Effet de Rhizobium leguminosarum sur la réponse au signal nitrate en tant que signal déterminant de l’architecture racinaire chez Pisum sativum aux stades précoces d’installation des plantules

Effect of Rhizobium leguminosarum on the response to nitrate signal as a determinant of the root system architecture in Pisum sativum at seedling establishment

• Auteur / Autrice : Laure Boeglin
• Direction : Joëlle Fustec, Anis Limami
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie et physiologie végétales
• Date : Soutenance le 21/12/2022
• Etablissement(s) : Angers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Écologie Géosciences Agronomie Alimentation (Rennes ; 2016-2022)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Légumineuses, Ecophysiologie Végétale, Agroécologie. ESA (Angers)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche en Horticulture et Semences (2012-....)
• Jury : Président / Présidente : Christophe Salon
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Bertrand Hirel, Valérie Legué

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plantes -- Effets des nitrates

Cultures

Pois (légumes)

Nodulation

Cultures associées

Racines (botanique)

Pisum sativum

Rhizobium leguminosarum

Mots clés libres

Racines latérales

Pea

Rhizobium

Nitrate

Lateral roots

Nodulation

Résumé

Une meilleure compétitivité des légumineuses vis-à-vis des adventices peut permettre d’améliorer la durabilité des systèmes de cultures innovants. Un tel objectif peut passer par une meilleure absorption de l’azote du sol par la légumineuse avant la mise en place de la fixation symbiotique. Nous avons étudié l’interaction entre la présence de Rhizobium leguminosarum et la concentration en nitrate du milieu sur le développement des racines latérales de Pisum sativum aux échelles de la plante entière et au niveau moléculaire. Pour cela nous avons mis en place un ensemble d’expérimentations en rhizotrons et en hydroponie. L’augmentation de la concentration en nitrate tend à réduire le développement des racines secondaires du pois indépendamment de la présence de Rhizobium. En revanche, la présence de Rhizobium a un effet significatif sur le nombre de racines tertiaires, ainsi que la longueur des racines secondaires et primaires. Au niveau moléculaire, la présence de Rhizobium module le niveau d’expression des gènes PsNPF6.4 et PsNRT2.1-PsNAR2.1 impliqués dans la voie de signalisation du nitrate, codant pour le système de transport du nitrate à haute affinité.

Higher competitiveness in legumes against weeds can help to enhance the sustainability of innovative cropping systems. Such an objective can be reached through a better ability to absorb soil nitrogen by the legume before the symbiotic fixation starts. Our study focused on the interaction between the presence of Rhizobium leguminosarum and the nitrate concentration on the root system architecture of Pisum sativum at the biomolecular and plant levels. Several experiments were carried out in rhizotrons and hydroponics. Our results demonstrated that a higher nitrate concentration tended to reduce the development of secondary roots regardless of the presence or absence of Rhizobium in the rhizosphere. However, Rhizobium presence has a significant effect on the number of tertiary roots, as well as the length of the primary and secondary roots. At the biomolecular scale, Rhizobium presence modulates the expression level of PsNPF6.4and PsNRT2.1-PsNAR2.1 genes involved in the nitrate signaling pathway, encoding for the nitrate High Affinity Transport System.