There is currently no text in this page. You can search for this page title in other pages, search the related logs, or edit this page.
Stage:175
From Master 2 Recherche Biosciences Végétales
Laboratoire d'accueil : Laboratoire des Interactions Plantes-Microorganismes UMR CNRS-INRA 2594/441, BP52627, 31326 Castanet-Tolosan
Equipe d'accueil : Signaux symbiotiques et leur perception/transduction (Clare Gough/Julie Cullimore)
Encadrant(e)(s) : Clare Gough (Clare.Gough@toulouse.inra.fr) et Fabienne Maillet (Fabienne.Maillet@toulouse.inra.fr) 0561285463
Les plantes de la famille des Légumineuses établissent une symbiose fixatrice d’azote avec les bactéries du sol appelées Rhizobium, ce qui permet à ces plantes d’être cultivées sans engrais azoté. Les Rhizobium produisent des signaux symbiotiques de nature lipo-chitooligosaccharidique, les « facteurs Nod » qui contrôlent la spécificité d’hôte et sont nécessaires à la fois au développement des nodosités et à leur colonisation par les Rhizobium. La production par les Rhizobium d’exopolysaccharides est également importante pour l’établissement de cette symbiose très spécifique entre les partenaires, puisque les mutants de Rhizobium déficients en exopolysaccharides sont souvent incapables d’infecter leurs plantes hôtes. Alors que les mécanismes de perception des facteurs Nod commencent à être connus chez les Légumineuses (Gough and Cullimore 2011; Fliegmann and Bono 2015), une première étude récente décrit l’identification d’un récepteur putatif de l’exopolysaccharide rhizobien (Kawaharada et al., 2015). Il est proposé que la reconnaissance d’un exopolysaccharide tronqué par ce récepteur, EPR3 de Lotus japonicus, activerait des mécanismes d’inhibition de l’infection rhizobienne.
Chez Medicago truncatula, une autre Légumineuse modèle, les mécanismes de reconnaissance et signalisation des exopolysaccharides de Rhizobium pourraient être différents, puisqu’au contraire des phénotypes décrits chez L. japonicus, à la fois un mutant rhizobien produisant un exopolysaccharide tronqué et un mutant complètement Exo- (pas d’exopolysaccharides) sont tous les deux incapables d’infecter M. truncatula. Chez M. truncatula nous avons identifié l’orthologue probable d’EPR3, et un autre récepteur homologue, et nous avons obtenu les plantes mutantes pour les deux gènes. Nous avons également une collection de mutants d’exopolysaccharides rhizobiens. L’objectif principal du stage est de caractériser en détail les phénotypes symbiotiques de ces mutants de M. truncatula inoculés par les mutants exo de Rhizobium afin d’essayer de mettre en évidence un rôle d’au moins un de ces récepteurs dans la reconnaissance de l’exopolysaccharide chez M. truncatula.
Comme les récepteurs aux facteurs Nod, tous ces récepteurs putatifs de l’exopolysaccharide chez les plantes appartiennent à la famille des récepteurs kinase à domaines LysM (LysM-RLKs) (Arrighi et al. 2006). Nous avons dans l’équipe une forte expertise en biochimie qui nous a permis de montrer qu’un LysM-RLK, MtLYR3, présente une affinité élevée pour les facteurs Nod (Fliegmann et al. 2013). Ainsi, pendant le stage nous commencerons à déterminer les capacités d’interaction de ces nouveaux récepteurs avec l’exopolysaccharide rhizobien.
Le travail continuerait dans le cadre d’une thèse par des études plus détaillées du ou des meilleurs gènes candidats pour coder un récepteur aux exopolysaccharides : par l’analyse de l’expression spatio-temporelle des gènes et par une approche transcriptomique dans les fonds mutants, ainsi que par les études de spécificité de liaison et de recherche de lien entre les mécanismes de perception et signalisation des facteurs Nod et ceux impliquant les exopolysaccharides, afin de mieux comprendre les bases moléculaires de la spécificité d’hôte qui existe dans la symbiose fixatrice d’azote.
Références
Arrighi JF, Barre A., Ben Amor B, Bersoult A., Campos Soriano L, Mirabella R, de Carvalho-Niebel F, Journet EP, Ghérardi M, Huguet T, Geurts R, Dénarié J, Rougé P and Gough C. (2006). The Medicago truncatula LysM-receptor kinase gene family includes NFP and new nodule-expressed genes. Plant Physiol. 142:265-279.
Fliegmann, J and Bono, JJ. Lipo-chitooligosaccharidic nodulation factors and their perception by plant receptors. Glycoconjugate Journal (2015) in press.
Gough, C. and Cullimore, J. (2011). Lipo-chitooligosaccharide signalling in endosymbiotic plant-microbe interactions. MPMI 24:867-878.
Fliegmann, J., Canova, S., Lachaud, C., Uhlenbroich, S., Gasciolli, V., Pichereaux, C., Rossignol, M., Rosenberg, C., Cumener, M., Pitorre, D., Lefebvre, B., Gough, C., Samain, E., Fort, S., Driguez, H., Vauzeilles, B., Beau, J.-M., Nurisso, A., Imberty, A., Cullimore, J., and Bono, J.-J. (2013) Lipo-chitooligosaccharidic symbiotic signals are recognized by LysM Receptor-Like Kinase LYR3 in the legume Medicago truncatula. ACS Chem Biol 8, 1900-1906.
Kawaharada et al. Receptor-mediated exopolysaccharide perception controls bacterial infection. Nature 2015 doi :10.1038/nature14611.