SEIX 17-20 octobre 2005 - Atelier Calcium

CALCIUM ET SIGNALISATION NOD
Jean-Jacques Bono
Surfaces Cellulaires et Signalisation chez les Végétaux, UMR 5546 CNRS-UPS, Pôle de
Biotechnologie Végétale, 24 chemin de Borde Rouge BP 42617 Auzeville, 31326 Castanet-
Tolosan
INTRODUCTION :
Les plantes de la famille des Légumineuses sont capables d‟établir une relation
symbiotique avec les bactéries du sol du genre Rhizobium. La symbiose se caractérise par la
présence d‟organes particuliers, situés au niveau de la racine, appelés nodule ou nodosités au
sein desquels la bactérie réduit l‟azote atmosphérique en ammoniac, assimilable par la plante.
En contre partie, la plante fournit à son symbiote une niche écologique et les substrats
carbonés issus de la photosynthèse, nécessaires à son métabolisme. Une des propriétés
fondamentales de la symbiose Rhizobium/Légumineuses est sa spéficité d‟interaction. En effet
une bactérie donnée ne peut noduler qu‟un nombre limité de légumineuses (parfois un seul
genre) et réciproquement. L‟établissement de cette reconnaissance spécifique résulte d‟un
dialogue moléculaire entre les deux partenaires schématisé sur la Figure 1.
Plante-hôte
( Medicago truncatula )
Flavonoides
Rhizobium
( Sinorhizobium meliloti )
Nod
D
* *
nodD
gènes nod structuraux
Formation du Nodule
Facteurs Nod
Figure 1 : La symbiose Rhizobium/Légumineuses : un dialogue moléculaire entre la plante et
la bactérie
Dans un premier temps, la plante produits des exsudats racinaires contenant des
flavonoïdes, qui, perçus par la bactérie, vont activer la transcription de gènes particuliers : les
génes nod. Ces gènes, sont responsables de la biosynthèse d‟un composé appelé facteur de
nodulation ou facteur Nod, qui, en retour, va déclencher chez la plante le programme
d‟organogenèse conduisant à la formation du nodule. Les facteurs Nod, isolés de différentes
espèces de Rhizobiacées, possèdent tous la même structure de base : ce sont des lipochitooligosaccharides
constitués d‟un squelette d‟oligochitine de 3 à 5 résidus de N-acétylglucosamine,
acylé à l‟extrémité non réductrice par un acide gras. La nature de la chaîne
grasse (longueur et degré d‟insaturation) et la présence de substituants chimiques sur le
squelette d‟oligochitine sont caractéristiques d‟une espèce bactérienne donnée et déterminent
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