Le gene mtenod12 : marqueur moleculaire des stades precoces de l'interaction symbiotique rhizobium meliloti/medicago

The medicago truncatula enod12 gene : a molecular marker for studying early rhizobium/medicago interactions

• Auteur / Autrice : MAGALIE PICHON
• Direction : Etienne-Pascal Journet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Pour etudier les reponses les plus precoces des legumineuses au cours de l'interaction symbiotique medicago/r. Meliloti, nous avons clone et caracterise le gene mtenod12 de medicago truncatula. Ce gene code pour une noduline precoce composee d'unites pentapeptidiques repetees contenant deux prolines. Par des experiences d'hybridation in situ nous avons montre que ce gene est exprime dans les nodules fixateurs d'azote au niveau des cellules qui sont en cours d'envahissement par les bacteries. Les arnm de mtenod12 ont aussi detectes une region du nodule dont les cellules se preparent a l'infection que nous avons appele zone de preinfection. L'etude de l'expression de la fusion pmtenod12-gusa dans des luzernes transgeniques de m. Varia a2 indique que ce gene est transcrit a differentes etapes de l'ontogenese nodulaire. Dans un nodule mature l'activite gus est detectee dans les cellules des zones d'infection (zone ii) et de preinfection. La localisation de cette activite gus est donc correlee a la distribution des arnm de mtenod12 determinee par hybridation in situ. A un stade plus precoce de l'ontogenese nodulaire, nous avons mis en evidence que le gene chimerique mtenod12-gusa etait actif dans les cellules du primordium nodulaire qui se developpera ulterieurement en nodule fixateur d'azote. De facon interessante l'activite gus est aussi detectee dans les cellules corticales a l'origine des nodules qui se forment spontanement chez certaines luzernes en absence de bacteries. Nous avons enfin suivi l'expression de mtenod12-gusa dans les stades les plus precoces de l'interaction symbiotique. Il apparait que le gene chimerique est transcrit 3 a 6 heures apres inoculation par r. Meliloti dans les cellules epidermiques en cours de differenciation proches de l'extremite racinaire. Quarante-huit heures apres inoculation le gene mtenod12-gusa n'est plus transcrit dans la majorite de ces cellules epidermiques en revanche, son expression est tres elevee dans les points d'infection qui ont ete inities. L'expression precoce de mtenod12 dans la zone racinaire qui sera ulterieurement infectee, suggere que la synthese de cette noduline precoce intervient dans la preparation des poils absorbants a l'infection. Cette reponse tres precoce de la plante indique que le gene mtenod12 est un bon marqueur moleculaire pour etudier les echanges de signaux entre les deux partenaires qui se deroulent dans les premieres heures de l'interaction. Nous avons montre que les lipo-oligosaccharides sulfates produits par la souche de r. Meliloti (facteurs nodrm) etaient capables de declencher l'expression du gene mtenod12-gusa deux heures apres leur addition dans les cellules epidermiques en differenciation de l'extremite racinaire. Ces resultats suggerent que la reconnaissance des facteurs nodrm precedent l'etape de differenciation des cellules epidermiques en poils absorbants ulterieurement sensibles a l'infection. Ces resultats montrent que les plantes transgeniques sont un outil de choix pour etudier les relations structures-fonctions des facteurs nod, surtout en ce qui concerne la reconnaissance et la specificite de ces molecules