Endosymbiotic Sinorhizobium meliloti modulate Medicago root susceptibility to secondary infection via ethylene

Autor: Fabienne Maillet, Chrystel Gibelin-Viala, Jacques Batut, David Rengel, Catherine Masson-Boivin, Clare Gough, Fernando Sorroche, Christian Chervin, Anne-Marie Garnerone, Lan Zou, Mathilda Walch, Véréna Poinsot
Přispěvatelé: Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut National de la Recherche Agronomique - INRA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Laboratoire des interactions plantes micro-organismes (LIPM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique (IMRCP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Génomique et Biotechnologie des Fruits (GBF), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole Nationale Supérieure Agronomique de Toulouse-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Laboratoire de Biologie Moléculaire des Relations Plantes-Microorganismes, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de Recherche Fluides, Energie, Réacteurs, Matériaux et Transferts (FERMAT), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-École nationale supérieure agronomique de Toulouse (ENSAT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT), ANR ‘Nice Crops’ project (ANR‐14‐CE18‐0008‐02), ANR AOI (ANR‐15‐CE20‐0004‐01), China Scholarship Council, ‘Laboratoire d'Excellence (LABEX)’ TULIP (ANR‐10‐LABX‐41)., European Project: 267196,EC:FP7:PEOPLE,FP7-PEOPLE-2010-COFUND,AGREENSKILLS(2012), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-École nationale supérieure agronomique de Toulouse [ENSAT]-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
0106 biological sciences
0301 basic medicine
Agronomie
Physiology
Secondary infection
[SDV]Life Sciences [q-bio]
Mutant
[SDV.SA.AGRO]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Agronomy
Plant Science
Root hair
Models
Biological
Plant Root Nodulation
Plant Roots
01 natural sciences
Plant Epidermis
Rhizobia
Microbiology
03 medical and health sciences
Ethylene
Bacterial Proteins
Symbiosis
Medicago truncatula
[SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology
ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Plant Diseases
[SDV.EE]Life Sciences [q-bio]/Ecology
environment
Volatile Organic Compounds
Sinorhizobium meliloti
Medicago
biology
Légume
food and beverages
Ethylenes
biology.organism_classification
[SDV.BV.PEP]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Phytopathology and phytopharmacy
030104 developmental biology
Rhizobium
Infection
010606 plant biology & botany
Zdroj: New Phytologist
New Phytologist, Wiley, 2019, 223 (3), pp.1505-1515. ⟨10.1111/nph.15883⟩
New Phytologist, Wiley, In press, ⟨10.1111/nph.15883⟩
New Phytologist, 2019, 223 (3), pp.1505-1515. ⟨10.1111/nph.15883⟩
New Phytologist, Wiley, In press, 223 (3), pp.1505-1515. ⟨10.1111/nph.15883⟩
ISSN: 0028-646X
1469-8137
DOI: 10.1111/nph.15883⟩
Popis: International audience; A complex network of pathways coordinates nodulation and epidermal root hair infection in the symbiotic interaction between rhizobia and legume plants. Whereas nodule formation was known to be autoregulated, it was so far unclear whether a similar control is exerted on the infection process. We assessed the capacity of Medicago plants nodulated by Sinorhizobium meliloti to modulate root susceptibility to secondary bacterial infection or to purified Nod factors in split-root and volatile assays using bacterial and plant mutant combinations. Ethylene implication in this process emerged from gas production measurements, use of a chemical inhibitor of ethylene biosynthesis and of a Medicago mutant affected in ethylene signal transduction. We identified a feedback mechanism that we named AOI (for Autoregulation Of Infection) by which endosymbiotic bacteria control secondary infection thread formation by their rhizospheric peers. AOI involves activation of a cyclic adenosine 30,50-monophosphate (cAMP) cascade in endosymbiotic bacteria, which decreases both root infectiveness and root susceptibility to bacterial Nod factors. These latter two effects are mediated by ethylene. AOI is a novel component of the complex regulatory network controlling the interaction between Sinorhizobium meliloti and its host plants that emphasizes the implication of endosymbiotic bacteria in fine-tuning the interaction.
Databáze: OpenAIRE
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