Thèse soutenue

Mechanisms involved in early Nod Factor signaling in legume root hairs : electrophysiological analyses in Medicago truncatula

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Auteur / Autrice : Man-Yuan Guo
Direction : Hervé SentenacAnne-Aliénor Very
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Ecophysiologie et adaptation des plantes
Date : Soutenance le 18/12/2019
Etablissement(s) : Montpellier
Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Sciences des Plantes de Montpellier
Jury : Président / Présidente : Michel Lebrun
Examinateurs / Examinatrices : Hervé Sentenac, Anne-Aliénor Very, Michel Lebrun, Christian Mazars, Eric Hosy, Clare Gough
Rapporteur / Rapporteuse : Christian Mazars, Eric Hosy

Résumé

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La symbiose entre les légumineuses et les rhizobia est d'une importance majeure dans les écosystèmes terrestres du fait de sa capacité à fixer l'azote atmosphérique. Le dialogue moléculaire entre les deux partenaires, qui mène finalement au développement de nodosités hébergeant les bactéries fixatrices, peut être initié par la liaison des facteurs Nod (NF) sécrétés par les rhizobia aux récepteurs à NF de la membrane plasmatique (PM) des poils racinaires de la légumineuse. Cela déclenche un influx de Ca2+ dans la cellule, suivi d'une cascade d'événements de signalisation ionique, impliquant des changements dans les flux de H+, K+ et Cl- à travers la MP. Mon objectif a été de caractériser les mécanismes moléculaires qui sous-tendent ces premiers événements de signalisation ionique chez la légumineuse modèle Medicago truncatula. En utilisant la technique du patch-clamp sur des protoplastes obtenus par digestion enzymatique ou ablation laser assistée de la paroi cellulaire de poils en croissance, j'ai contribué à caractériser plusieurs conductances ioniques de la MP de ces cellules. Je me suis particulièrement concentrée sur une conductance cationique activée par l'hyperpolarisation membranaire (HACC), particulièrement perméable à Ca2+. Cette conductance est rapidement activée (en moins d'une minute) par l'addition de NF à une concentration physiologique et son activation est dépendante de la présence de récepteurs NFP (''Nod Factor Perception'') fonctionnels. Ces résultats suggèrent que c'est cette conductance qui conduit l'influx précoce de Ca2+ déclenché par la perception des NF. Je me suis aussi intéressée à des systèmes de transport cationiques membranaires exprimés dans les poils absorbants de M. truncatula, appartenant aux familles HKT et GLR (Glutamate receptor-like), en tant qu'acteurs potentiels des premiers événements ioniques de signalisation. L'analyse par génétique inverse du rôle de 3 GLR fortement exprimés suggère que ces gènes ne jouent pas un rôle majeur dans la mise en place de la conductance HACC et ne sont pas indispensables à la nodulation. D'autre part, les transporteurs HKT, qui se sont révélés sélectifs de Na+, sont exprimés dans les nodosités, suggérant un rôle dans la symbiose.