Projet ANR-08-JCJC-0070 – AuxInfection : Role of auxin during plant cell infection by an endosymbiotic bacterium
Programme : Jeunes chercheuses et jeunes chercheurs (JCJC) 2008
Année de financement : 2008
Coordinateur du projet : INSTITUT DE RECHERCHE POUR LE DEVELOPPEMENT - IRD (INSTITUT DE RECHERCHE POUR LE DEVELOPPEMENT - IRD)
Partenaires : Institut de recherche pour le développement
Montant : 165000.0 euros
Date de début : 2009
Durée : 36 mois
Résumé : L'azote est l'un des éléments limitants majeurs de la production végétale dans le monde. La plupart des plantes utilisent des formes minérales d'azote présentes dans le sol pour leur nutrition. Certaines plantes ont cependant acquis la capacité de former des associations symbiotiques avec des bactéries fixatrices d'azote pour profiter du large réservoir d'azote présent dans l'atmosphère. Les associations les plus efficaces aboutissent à la formation de nouveaux organes racinaires, appelés nodules, dans lesquels les bactéries sont hébergées dans des cellules végétales ce qui permet un échange efficace de nutriments entre les deux partenaires symbiotiques. Deux groupes de plantes forment des nodules fixateurs d'azote : les légumineuses avec des bactéries appelées rhizobium et des plantes appartenant à 8 familles d'angiospermes, collectivement appelées plantes actinorhiziennes, qui s'associent à l'actinomycète Frankia. Si de nombreuses recherches ont porté sur la symbiose légumineuses-rhizobium, plus importante économiquement, peu de choses sont connues sur les mécanismes moléculaires de la formation des nodules actinorhiziens. Il est cependant important d'étudier la mise en place de la symbiose actinorhizienne, plus largement distribuée, pour comprendre les mécanismes communs nécessaires à la mise en place des symbioses nodulaires fixatrices d'azote. Des données récentes suggèrent que l'hormone végétale auxine est un régulateur de l'infection au cours de la symbiose actinorhizienne. L'inhibition du transport d'influx d'auxine à l'aide de l'inhibiteur compétitif acide naphtoxyacétique (1-NOA) perturbe la formation du nodule actinorhizien chez l'arbre tropical Casuarina glauca. De plus, CgAUX1, un gène de C. glauca qui code un transporteur d'influx d'auxine, est exprimé dans les cellules infectées par Frankia au cours de la formation du nodule actinorhizien. Ces données suggèrent que l'influx d'auxine joue un rôle lors du processus d'infection. Par ailleurs, CgAUX1 n'est pas exprimé au cours de l'infection par le champignon endomycorhizien Glomus intraradices, ce qui indique que l'expression de CgAUX1 au cours de l'infection n'est pas une réponse commune à toutes le endosymbioses mais une réponse spécifique à l'infection par Frankia. Frankia, comme de nombreuses bactéries, produit des auxines et les nodules actinorhiziens contiennent de fortes teneurs en auxines par rapport à des racines non infectées. Des résultats récents indiquent qu'une accumulation d'auxine a lieu dans les cellules infectées. Toutes ces données suggèrent un modèle de voie de signalisation impliquant l'auxine qui contrôlerait l'infection des cellules végétales par Frankia. L'objectif de ce projet est d'étudier cette voie de signalisation chez C. glauca. Ce projet cible 4 étapes successives de la voie de signalisation. 1) Un test biologique sera mis au point pour isoler des molécules de Frankia qui contrôlent la différenciation des cellules infectées. Nous utiliserons les marqueurs moléculaires de l'infection CgAUX1 et Cg12 pour détecter des fractions contenant des composés de Frankia impliquées dans la signalisation symbiotique au cours de l'infection. 2) Nous étudierons le rôle du transporteur d'influx CgAUX1 dans l'échange de signaux en utilisant un protocole d'ARN interférent récemment mis au point dans notre équipe pour produire des plantes de C. glauca avec un niveau d'expression réduit de CgAUX1 et en caractérisant leur phénotype symbiotique. 3) Des facteurs de transcription (ARFs) qui régulent la réponse auxine au cours de l'infection seront isolés et caractérisés. Enfin, 4) les cibles moléculaires de la signalisation auxinique au cours de l'infection seront identifiées en utilisant une approche transcriptomique. Cette partie bénéficiera d'un projet de séquençage à grande échelle d'ESTs de C. glauca et du développement à partir de ces données d'une puce ADN. Ces différentes expériences nous permettront de mieux connaître la voie de signalisation qui con