Thèse soutenue

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Auteur / Autrice : Tania Arcondéguy
Direction : Daniel Kahn
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Microbiologie
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Rhizobium est capable d'induire sur les racines de legumineuses de veritables organes vegetaux au sein desquels les bacteries reduisent l'azote atmospherique en ion ammonium grace au complexe enzymatique nitrogenase. Lors de cette symbiose, rhizobium envahit le cytoplasme des cellules hotes et se differencie en bacteroide fixateur d'azote. En echange de substrats carbones, cet organelle produit l'ammoniac, normalement assimile par les glutamine-synthetases nodulaires. L'harmonie de ce systeme repose en particulier sur la regulation des fonctions anaboliques du bacteroide qui, lors de sa differenciation de bacterie en bacteroide, passe d'un etat d'assimilation de l'azote vers un etat d'export de l'azote. Le controle du metabolisme azote chez les bacteries met en jeu un regulateur central code par le gene glnb, la proteine p#i#i. Selon le modele qui a ete developpe chez les enterobacteries, la proteine p#i#i est modifiee par uridylylation en fonction du statut azote de la cellule. Cette proteine controle l'activite de la glutamine synthetase (gs) au niveau genetique et metabolique. Au niveau genetique, la proteine p#i#i regule l'expression du gene de la gs, glna, par l'intermediaire de l'activateur transcriptionnel ntrc. Au niveau metabolique, la proteine p#i#i regule l'activite de la gs en modulant son adenylylation. Rhizobium meliloti possede trois glutamine-synthetases, gsi, gsii et gsiii. La proteine gsi homologue de la gs des enterobacteries est la seule gs de rhizobium exprimee en symbiose. Au cours de cette these, nous avons etudie la regulation de l'activite de la gsi et le role de la proteine p#i39i dans la symbiose entre rhizobium meliloti et la luzerne. En culture pure, les mutants glnb sont severement alteres au niveau du metabolisme azote: deregulation de l'adenylylation de la gsi et de l'expression du gene glnii codant pour la gsii. De plus, les mutants glnb sont fortement affectes dans leur phenotype symbiotique. Ils entrainent un retard de nodulation associe a un defaut d'infection. Bien que les nodules formes contiennent un niveau eleve de nitrogenase, les plantes presentent une carence azotee manifeste. Cette carence s'accompagne d'une forte accumulation d'amidon dans la zone de fixation du nodule, symptome d'une perturbation de l'equilibre carbone/azote dans les cellules vegetales. Une cible connue de la proteine p#i#i chez les enterobacteries est l'adenylylation de la gs. Nous avons teste le role de l'adenylylation de la gsi de rhizobium meliloti en symbiose, par la construction d'une souche dont la gsi n'est pas adenylylable. Nous pensions qu'un tel mutant perturberait le flux d'azote du bacteroide vers la plante. Contrairement a cette attente, ce mutant presente un phenotype symbiotique nod#+ fix#+ de type sauvage. Ce phenotype s'explique par une faible activite gsi dans les bacteroides. L'effet de la proteine p#i#i sur la symbiose est donc du a d'autres effets. Une hypothese serait que la proteine p#i#i regule l'expression ou l'activite d'un transporteur d'ammoniac bacteroidien dont la presence serait indispensable a la nutrition azotee de la plante-hote