– MycSignalling
La symbiose associant les champignons mycorhiziens à arbuscules (AM) et les plantes facilite la nutrition minérale des plantes, a des effets positifs sur la biodiversité et le recyclage du carbone, et présente donc un intérêt considérable pour l?agriculture. La découverte du fait que les strigolactones, qui sont secrétées par les racines de plantes, sont reconnues par les champignons AM, soulève la question des mécanismes de régulation et de perception impliqués dans cette voie de signalisation. Des résultats indiquent que les champignons, avant de coloniser les racines de l?hôte, répondent aux strigolactones en produisent un ou plusieurs signaux diffusibles, appelés « facteurs Myc ». Les strigolactones et les facteurs Myc pourraient jouer les rôles équivalents à ceux des flavonoïdes et les facteurs Nod bactériens (NF) dans la symbiose fixatrice d?azote rhizobium/légumineuses, en permettant la reconnaissance hôte/champignon. Les mécanismes responsables chez la plante de la signalisation précoce sont encore très peu connus dans cette symbiose fongique. Cependant, des mutants de Medicago truncatula dans les trois gènes DMI (Doesn?t Make Infections), affectés dans la voie de signalisation des NF, se sont avérés également affectés dans la signalisation mycorhizienne, ce qui a permis de définir une voie de signalisation symbiotique commune. Compte tenu des nombreuses différences entre les symbioses rhizobiennes et mycorhiziennes, on peut supposer qu?il existe, en amont et en aval de cette voie symbiotique commune, des éléments de signalisation spécifiques de la symbiose AM qui restent à identifier. Alors qu?un projet de caractérisation des facteurs Myc est en cours, il nous a paru opportun de nous appuyer sur la découverte de la voie symbiotique commune et sur notre expertise dans la signalisation Nod, ainsi que dans la caractérisation des réponses de la plante aux facteurs Myc, pour élucider le dialogue moléculaire impliquant les strigolactones et les facteurs Myc, et les mécanismes par lesquels les facteurs Myc préparent leurs hôtes végétaux à la mycorhization. L?originalité de ce projet est de combiner une variété d?approches et d?aborder les différentes étapes de la signalisation par les facteurs Myc. Un autre aspect très original du projet est que nous allons pouvoir disséquer la voie de signalisation des facteurs Myc à l?aide de fractions actives dans un premier temps, puis de facteurs Myc purifiés dès que ceux-ci seront disponibles. L?utilisation de Medicago truncatula, espèce chez laquelle ont été réalisés les travaux pionniers sur la signalisation Myc nous permettra d?identifier les éléments communs et les éléments spécifiques à chacune des voies Myc et Nod. Pour atteindre ces objectifs ambitieux, nous bénéficierons des expertises complémentaires de deux partenaires, dans une approche multidisciplinaire incluant la génétique moléculaire, la transcriptomique, la protéomique et la biochimie. L?expérience unique des deux partenaires, qui ont joué un rôle pionnier dans l?étude de la signalisation Nod et Myc, constitue un autre atout. Le projet bénéficiera également des développements récents de la génétique, génomique et transgénèse chez Medicago truncatula, qui ont rendu la génomique fonctionnelle et le clonage beaucoup plus rapides. Pour identifier de nouveaux composants intervenant à différentes étapes de la signalisation Myc, nous utiliserons des approches de génétique et de transcriptomique. Un criblage direct permettra d?isoler des mutants Myc-, qui seront ensuite testés pour leur capacité à répondre aux facteurs Myc. Les nouveaux gènes intéressants seront clonés par une technique basée sur l?analyse du transcriptome. L?étude du transcriptome associera des puces Affymetrix comprenant 50 000 séquences de M. truncatula et un mutant supermycorhizant, hyper réactif aux signaux mycorhiziens. Afin d?explorer la voie de signalisation Myc en amont et en aval de la voie symbiotique commune, nous nous concentrerons sur la perception des facteurs Myc et sur le point de divergence entre les voies Myc et Nod, au niveau de DMI3. Des gènes LysM-RLK de M. truncatula susceptibles de jouer le rôle de récepteur des facteurs Myc seront identifiés et testés par génétique réverse. Nous rechercherons des partenaires de DMI3 par une approche protéomique associée à l?utilisation d?une forme tronquée de DMI3, active de façon constitutive. Nous combinerons l?approche transcriptomique avec la génétique pour identifier les gènes impliqués dans la voie de signalisation conduisant à la formation des racines latérales et comprendre comment la signalisation symbiotique détourne le processus développemental de formation des racines. Enfin, nous examinerons si les synthèses de facteurs Myc et de strigolactones sont interdépendantes, c?est-à-dire si les strigolactones stimulent la synthèse des facteurs Myc et si les facteurs Myc en retour régulent négativement la synthèse des strigolactones.
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Début et durée du projet scientifique :
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