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:86
From Master 2 Recherche Biosciences Végétales
Laboratoire d'accueil : Laboratoire des Interaction Plantes-Microorganismes (LIPM), UMR441-2594 INRA-CNRS, Chemin de Borde rouge, 31320 Castanet Tolosan
Equipe d'accueil : « Fonctions symbiotiques, génome et évolution des rhizobia », J Batut/C Masson
Encadrant(e)(s) : Marta Marchetti, marta.marchetti@toulouse.inra.fr, Tel. 05 61 28 54 54
Les plantes de la famille des légumineuses et les bactéries du sol appelées rhizobia forment une symbiose d’importance écologique majeure, qui se traduit par la formation de nodules racinaires, dans lesquels les bactéries internalisées fixent l’azote de l’air au bénéfice de la plante. Les rhizobia auraient évolué à partir du transfert horizontal de fonctions symbiotiques clé à des bactéries non symbiotiques écologiquement et phylogénétiquement variées [1]. Cependant les processus écologiques et évolutifs qui sous-tendent l’émergence et le maintien de ces symbioses sont très mal connus. Dans le but de comprendre les mécanismes d’évolution des rhizobia et de leur adaptation aux légumineuses, un projet d’évolution expérimentale de la bactérie phytopathogène Ralstonia solanacearum en symbiote de légumineuse a été initié au laboratoire [2]. Une première étape de ce projet a consisté à transférer le plasmide symbiotique du symbiote de Mimosa, Cupriavidus taiwanensis, dans R. solanacearum, générant une bactérie chimère non nodulante (étape « design »). Trois souches nodulantes ont été isolées à partir de l’inoculation massive de Mimosa pudica par cette chimère (étape « select »). Ces clones nodulants ont ensuite été à leur tour évolués par des cycles successifs de nodulation sur Mimosa pudica (étape « evolve »). 9 lignées indépendantes ont ainsi été générées. L’analyse phénotypique des clones évolués après 16 cycles de nodulation montre que l’évolution est très rapide et prononcée. En particulier l’infection intracellulaire a été améliorée de façon spectaculaire, et n’est plus –ou peu- associée à des réactions de défense de la plante. Les clones ancestraux, finaux et de nombreux clones intermédiaires ont été reséquencés.
L’objectif du stage est d’identifier des sauts phénotypiques majeurs dans les lignées et les mutations responsables de ces sauts. Pour cela des changements dans la capacité des bactéries à induire des réactions de défense seront recherchées dans les lignées. Les mutations associées à ces changements seront analysés de manière experte à partir de l’interface EvolScope de la plateforme Mage et réintroduites dans des clones ancestraux pour analyser leur valeur adaptative. Au besoin, l’impact de ces mutations sur l’expression des gènes bactériens sera analysé par transcriptomique (micrarrays).
Techniques :
-microbiologie (cultures bactériennes)
-cytologie (préparation et analyse d’échantillons végétaux)
-génétique bactérienne (clonage, PCR, séquençage, conjugaison, préparation d’ADN, d’ARN…)
-analyse de séquence, génomique comparée
-transcriptomique
Références (5 max) :
1. Masson-Boivin, C., Giraud, E., Perret, X., and Batut, J. (2009). Establishing nitrogen-fixing symbiosis with legumes: how many rhizobium recipes? Trends in Microbiology 17, 458-466.
2. Marchetti, M., Capela, D., Glew, M., Cruveiller, S., Chane-Woon-Ming, B., Gris, C., Timmers, T., Poinsot, V., Gilbert, L.B., Heeb, P., et al. (2010). Experimental Evolution of a Plant Pathogen into a Legume Symbiont. Plos Biology 8.