Utilisation d'éléments transposables pour découvrir des gènes symbiotiques et vice versa

par Alexandra Rakocevic

Thèse de doctorat en Sciences biologiques

Sous la direction de Pascal Ratet.


  • Résumé

    La symbiose fixatrice d’azote est une interaction à bénéfices réciproques entre les Légumineuses et les Rhizobia. Ces bactéries permettent la fixation de l’azote atmosphérique à l’intérieur d’un nouvel organe, la nodosité qui se développe sur les racines de la plante. Les mécanismes moléculaires impliqués dans cette interaction sont peu connus et seuls quelques gènes sont caractérisés. Dans le but de mieux comprendre cette interaction et d’étudier les gènes impliqués, deux collections de mutants de Medicago truncatula ont été créées au laboratoire à l’aide d’une méthode de mutagenèse insertionnelle (ADN-T ou Tnt1). Mon projet de thèse consiste à étudier trois mutants issus de ces deux collections. Tnk100 est un mutant supernodulateur. Nous avons montré que le gène muté est un allèle du mutant supernodulateur SUNN. La caractérisation de ce mutant a montré que l’éthylène (impliqué dans le contrôle de la croissance racinaire et de la formation des nodosités) ne semble pas impliqué dans ce phénotype. Le second mutant tnk148 est un mutant nod-, étiqueté et issu de la collection Tnt. La caractérisation phénotypique et moléculaire a montré que la symbiose semble bloquée après les étapes de courbure du poil racinaire. MtNIN joue un rôle primordial dans la formation des cordons d’infection et dans l’organogenèse de la nodosité. Enfin le dernier mutant, ms219, est un mutant somaclonal nod- précoce issu de la collection ADN-T. La cartographie de la mutation responsable de ce phénotype originale a permis d’identifier un rétrotransposon actif (MERE1, pour Medicago Retrotransposable Element1) inséré dans le gène NSP2 (Nod signaling pathway2). Ce rétroélément appartenant au groupe des copia-like et fait partie d’une famille d’au moins cinq éléments. L’analyse de ce rétroélément a montré qu’il était mobile dans les lignées R108 et J5 et présent dans d’autres légumineuses comme L. Japonicus. Ce rétroélément est activé lors de la culture in vitro indépendamment du stress et de l’action directe des hormones. L’analyse du statut de methylation a montré que l’hypomethylation d’une région de cet élément pendant la culture in vitro corrèle avec l’activation de son expression.

  • Titre traduit

    Use of transposable elements to discover symbiotic genes and vice versa


  • Résumé

    The symbiotic interaction between Legume and Rhizobia leads to the formation of a new organ: the nodule. The molecular mechanisms involved in this interaction are not yet fully characterized. To better understand this interaction, two M. Truncatula insertion mutant collections (T-DNA and Tnt1) were previously generated. We characterized three mutants from these collections. We demonstrated that the insertion of tnt1 in the SUNN gene is responsible for the supernodulator phenotype in the tnk100 mutant. The characterisation of this mutant showed that ethylene is not implicated in this phenotype. The nod- phenotype of the mutant tnk148 is due to the insertion of tnt1 into the MtNIN gene. This mutant is blocked in the later steps of the Nod factor signalling pathway. MtNIN plays a crucial role in infection thread formation and nodule organogenesis. The early nod- somaclonal mutant ms219 was isolated from a T-DNA mutant collection. The mapping of this somaclonale mutation led to the identification of an active Medicago truncatula copia-like retroelement called MERE1-1 for Medicago RetroElement1-1, as an insertion in the symbiotic NSP2 gene. MERE1-1 belongs to a five-element family in the sequenced Medicago genome. The retroelement family is present in several M. Truncatula ecotypes but also in Legume species like Lotus japonicus and is active during tissue culture in both R108 and Jemalong Medicago accessions independently from stress factors and the direct action of hormones. Our study indicates that the transcription of this element is controlled during tissue culture by DNA methylation.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (170 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 151-162

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2008)269
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