Déterminisme moléculaire des interactions entre le champignon ectomycorhizien Laccaria bicolor S238N et des bactéries du sol

Molecular mechanisms of the interactions between the ectomycorrhizal fungus Laccaria bicolor S238N and soil bacteria

• Auteur / Autrice : Aurélie Deveau
• Direction : Jean Garbaye, Pascale Frey-Klett
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Végétale et Forestière
• Date : Soutenance le 13/11/2007
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Ecole(s) doctorale(s) : RP2E
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Interactions Arbres/Micro-organismes
• Partenaire(s) de recherche : Institut : INRA Champenoux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pascale Frey-Klett, Roland Marmeisse, Pierre Leblond, Garbaye Garbaye
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Paul Latgé, Mika Tarkka

Mots clés

Mots clés contrôlés

Relations champignon-bactérie

Mycorhizes

Génétique

Pseudomonas

Laccaria bicolor

Pseudomonas fluorescens

Ectomycorhizes

Mots clés libres

Champignon mycorhizien

Résumé

La symbiose ectomycorhizienne a un effet bénéfique sur la nutrition et le développement des arbres. Dans les sols, les champignons ectomycorhiziens interagissent continuellement avec des communautés bactériennes qui peuvent avoir une action bénéfique, neutre ou antagoniste vis-à-vis du champignon. Parmi ces bactéries, une attention particulière a été portée au cours de ces dernières années sur les bactéries auxiliaires de la mycorhization qui favorisent la symbiose ectomycorhizienne. La souche auxiliaire Pseudomonas fluorescens BBc6R8 améliore la survie pré-symbiotique et la croissance du champignon ectomycorhizien Laccaria bicolor S238N, et favorise son établissement en symbiose avec le Douglas. Mais les mécanismes moléculaires sous-jacents sont inconnus. A l’aide d’un dispositif de confrontation bactérie-champignon in vitro et d’outils transcriptomiques, nous avons analysé les réseaux de gènes fongiques impliqués dans l’interaction entre P. fluorescens BBc6R8 et L. bicolor S238N ainsi que le degré de spécificité de la réponse du champignon. De plus, nous avons examiné le rôle joué par certains métabolites fongiques et bactériens dans l’interaction : thiamine, tréhalose, système de sécrétion de type III. Nos résultats suggèrent que l’effet auxiliaire de la souche BBc6R8 soit dû à une combinaison de mécanismes : d’une part une amélioration du statut nutritionnel du mycélium, d’autre part une préparation des racines et des hyphes à l’infection mycorhienne.

Ectomycorrhizal fungi have a beneficial impact on tree nutrition and growth by forming symbiotic associations with roots. In their natural environment, they interact physically and metabolically with soil bacterial communities that are beneficial, neutral or antagonistic to the fungus. Since the 80ies, a specific interest has been given to bacterial strains that improve the formation of ectomycorrhizal symbiosis, so-called mycorrhiza helper bacteria. The strain Pseudomonas fluorescens BBc6R8 is particularly efficient to enhance the establishment of Douglas fir - Laccaria bicolor S238N mycorrhizal symbiosis, by improving the survival and the growth of the pre-symbiotic mycelium in soil. We have used both a global and a targeted approach to investigate the molecular mechanisms of this helper effect. In a first step, we have analysed, using an in vitro assay, the morphological and the transcriptomic responses of the ectomycorrhizal fungus to the presence of the helper bacteria at different time of the interaction. Then we have assessed the question of the specificity of the fungal response by studying the effect of non-helper bacterial strains on the fungal behaviour. Finally, we have focused on the role played by several key molecules in the interaction: thiamine, trehalose and the type III secretion system. We suggest that the bacterial strain would exert its helper effect through a combination of mechanisms: an improvement of the nutritional status of the fungus and a preparation of both the plant and the ectomycorrhizal fungus to the root infection.