Caractérisation de deux déterminants moléculaires impliqués dans le processus d'infection lors de l'interaction symbiotique entre la légumineuse modèle Medicago truncatula et sinorhizobium meliloti

Characterization of two molecular components involved in the infection process during the symbiotic interaction between the model legume Medicago truncatula et sinorhizobium meliloti

• Auteur / Autrice : Alice Teillet
• Direction : Fernanda de Carvalho-Niebel, Etienne-Pascal Journet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biosciences végétales
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Phytopathologie -- Aspect moléculaire

Rhizobium leguminosarum

Agrobacterium rhizogenes

Symbiose

Sinorhizobium meliloti

Medicago

Mots clés libres

Legumineuse

Rhizobium

Infection

Nodulines

Mutant

Enod11

Résumé

Ce travail porte sur l'étude de l'infection de Medicago truncatula par Sinorhizobium meliloti, par des approches génétiques et moléculaires. Nous avons isolé et caractérisé le nouveau mutant api, dont le principal phénotype est le blocage de l'infection rhizobienne juste avant l'invasion du primordium nodulaire, ce qui conduit à la formation de larges poches d'infection dans le cortex externe contigu au primordium. Le mutant api a été isolé initialement comme un double mutant symbiotique, contenant aussi un nouvel allèle mutant (nip-3) du gène NIP/LATD, issu d'une mutagenèse à l'éthyle-méthane-sulfonate. La caractérisation détaillée du simple mutant api a montré que l'infection rhizobienne est déficiente tout au long du processus symbiotique. Ni la modulation de la voie de biosynthèse de l'éthylène (par de l'AVG ou de l'ACC), ni la réduction de la sensibilité à l'éthylène dans le fond génétique du mutant skl, n'altère le phénotype majeur du mutant api, suggérant que la fonction du gène API n'est pas liée au métabolisme ou à la signalisation de l'éthylène. La cartographie génétique a permis de placer le gène API sur le bras supérieur du groupe de liaison 4, et des analyses d'épistasie montrent que le gène API agit en aval des gènes BIT1/ERN et LIN et en amont des gènes NIP/LATD et DNF. En parallèle, nous avons initié un projet visant à déterminer la fonction, au cours de l'infection rhizobienne, du gène MtENOD11 qui code pour une protéine riche en proline supposée pariétale. Des expériences de localisation subcellulaire de la protéine ainsi que des approches de génétique inverse ont été utilisées pour déterminer l'implication de MtENOD11 au cours de l'infection rhizobienne.

Here we describe the study of the Medicago truncatula infection by Sinorhizobium meliloti by genetic and molecular approaches. We isolated and characterized a novel M. Truncatula mutant called api, whose primary phenotype is the blockage of rhizobial infection just prior to nodule primordium invasion, leading to the formation of large infection pockets within the cortex of non-invaded root out-growths. The mutant api was originally identified as a double symbiotic mutant associated with a new allele (nip-3) of the NIP/LATD gene, following the screening of an ethyl-methane sulphonate-mutagenized population. Detailed characterization of the segregating single api mutant showed that rhizobial infection is defective throughout the symbiotic process. Neither modulating ethylene biosynthesis nor reducing ethylene sensitivity in a skl genetic background alters the basic api phenotype, suggesting that API function is not closely linked to ethylene metabolism or signaling. Genetic mapping places the API gene on the upper arm of the M. Truncatula linkage group 4, and epistasis analyses show that API functions downstream of BIT1/ERN1 and LIN and upstream of NIP/LATD and the DNF genes. In parallel with the api mutant characterization, we initiated a study on the MtENOD11 gene, encoding a putative cell wall proline-rich protein. Subcellular localization and reverse genetic approaches have been used with the aim to determine the role of MtENOD11 during the rhizobial infection.