Alnus glutinosa

Casuarinaceae multilobed nodule. Each lobe has a lateral root structure with a central vascular bundle and cortical cells infected by Frankia (photo C. Franche)

Le séquençage récent du génome de trois souches de Frankia, effectué par le Génoscope, le laboratoire d’Ecologie Microbienne de Lyon et un consortium de groupes américains (JGI/DoE, Universités) a permis de mettre en évidence des différences marquées de taille du génome corrélées au spectre de souche, une absence d’ilôt symbiotique et une absence de cluster de gènes nod canoniques (Normand et coll., 2007). Les travaux continuent pour identifier les évènements qui ont lieu dans la bactérie au cours de l’infection.

Poils racinaires d’Alnus glutinosa 14 jours après infection par Frankia alni. De nombreuses déformations aux extrémités commencent à être bien visibles, elles vont piéger les hyphes de Frankia dans les plis et permettre la pénétration du poil racinaire et l’induction du nodule (photo P. Pujic)

Du côté de la plante, il y a encore peu de choses connues sur les mécanismes symbiotiques si ce n’est la conservation de certains mécanismes contrôlant l’infection des plantes actinorhiziennes par Frankia et l’infection des légumineuses par Rhizobium (Svistoonoff et coll., 2004).

L’objectif de ce projet est de constituer des bases de données (ESTs) de taille significative sur l’ensemble des gènes de Casuarina et d’Aulne exprimés au cours de l’interaction symbiotique avec Frankia, et de comparer ce programme génétique à celui de racines témoins non infectées. L’approche génomique devrait fournir dans les prochaines années une vision globale du fonctionnement des nodules actinorhiziens. Une analyse comparative des transcriptomes des actinorhizes et des nodosités des légumineuses devrait également apporter des informations sur la nature des gènes qui prédisposent les plantes actinorhiziennes et les légumineuses à développer des nodules racinaires fixateurs d’azote.

Poils racinaires d’Alnus glutinosa 7 jours après infection par Frankia alni. Les déformations aux extrémités commencent à peine à être visibles (photo P. Pujic)

Contacts : Patrick Wincker (Genoscope) - Didier Bogusz (IRD)

Bibliographie

Normand P, Lapierre P, Tisa LS, Gogarten JP, Alloisio N, Bagnarol E, Bassi CA, Berry AM, Bickhart DM, Choisne N, Couloux A, Cournoyer B, Cruveiller S, Daubin V, Demange N, Francino MP, Goltsman E, Huang Y, Kopp OR, Labarre L, Lapidus A, Lavire C, Marechal J, Martinez M, Mastronunzio JE, Mullin BC, Niemann J, Pujic P, Rawnsley T, Rouy Z, Schenowitz C, Sellstedt A, Tavares F,Tomkins J, Vallenet D, Valverde C, Wall LG, Wang Y, Medigue C, & Benson DR. 2007. Genome characteristics of facultatively symbiotic Frankia sp. strains reflect host range and host plant biogeography. Genome Research 17 : 7-15

Svistoonoff S, Laplaze L, Liang J, Ribeiro A, Gouveia M.C, Auguy F, Fevereiro P, Franche C, & Bogusz D. 2004 . Infection-related activation of the cg12 promoter is conserved between actinorhizal and legume-rhizobia root nodule symbioses. Plant Physiol. 136 : 3191-3197.