Equipe MSLT

Mécanismes Symbiotiques chez les Légumineuses Tropicales

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Missions de l'équipe

Les légumineuses, de par leur capacité à développer des nodules fixateurs d’azote avec des bactéries symbiotiques appelées rhizobiums, jouent un rôle écologique et agronomique majeur. Si les mécanismes de cette interaction symbiotique ont été parfaitement décrits chez un certain nombre d’espèces tempérées, nos connaissances demeurent très limitées en ce qui concerne les légumineuses tropicales. Notre équipe a pour missions de fournir des connaissances sur la symbiose fixatrice d’azote entre les légumineuses tropicales et les rhizobiums associés du genre Bradyrhizobium.

Objectifs généraux

Les objectifs généraux sont de comprendre les mécanismes moléculaires permettant la mise en place et le fonctionnement du nodule fixateur d’azote chez les légumineuses tropicales. Pour cela, nous travaillons principalement sur le système symbiotique Bradyrhizobium-Aeschynomene, qui présente des propriétés de nodulation originales, afin de mettre à jour des mécanismes symbiotiques nouveaux et comprendre leur évolution. Nous cherchons aussi à apporter des connaissances sur des légumineuses tropicales d’intérêt agronomique, notamment l’arachide, le niébé et le soja, et les Bradyrhizobium associés afin de promouvoir la fixation biologique de l’azote et permettre le développement d’une agriculture durable.

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Thématique de recherche

Nos travaux s’articulent autour de quatre axes majeurs :

1. Mécanismes d’activation de la symbiose Nod-indépendante

Plusieurs espèces d’Aeschynomene sont nodulées par des Bradyrhizobium photosynthétiques ne produisant pas de facteurs Nod, les molécules signal clé de la symbiose rhizobienne. Pour comprendre comment est activée cette symbiose dite Nod-indépendante, nous avons récemment identifié, par une approche mutant chez Aeschynomene evenia, de nouveaux récepteurs symbiotiques. Nous cherchons maintenant à préciser leurs rôles dans l’établissement de la symbiose Nod-indépendante.

2. Mécanismes de l’infection intercellulaire

La plupart des légumineuses utilisent un processus d’infection sophistiqué qui passe par la mise en place d’un cordon d’infection et qui a été étudié de façon intensive. A l’inverse, très peu d’études ont été réalisées sur l’infection intercellulaire présente pourtant chez 25% des genres de légumineuses incluant les Aeschynomene, l’arachide et le lupin, et qui est supposée être mécanistiquement plus simple. Nous caractérisons des mutants d’A. evenia altérés dans l’infection pour identifier les acteurs moléculaires de ce processus symbiotique.

3. Formation et fonctionnement des nodules de racine et de tige

Les Aeschynomene font partie d’un groupe de rares légumineuses capables d’établir à la fois une nodulation de racine et de tige. Nos travaux ont déjà permis de montrer que la voie de signalisation symbiotique est requise pour initier à la fois les nodules de racine et de tige. Nous avons aussi identifié un certain nombre d’acteurs plantes et bactériens impliqués dans la différentiation de la bactérie en bactéroïde et la fixation de l’azote. Les mécanismes de régulation de la nodulation par l’azote sont maintenant aussi étudiés.

4. Rôle clé du T3SS des Bradyrhizobium non-photosynthétiques dans la nodulation

Nous avons montré que le T3SS fait partie de l'arsenal d'outils utilisés par les Bradyrhizobium non photosynthétiques pour interagir avec les légumineuses et nous venons d’identifier un effecteur baptisé ErnA qui est suffisant pour activer l’organogenèse nodulaire chez les Aeschynomene. L’objectif à présent est de préciser le mode d’action d’ErnA et d’identifier chez des souches « élites » de Bradyrhizobium d’autres effecteurs modulant l’efficience et la compatibilité symbiotique avec les Aeschynomene et les légumineuses tropicales cultivées. Ce dernier volet est réalisé en collaboration avec l’université de Suranaree (JEAI Symbitrop- N. Teaumroong, P. Tittabutr) , l’université de Tokyo (S. Okazaki), l’Embrapa (J. Ederson) et le Laboratoire Commun de Microbiologie de Dakar.

Échelle d'étude

Gène, génome, plante, bactérie.

Publications

Projets de recherche