Mise en place des programmes symbiotiques
Les animateurs
- Fernanda De Carvalho-Niebel est Directrice de recherche CNRS au LIPME de Toulouse.
- Jean-Malo Couzigou est chercheur CNRS au LRSV de Toulouse.
Description du groupe de travail
Les plantes terrestres ont la capacité remarquable d’établir des associations symbiotiques avec les microorganismes du sol pour acquérir des nutriments essentiels à leur croissance. Dans certaines interactions endosymbiotiques spécialisées, la plante héberge ses partenaires microbiens à l’intérieur de ses cellules pour permettre l’acquisition efficace de nutriments (e.g. phosphore, azote) en échange de sources de carbone. Toutefois, cela nécessite la formation de nouvelles structures d’échanges symbiotiques au niveau racinaire, telles que des structures fongiques arborescentes, appelées arbuscules et formées dans le cortex racinaire lors d’association avec des champignons mycorhiziens appartenant aux Gloméromycètes, ou encore des nodosités racinaires colonisées soit par des bactéries fixatrices d’azote communément appelées « rhizobia », soit par d’autres du genre Frankia. Malgré de notables différences dans leur mode d’acquisition des nutriments et dans leur spectre d’hôte, l’établissement de ces symbioses, des plus anciennes (mycorhizes à arbuscules) aux plus récentes (symbioses fixatrices d’azote), est guidé par un programme de signalisation ancestral qui permet l’accommodation intracellulaire de leur symbionte. Dans tous les cas, des échanges de signaux précis entre la plante et le micro-organisme sont nécessaires, avant l’activation d’une voie de signalisation symbiotique calcium-dépendante, dans laquelle des facteurs de transcription symbiotiques spécifiques orchestrent la mise en place de programmes symbiotiques permettant la pénétration dans la racine et l’accommodation intracellulaire des symbiontes. Bien que nous ayons acquis de nombreuses connaissances sur les voies génétiques et les acteurs clés de ces endosymbioses racinaires, d’importantes questions demeurent quant aux mécanismes qui régissent l’infection endosymbiotique et la formation coordonnée d’un nouvel organe. Les chercheurs du réseau SYMBIPHYT ont pour objectif de comprendre les mécanismes moléculaires et cellulaires qui sous-tendent la colonisation endosymbiotique, ainsi que le développement coordonné des nodosités. Ils utilisent pour cela une variété de systèmes modèles (e.g. Medicago, Mimosa, Lupinus, soja, Arachis, Casuarina…) capables d’établir des symbioses avec différents micro-organismes (ex. champignons Gloméromycètes, bactéries Frankia ou rhizobia). Une compréhension plus approfondie de ces mécanismes et de leur modulation est essentielle pour exploiter leur potentiel dans de futures applications pour une agriculture durable.