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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 - Signalisation symbiotique

La signalisation facteurs Nod

Pour la symbiose LR, nous avons montré que la CSP est activée par des signaux secrétés bactériens de type lipo-chito-oligosaccharides (LCO), appelés facteurs Nod. Ces signaux sont nécessaires pour l’infection et l’organogénèse du nodule, et sont perçus par des récepteurs kinases à motifs lysine (LysM-RLKs). Un des principaux projets du groupe porte sur la régulation et la fonction des protéines LysM-RLK chez M.truncatula, par une combinaison d’approches moléculaires, biochimiques, génétiques et de biologie cellulaire. La capacité des protéines et des complexes récepteurs à se lier aux facteurs Nod est également étudiée. De plus, nous cherchons à analyser comment l’activation des LysM-RLK permet la transduction du signal vers les éléments en aval. Ce travail implique l’étude de différentes protéines intervenant dans la transduction du signal ainsi que d’intéracteurs des récepteurs symbiotiques. De cette manière, nous visons à comprendre comment la légumineuse hôte perçoit les facteurs Nod spécifiques du symbiote rhizobien, et comment ces signaux sont transduits pour activer les réponses symbiotiques de la plante.

La signalisation symbiotique mycorhizienne

En ce qui concerne la symbiose AM, une collaboration récente avec Guillaume Bécard (UMR CNRS/UPS 5546) et Vérena Poinsot (UMR CNRS/UPS 5623) nous a permis de montrer que le champignon mycorhizien Rhizophagus irregularis produit des signaux lipochitooligosaccharidiques sulfatés et non sulfatés, appelés Myc-LCOs. Ces signaux activent la CSP, conduisent à l’induction de l’expression de gènes et à une ramification du système racinaire chez M. truncatula, et stimule la formation des AM chez diverses familles de plantes. A l’aide de Myc-LCOs synthétisés par H. Driguez et collègues au CERMAV, Grenoble, nous continuons de disséquer les mécanismes par lesquels les plantes hôtes perçoivent les champignons mycorhiziens et activent les réponses en aval.

Mycorhization chez les non-légumineuses

Un nouveauprojet vise à utiliser des plantes non-légumineuses pour traiter spécifiquement des questions liées à la symbiose mycorhizienne. Celles-ci concernent 1/ le rôle des Myc-LCO et des chitooligosaccharidiques courts dans la mycorhization et 2/ les mécanismes moléculaires qui influencent le bénéfice des plantes en présence de champignons mycorhiziens à arbuscules. Ces travaux portent principalement sur la monocotylédone modèle, Brachypodium distachyon.

Effets sur le développement et utilisation agronomique des signaux symbiotiques :

Les facteurs Nod et Myc étant capables de stimuler la formation de racines secondaires chez M. truncatula, nous étudions les mécanismes de signalisation contrôlant cette réponse en associant des approches de biologie cellulaire et de transcriptomique avec l’utilisation de mutants de M. truncatula affectés pour l’induction de ces racines secondaires par les facteurs Nod/Myc. La capacité des facteurs Nod à agir comme régulateurs de croissance a conduit à la commercialisation par Novozymes (autrefois EMD Crop BioScience) d’inoculants de rhizobium enrichis en facteurs Nod pour le soja, l’arachide, la luzerne et le pois. Ce travail se poursuit maintenant pour déterminer si les composés LCOs Myc ont également une activité régulatrice de croissance sur un large spectre de plantes, et si le traitement de graines par ces signaux stimule le développement des racines et/ou la mycorhization.

Génomique de Medicago truncatula :

Notre travail sur la dissection des mécanismes de perception/transduction du signal symbiotique a largement fait appel aux outils génétiques et génomiques développés par la communauté scientifique internationale pour M. truncatula. Nous avons contribué à l’International Genome Sequencing Project de M. truncatula par le séquençage du chromosome 5, en collaboration avec le Génoscope (Evry) (http://medicago.org/genome).

Collaborations

Nos collaborateurs pour la signalisation Nod factor sont les groupes de David Barker and Pascal Gamas (LIPM), René Geurts et Ton Bisseling (Wageningen Univeristy, The Netherlands), Theodorus Gadella (Amsterdam University, The Netherlands), Jean-Michel Ané (Wisconsin University), L. Gentzbittel (SP2, ENSAT), et Thomas Ott (University of Munich) .

Nos collaborateurs pour la signalisation symbiotique mycorhizienne sont les groupes de Guillaume Bécard (UMR CNRS/UPS 5546) et Vérena Poinsot (UMR CNRS/UPS 5623).

Nos collaborateurs pour la synthèse des LCO sont les groupes de Jean-Marie Beau (Orsay, Paris) et Sébastien Fort (CERMAV, Grenoble).

Nos collaborateurs pour les etudes génomiques sont J. Gouzy (LIPM), Francis Quétier et collaborateurs (Génoscope-CEA Paris), et The International consortium for the genome sequencing project for Medicago truncatula : Nevin Young (University of Minnesota, USA), Chris Town (JCVI, USA), Bruce Roe (University of Oklahoma, USA), René Geurts (Wageningen University, The Netherlands), Giles Oldroyd andJane Rogers (JIC, UK).