Interactions Frankia-plante actinorhizienne : réactions de Frankia aux exsudats racinaires d'Alnus glutinosa et rôle hormonal possible du PAA dans l'établissement de la symbiose

par Yaser Hammad

Thèse de doctorat en Sciences. Écologie microbienne

Sous la direction de Anne-Marie Domenach.

Soutenue en 2002

à Lyon 1 .

Le jury était composé de Anne-Marie Domenach.


  • Résumé

    Lors de la mise en place de la symbiose fixatrice d'azote, Frankia/aulne, nous avons cherché à connaître les réactions de la bactérie en présence de la plante d'une part, et les réactions de la plante en présence de la bactérie d'autre part. Ainsi la thèse présente deux aspects : les réactions que Frankia manifeste lors de ses premiers contacts avec la plante. L'ajout des exsudats racinaires de la plante hôte (Alnus glutinosa) dans les cultures de Frankia en milieu BAP sans azote provoque la surexpression de certaines protéines. La séparation des protéines en gel 2D dénaturant (SDS-PAGE, Sodium Dodecyl Sulfat-Polyacrylamide Gel Electrophoresis) suivie par un micro séquençage de l'extrémité N-terminal a permis de montrer un fort niveau d'homologie avec des protéines de réponse au stress (résistance au tellurite, choc thermique, comigratoire avec la bactérioferritine, superoxyde dismutase). Nos investigations ont concerné plus spécialement la superoxyde-dismutase (SOD) ce qui nous a amené à caractériser le gène correspondant par l'utilisation d'une banque de gènes d'une souche de Frankia. Pour la première fois, la complémentation avec de l'ADN de Frankia d'un mutant d'une souche E. Coli ne pouvant plus exprimée d'activité SOD a été possible. Le séquençage du génome au voisinage du gène sodF a également été réalisé et a permis de caractériser un gène présentant une forte homologie avec celui de la bactérioferritine. Dans une deuxième partie nous avons essayé d'analyser le rôle sur la plante hôte d'un produit présent en grande quantité dans Frankia, l'acide phényl acétique (PAA). Ce produit est une phytohormone appartenant à la classe des hopanoi͏̈des qui présente chez les plantes des caractères auxinomimétiques. Par les techniques d'HPCL et de spectrométrie de masse nous avons pu détecter la présence du PPA à des concentrations 10 puissance moins 5 -10 puissance moins 6 dans le milieu de culture sans azote de Frankia. Nous avons pu mettre également en évidence la formation des pseudo nodosités sur les racines d'Alnus glutinosa lorsque celles-ci sont en contact avec du PAA à des concentrations de 10 puissance moins 5 à 5. 10 puissance moins 5 M. L'idée que le PAA soit impliqué dans la modulation tout en permettant de limiter les réactions de défense de la plante est étayée par plusieurs observations: - la présence/absence du PAA ou AIA et des métabolites intermédiaires de l'acide salicylique (acides benzoi͏̈que, et cinnamique) dans les nodosités et les racines d'aulne prélevés dans leur milieu naturel -la surexpression chez la plante des ARN messagers de la voie métabolique des phénylpropanoi͏̈des (PAL et CHS) après inoculation avec différentes souches de Frankia (compatibles et incompatibles).


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