantes-Microorganismes

Thèmes de recherche - Efficacité de la symbiose mycorhizienne à arbuscules

La symbiose mycorhizienne arbusculaire : La plupart des plantes, y compris les céréales, forment une endosymbiose avec des champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA) appartenant au groupe des Glomeromycètes. Les CMA sont bénéfiques pour la nutrition des plantes en raison de leur capacité à coloniser à la fois le sol et les racines et à collecter des nutriments à partir d'un volume de sol beaucoup plus grand que celui exploré par les racines des plantes. Les CMA pénètrent dans les cellules corticales des racines et forment des structures appelées arbuscules au niveau desquels ils échangent des nutriments avec la plante hôte. Les CMA fournissent des éléments nutritifs du sol (phosphore, azote, …), aux plantes et reçoivent des sucres et des lipides dérivés de photosynthétats. Les CMA peuvent également stimuler la résistance des plantes à des stress biotiques et abiotiques. Cette symbiose est décrite comme mutualiste, mais son efficacité sur la croissance et / ou la résistance aux stress des plantes dépend à la fois des génotypes des plantes et des CMA. Nous cherchons à comprendre les mécanismes moléculaires qui influencent la colonisation des plantes par les CMA et les réponses mycorhiziennes.

tomato root

Une racine de tomate colonisée par une souche du CMA Rhizophagus irregularis. Le champignon est coloré avec de l'encre (bleu). Les flèches longues pointent des arbuscules. Les flèches courtes pointent des hyphes extra-racinaires.

Objectif 1: Évaluer les effets des pratiques agricoles sur la diversité des CMA et leur efficacité à stimuler la croissance des plantes. Pour atteindre cet objectif, nous réalisons des échantillonnages de blés (blé dur et tendre) cultivés selon diverses pratiques agricoles et nous analysons les communautés fongiques associées aux racines par séquençage ADN à haut débit (metabarcoding). Nous isolons également les souches de CMA associées aux racines de blé et testons leur efficacité pour stimuler la croissance du blé en conditions contrôlées.

Objectif 2: Identifier les mécanismes moléculaires impliqués dans la variation du bénéfice de la symbiose chez les plantes. Pour atteindre cet objectif, nous étudions la variabilité génétique de la graminée modèle Brachypodium distachyon et du blé. Cela comprend l'analyse des réponses de croissance et transcriptionnelles des plantes aux CMA dans divers environnements contrôlés, en particulier avec différents niveaux de disponibilité en nutriments.

Pour répondre à ces deux objectifs, nous utilisons la plateforme de phénotypage automatisé des plantes de Toulouse pour mesurer la cinétique de croissance des plantes en présence et en l'absence de CMA.

plant toulouse phenotyping platform

Analyse de la réponse de croissance en présence d’une souche de CMA dans différents écotypes de B. distachyon

Signaux symbiotiques: Les lipo-chitooligosaccharidiques (LCO) et les chitooligosaccharidiques à chaines courtes (CO), dérivés chitiniques produits par les CMA, sont capables d'activer une voie de signalisation chez l'hôte, nécessaire à la colonisation par les CMA et sont donc probablement impliqués dans les mécanismes de colonisation.

Objectif 3: Déterminer le rôle dans l'établissement de la symbiose, des signaux symbiotiques chitiniques produits par les CMA. Pour atteindre cet objectif, nous caractérisons chez l’hôte les récepteurs de LCO et CO (appartenant à la sous-famille des récepteurs-like kinases (RLK) contenant des domaines LysM), grâce à une combinaison d'approches de génétique inverse et de biochimie des protéines.

Plantes modèles utilisées : Solanaceae (Nicotiana benthamiana, Petunia hybrida et Solanum lycopersicum) et Poaceae (Brachypodium distachyon, Triticum turgidum et Triticum aestivum).

Financements actuels:

Projet MYCOBLE (FSOV, 2021-2023), coordinateur: B. Lefebvre
Projet WHEATSYM (ANR PRCE, 2017-2021), coordinateur: B. Lefebvre

Financements passés:

Projet Stress'n'Sym (Institut Carnot Plant2Pro, 2017-2020), coordinateur: B. Lefebvre
Projet DIBAM (INRA SPE, 2018-2019), coordinateur: B. Lefebvre
Projet RHIZOWHEAT (IDEX ATS, 2016-2017), coordinateur: C. Masson (LIPM)
Projet SPE INRA (2014-2015), coordonnateur: J. Cullimore (LIPM)
Projet LCOinNONLEGUMES (ANR Jeune chercheur, 2011-2014), Coordinateur: B. Lefebvre