Analyse fonctionnelle d'EFD, un régulateur transcriptionnel de la nodulation au cours de l'interaction symbiotique entre Medicago truncatula et Sinorhizobium meliloti

Functional analysis of EFD, a transcriptional regulator that controls nodulation during symbiotic interaction between Medicago truncatula and Sinorhizobium meliloti

• Auteur / Autrice : Tatiana Vernié
• Direction : Pascal Gamas, Andreas Niebel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biosciences végétales
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cytokinines

Régulation génétique

Organogenèse

Transcription génétique

Microorganismes -- Pathogénicité

Ralstonia solanacearum

Arabidopsis thaliana

Symbiose

Mots clés libres

Medicago truncatula

Sinorhizobium meliloti

Ralstonia solanacearum

Symbiose

Facteur de transcription

Organogénèse

Autorégulation

Efd

Cytokinines

Pathogénicité

Medicago truncatula

Sinorhizobium meliloti

Ralstonia solanacearum

Symbiosis

Transcription factor

Organogenesis

Autoregulation

Efd

Cytokinins

Pathogenesis

Résumé

Les Légumineuses sont capables d'établir une interaction symbiotique avec des bactéries de la rhizosphère, appelées Rhizobia. Cette interaction implique deux processus strictement contrôlés par la plante : une infection bactérienne et la formation d'un nouvel organe : le nodule, dans lequel l'azote atmosphérique est réduit. Les mécanismes de ces contrôles restent peu connus. A partir d'études transcriptomiques, nous avons sélectionné un régulateur potentiel, EFD (Ethylene response Factor required for nodule Differentiation), codant pour un facteur de transcription de type ERF. Le profil d'expression d'EFD a été caractérisé par des analyses de RT-PCR quantitatives, d'hybridation in situ et de fusions promoteur:GUS. Ces études ont révélé une expression spécifique d'EFD dans les primordia nodulaires et racinaires, ainsi que dans la zone d'infection des nodules, où les bactéries et tissus végétaux se différencient. Puis, grâce à des approches de surexpression et de RNAi sur des racines transformées, et à l'analyse d'un mutant de délétion, un rôle d'EFD lors de l'initiation et de la différenciation des nodules a été mis en évidence. Enfin, une cible principale, Mt RR4, a été identifiée par une approche transcriptomique. RR4 code pour un régulateur de la réponse aux cytokinines, dont le rôle lors de l'initiation des nodules a récemment été démontré. Nous proposons donc qu'en régulant l'expression de RR4, EFD modulerait la voie de réponse des cytokinines lors de la nodulation et coordonnerait ainsi l'initiation et le développement des nodules. . .

Leguminous plants can establish symbiotic interaction with bacteria from the rhizosphere, called Rhizobia. During this interaction, plants control tightly two mechanisms: bacterial infection and formation of a new organ, the nodule in which nitrogen is fixed. But how plants control these mechanisms is still largely unknown. Starting from transcriptomic studies, we selected a potential regulator, EFD (Ethylene response Factor required for nodule Differentiation), coding for a transcription factor belonging to the ERF family. The expression profile of EFD has been characterized by quantitative RT-PCR, in situ hybridization and promoter:GUS fusion. These studies revealed a specific expression of EFD in nodule and root primordia, and in the infection zone of mature nodules, where bacteria and plant tissues differentiate. Using overexpression and RNAi approaches on transformed roots, and study of a deletion mutant, we then showed that EFD plays a role to control the number of nodules and their differentiation. Finally, we identified a major target of EFD by a transcriptomic approach. This target, Mt RR4, encodes a cytokinin response regulator. Cytokinins have recently been shown to be positive regulators of nodule initiation. Consequently, we propose that by regulating RR4 expression, EFD modulates the cytokinin pathway during nodulation to coordinate nodule initiation and development. . .