Oscillations calciques et transduction du signal Nod dans la symbiose Rhizobium-Légumineuses

Clare Gough
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Abstract

Les facteurs Nod sont des signaux symbiotiques de nature lipo-chitooligosaccharidique produits par des Rhizobium. Ces signaux induisent de nombreuses reponses dans les racines de plantes-hotes et sont necessaires au developpement et a la colonisation du nodule par Rhizobium. L'induction d'oscillations d'ions Ca 2+ (« calcium spiking ») dans les poils absorbants est une des reponses aux facteurs Nod les plus rapides caracterisees a ce jour. Cette reponse a ete etudiee d'abord chez Medicago sativa et un mutant de M. sativa, MN-NN1008, incapable de noduler en presence de Sinorhizobium meliloti, ne presente plus d'oscillations calciques apres traitement par des facteurs Nod. Comme ce mutant ne presente pas de reponse morphologique aux facteurs Nod, il est possible que ces oscillations calciques fassent partie d'une voie de transduction des facteurs Nod responsable de l'induction de reponses symbiotiques et la nodulation. Plus recemment, l'induction d'oscillations calciques par les facteurs Nod a ete caracterisee chez une legumineuse modele, Medicago truncatula, et chez le pois. Quand des mutants de nodulation ont ete etudies pour cette reponse, trois loci de pois et deux de M. truncatula se sont averes necessaires pour l'induction d'oscillations calciques en reponse aux facteurs Nod. Ces loci sont egalement necessaires pour l'induction par des facteurs Nod des reponses symbiotiques, telles que la deformation de poils absorbants, l'expression de genes de nodulines et des divisions corticales. Ces resultats sont compatibles avec un role des oscillations calciques dans la transduction des facteurs Nod controlant des reponses symbiotiques et la nodulation. Ce systeme permet d'exploiter la genetique pour etudier le role d'oscillations calciques dans une voie de transduction de signal vegetal.
根瘤菌-豆科共生中的钙振荡与Nod信号转导
Nod因子是根瘤菌产生的脂壳寡糖共生信号。这些信号在寄主植物的根部引起许多反应,是根瘤菌生长和定植结核所必需的。在吸收毛中诱导ca2 +振荡(“钙尖”)是迄今为止已知的对Nod因素最快的反应之一。这一反应首先在Medicago sativa和M. sativa的突变体mn - n1008中进行了研究,该突变体在Sinorhizobium meliloti存在时不能结节,经Nod因子处理后不再出现钙振荡。由于该突变体对Nod因子没有形态反应,钙振荡可能是Nod因子转导途径的一部分,负责诱导共生反应和结瘤。最近,Nod因子诱导钙振荡的特征是在一种模型豆科植物——截尾苜蓿(Medicago truncatula)和豌豆中。当研究结节突变体的反应时,发现3个pois位点和2个截尾分枝杆菌位点是诱导钙振荡响应Nod因子所必需的。这些位点也需要Nod因子诱导共生反应,如吸收毛的变形、结节基因的表达和皮质分裂。这些结果与钙振荡在控制共生反应和结瘤的Nod因子转导中的作用是一致的。该系统允许利用遗传学研究钙振荡在植物信号转导途径中的作用。
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