Évolution et fonction de la détermination des nodosités symbiotiques chez les légumineuses – DETERMINATE

Comparé aux mammifères, la croissance indéterminée et la plasticité du développement post-embryonnaire sont des caractéristiques clés des plantes terrestres. Identifier les réseaux moléculaires qui régulent la détermination et l'indétermination de la croissance est essentiel pour comprendre l'évolution des structures végétales. Les légumineuses forment une symbiose mutualiste avec des rhizobiums fixateurs d'azote, au sein d'organes spécialisés, les nodosités racinaires, qui peuvent avoir une croissance indéterminée ou déterminée selon la persistance, ou non, de divisions cellulaires apicales.

Chez les légumineuses, l'indétermination des nodosités est un trait ancestral, qui a évolué au moins trois fois vers la détermination, un état dérivé. Le projet DETERMINATE propose que ces transitions répétées impliquent des réseaux de régulation génétique (GRN) similaires, sous-tendant une évolution convergente.

Ce projet est organisé en trois axes de travail, combinant l'expertise de partenaires en bioinformatique, génomique comparative, transcriptomique, et biologie moléculaire. Axe 1 : l : La phylotranscriptomique et la phylogénomique seront utilisées pour identifier les GRNs contrôlant la croissance des nodosités et tester l’hypothèse d'une évolution convergente. Axe 2 : l’intégration inter-espèce de données transcriptomique issus de noyaux uniques permettra de reconstruire les trajectoires cellulaires développementales des nodosités de type indéterminées et déterminées. (3) Les identités cellulaires seront visualisées grâce à une nouvelle méthode d'hybridation in situ, ce qui permettra de tester fonctionnellement des gènes-candidats impliqués dans la détermination des nodosités.

Les connaissances générées par DETERMINATE sur la plasticité des nodosités et les GRNs contrôlant la croissance indéterminée fournira des perspectives sur les principes généraux régissant l’évolution et le développement des plantes.