DIversité - Adaptation - DEveloppement des plantes

 

Dans un contexte mondial de surconsommation d’engrais azotés conduisant à une dégradation de notre environnement, l’étude des symbioses fixatrices d’azote, aussi bien chez les non-légumineuses que chez les légumineuses, constitue un enjeu particulièrement important. L’azote est en effet un composé fondamental des plantes mais malgré la présence de grandes quantités d’azote dans l’atmosphère (78% de diazote), sa disponibilité est l’un des facteurs limitant majeur de la croissance des végétaux, en particulier dans certains pays du Sud.

Le projet de recherche de l’équipe Rhizogenèse porte sur un arbre tropical adapté aux régions arides et semi-arides, Casuarina glauca, capable de développer des nodosités fixatrices d’azote (ou actinorhizes) en présence de l’actinobactérie du sol Frankia. Comprendre les phases précoces de l’interaction entre le système racinaire de C. glauca et Frankia est la priorité des recherches développées au sein de l’équipe.

 

Dans ce contexte, deux questionnements majeurs sont abordés :

-   Le premier vise à déterminer les molécules « signal » du microorganisme Frankia impliquées dans l’interaction symbiotique. Les résultats les plus récents suggèrent que les signaux émis par les actinobactéries symbiotiques de Casuarina sont de nature différente des facteurs Nod émis par la majorité des souches de Rhizobium et nécessaires au processus d’infection et de nodulation chez les légumineuses.

-   Le second porte sur la perception et la transduction des signaux symbiotiques émis par Frankia ; il vise à caractériser des gènes clés permettant la perception et la transduction des signaux émis par le microorganisme Frankia. Nos recherches ont abouti à la caractérisation de plusieurs gènes partagés par l’ensemble des trois principales endosymbioses racinaires : plantes actinorhiziennes-Frankia, légumineuses-Rhizobium et symbiose endomycorhizienne.

 

A long terme, l’ensemble de ces connaissances, et en particulier l’existence d’une « voie symbiotique commune », permettront de proposer des stratégies permettant de transférer l’aptitude à fixer l’azote dans des céréales telles que le riz.

 

 

Le modèle végétal

Le projet de l’équipe Rhizogenèse est principalement centré sur l’arbre tropical actinorhizien Casuarina glauca. Le choix de cette espèce relève à la fois du développement possible d’outils moléculaires permettant d’aborder la caractérisation fonctionnelle de gènes clés nécessaires à l’interaction symbiotique, et de son importance pour des pays du sud tels que le Sénégal, l’Egypte, l’Inde ou encore la Chine.

 

Outre leur capacité à enrichir les sols en azote et en matières organiques, les casuarinas développent également, comme la plupart des plantes, des associations symbiotiques avec des champignons du sol ou champignons mycorhiziens. Ceux-ci améliorent la nutrition minérale, en particulier en phosphore, et favorisent l’acquisition de l’eau. Enfin, en conditions de carence en fer et/ou en phosphore, certaines espèces, comme C. glauca, produisent des massifs de racines latérales courtes appelées racines protéoïdes ; celles-ci contribuent à l’absorption de minéraux peu solubles dans le sol, en particulier de fer et de phosphore.

 

Comprendre les bases moléculaires de la plasticité racinaire de casuarina et ses facultés d’adaptation aux sols pauvres en éléments minéraux constitue un enjeu de recherche majeur au niveau agronomique.

 

Recherches
Recherches menées au sein de l'équipe
Articles
Publications de l'équipe Rhizo
Membres
Membres permanents et temporaires