Rôle du monoxyde d'azote dans la symbiose entre Sinorhizobium meliloti et Medicago truncatula

par Yvan Cam

Thèse de doctorat en Interactions plantes microorganismes

Sous la direction de Eliane Meilhoc et de Claude Bruand.

Soutenue en 2012

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Le monoxyde d'azote (NO) est une molécule gazeuse connue pour participer à de nombreux processus biologiques allant du développement aux réponses aux stress biotiques ou abiotiques chez tous les organismes vivants. Au cours des interactions hôte-pathogène, le NO est utilisé par l'hôte en tant que moyen de défense pour bloquer une éventuelle infection, ce à quoi les pathogènes se sont adaptés en mettant en place des systèmes de réponses au NO et de dégradation du NO. Au cours d'interactions symbiotiques de type mutualiste, du NO a également été mis en évidence et joue un rôle dans la mise en place de l'interaction via une action sur les deux partenaires. Dans la symbiose fixatrice d'azote entre la légumineuse Medicago truncatula et l'alpha-proteobactérie Sinorhizobium meliloti, du NO a été détecté durant toutes les phases de l'interaction. Au cours de cette thèse, nous nous sommes intéressés à déterminer le rôle du NO et de la réponse bactérienne associée sur la symbiose M. Truncatula/ S. Meliloti. Nous avons pu montrer que la bactérie en développe une réponse au NO via deux régulateurs, le système à deux composants FixLJ et le régulateur spécifique du NO, NnrR. Au cours de cette réponse, nous avons montré que la bactérie exprime une flavohémoglobine, Hmp, capable de dégrader le NO. In planta, nous avons détecté du NO dans les crosses de berger des poils absorbants et au niveau des parois des cordons d'infections. Par l'utilisation de mutants nuls ou surexprimant cette flavohémoglobine et par des traitements pharmacologiques, nous avons fait varier le niveau de NO dans les nodules et suivi le phénotype symbiotique résultant. Ainsi, nous avons montré que le NO est nécessaire à la mise en place de la symbiose. Au cours des étapes tardives, nous avons montré que le NO déclenche la sénescence des nodules et que les bactéries via la flavohémoglobine participent de façon importante au contrôle du niveau de NO dans les nodules et donc au contro��le de la sénescence nodulaire.

  • Titre traduit

    Role of nitric oxide and of the associatedbacterial response in the symbiosis between Medicago truncatula and Sinorhizobium meliloti


  • Résumé

    Nitric oxide (NO) is a little gaseous molecule known to participate in many biological processes from development to responses to biotic and abiotic stress in all living organisms. During host-pathogens interactions, NO is used by the host as a defense mechanism to prevent a possible infection. Pathogens adapt themselves to it by developing response and degradation systems to NO. During symbiotic interactions, NO has also been detected and it has been shown that it plays a role in the establishment of the interaction through an action on both partners. In the nitrogen fixing symbiosis between the legume Medicago truncatula and the ?-proteobacteria Sinorhizobium meliloti, NO has been detected during each step of the interaction. In this thesis, we've been interested in finding the role of NO and of the associated bacterial response on the M. Truncatula/ S. Meliloti symbiosis. We've shown that bacteria develop a response to NO through two regulators, the two components system FixLJ and the NO specific regulator NnrR. During this response, we've demonstrated that bacteria express a flavohemoglobin, Hmp, able to degrade NO. In planta, we've detected NO in shepherd crosses of root hairs and on infection thread membrane. By using null or overexpressing mutants of Hmp and by pharmacological treatments, we modified the NO level in nodules and follow the resulting symbiotic phenotype. Thus, we've shown that NO is needed to establish the symbiosis. During the late steps of the symbiosis, we've also demonstrated that NO triggers the nodule senescence and that bacteria through the flavohemoglobin are largely involved in the NO level control in nodules and consequently in the control of nodule senescence.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (271 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 245-271

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2012 TOU3 0355
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