Doctorante de l'Université Montpellier II

UMR 113
Laboratoire des Symbioses Tropicales et Méditerranéennes

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Mots-clés : Organismes biologiques :  Plantes / Bactéries - Discipline :  Physiologie végétale et microbienne - Technique : Microbiologie, Phytochimie, Chromatographie, Cytologie. Thématique : Etude de la symbiose entre les légumineuses du genre Crotalaria et les bactéries du genre Methylobacterium - Autres mots-clés: dialogue moléculaire, métabolites secondaires, nodules.

Soutenance de thèse le 18 janvier 2008 : couverture, résumé.

Dans le cadre des problématiques de recherches de l’équipe Substances Naturelles et Médiation Chimique, l’étude de la symbiose entre les légumineuses du genre Crotalaria et les bactéries du genre Methylobacterium apporte de nouveaux éléments dans la compréhension du dialogue moléculaire s'établissant entre les plantes et les microorganismes de sa rhizosphère.

Les légumineuses du genre Crotalaria comprennent plus de 600 espèces dont la majorité sont fixatrices d’azote. Comme chez la plupart des légumineuses, le siège de la fixation de l'azote est un organe racinaire appelé nodule. Dans cet organe se met en place une symbiose entre une bactérie fixatrice d’azote (appelée communément rhizobium) et la plante. La plupart des souches bactériennes fixatrices d’azote développant une symbiose avec les Crotalaires, appartiennent au genre Bradyrhizobium, bactéries que l’on trouve communément associées à de nombreuses autres légumineuses (Samba et al., 1999 ; You et al., 2002). Récemment, il a été montré que trois espèces de Crotalaires, Crotalaria  glaucoïdes, C. perrottetii et C. podocarpa, développent une symbiose fixatrice d’azote très originale avec des bactéries appartenant au genre Methylobacterium conduisant à la caractérisation d’une nouvelle espèce bactérienne : Methylobacterium nodulans (Sy et al., 2001 ; Jourand et al., 2004).

Les bactéries du genre Methylobacterium sont habituellement connues pour leur fonction métabolique méthylotrophique leur permettant d’assimiler les composés mono-carbonés comme le méthanol, un substrat rarement utilisé par les bactéries. Methylobacterium nodulans présente donc non seulement cette fonction métabolique méthylotrophique mais aussi les capacités à noduler et à fixer l’azote. Ainsi, les Crotalaires nodulées par les Methylobacterium apparaissent comme un modèle très original de relation plante-microorganismes.

Les Crotalaires sont par ailleurs des plantes productrices de substances naturelles actives variées. En outre, des extraits aqueux de racines de plusieurs espèces de ces crotalaires paralysent réversiblement les nématodes juvéniles au stade infestant, suggérant un fort potentiel nématostatique de ces plantes (Jourand, 2003).

Au cours de cette thèse, nous souhaitons étudier non seulement les mécanismes moléculaires et biochimiques des interactions entre la légumineuse Crotalaria et la bactérie Methylobacterium, mais aussi les conséquences de l’utilisation de cette symbiose dans la lutte contre les nématodes phytoparasites, en particulier du genre Meloidogyne.

Nos recherches portent sur la caractérisation moléculaire de la symbiose fixatrice d’azote Crotalaria / Methylobacterium ainsi que sur le implication de la fonction méthylotrophique dans ce processus de symbiose.  Ces travaux permettent de comparer la nodulation des Methylobacterium à celle des  rhizobium classiques, et de mieux comprendre comment la plante a pu sélectionner des partenaires bactériens aussi particuliers.

Nous cherchons également à caractériser les métabolites secondaires produits par les Crotalaires et impliqués dans l’activité nématostatique. Nous utilisons pour cela des techniques de cytologie (coupes de tissus racinaires et de nodules), d’histochimie (coloration des métabolites secondaires : flavonoïdes, polyphénols, alcaloïdes), et d’analyses biochimiques (CCM, HPLC...). Nous recherchons en particulier s’il existe des mécanismes et/ou des médiateurs chimiques communs impliqués dans les processus de symbiose et de résistance de la plante aux nématodes.

Sélection de publications

      Renier A., Jourand P., Rapior S., Poinsot V., Sy A., Dreyfus B. et Moulin L. (2008) Symbiotic properties of Methylobacterium nodulans ORS 2060T: a classic process for an atypical symbiont. Soil Biology and Biochemistry, 40, 1404-1412

      Renier A., Vivien E., Cociancich S., Letourmy P., Perrier X., Rott P.C. et Royer M. (2007) Substrate specificity-conferring regions of the nonribosomal peptide synthetase adenylation domains involved in albicidin pathotoxin biosynthesis are highly conserved within the species Xanthomonas albilineans. Appl Environ Microbiol. 73(17) : 5523-5530.

      P. Jourand, A. Renier, S. Rapior, S. Miana de Faria, Y. Prin, A. Galiana, E. Giraud, and B. Dreyfus (2005) Role of Methylotrophy During Symbiosis Between Methylobacterium nodulans and Crotalaria podocarpa. Molecular Plant-Microbe Interactions 18:1061-1068.

Posters

      Renier A. et Rapior S. The Methylobacterium nodulans / Crotalaria podocarpa symbiosis: a classic process for an original model. International Conference Rhizosphere 2 (Montpellier, France, 26-31/08/2007). Poster.

      Renier A., Rapior S., Dreyfus B. et Jourand P. 2006. Methylotrophy: from a great assess in symbiosis process to the molecular dialog elucidation. 7èmes Rencontres Plantes-Bactéries (Aussois, France, 20-24/03/2006). (Poster)

      Renier A., Rapior S., Prin Y., Miana de Faria S., Galiana A., Giraud E., Dreyfus B. et Jourand P. 2005. Methylotrophy: a great asset in symbiosis process. 14th Australian Nitrogen Fixation Conference (Katoomba, Australie, 21-25/11/2005). (Poster)