Rearrangement of Actin Cytoskeleton Mediates Invasion of Lotus japonicus Roots by Mesorhizobium loti.

Yokota, K., Fukai, E., Madsen, L.H., Held, M., Jurkiewicz, A., Radutoiu, S., Rueda, P., Hossain, M.S., Szczyglowski, K., Morieri, G., Oldroyd, G.E.D., Downie, J.A., Nielsen, M.W., Rusek, A.M., Tabata, S., James, E.K., Oyaizu, H., Sandal, N., et Stougaard, J. (2009). « Rearrangement of Actin Cytoskeleton Mediates Invasion of Lotus japonicus Roots by Mesorhizobium loti. », Plant Cell, 21(1), p. 267-284. doi : 10.1105/tpc.108.063693  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Lorsque des filaments d’infection de rhizobies envahissent les racines des légumineuses, les bactéries s’infiltrent dans les cellules végétales et forment des nodosités de symbiose. Nous avons découvert que deux gènes, nap1 (Nick-associated protein 1) et pir1 (121F-specific p53 inducible RNA), intervenant dans le réarrangement de l’actine étaient essentiels à la formation de filaments d’infection et à la colonisation des racines du Lotus japonicus par son microsymbiote naturel, le Mesorhizobium loti. On a constaté, chez les mutants nap1 et pir1, un excès d’ébauches de nodosités non colonisées, indiquant que ces deux gènes ne sont pas essentiels à l’organogenèse des nodosités comme telle. Toutefois, tant la formation que la progression des filaments d’infection dans le cortex racinaire étaient significativement réduites chez ces mutants. Nous avons montré que ces anomalies d’infection étaient dues à une perturbation dans l’organisation de l’actine du cytosquelette. Chez les mutants, les poils racinaires contenaient surtout des filaments d’actine transversaux ou entrecroisés, tandis que chez le type sauvage, les faisceaux de filaments étaient surtout longitudinaux. De même, nous avons constaté des différences temporelles et spatiales dans l’organisation des filaments d’actine des poils racinaires chez le type sauvage et les mutants après le traitement avec le facteur Nod, tandis que l’influx de calcium et les oscillations calciques étaient les mêmes. Ensemble, avec leurs divers effets sur la croissance des plantes et la formation des graines, les allèles nap1 et pir1 conféraient un phénotype caractéristique des trichomes déformés, laissant supposer un rôle plus général de nap1 et pir1 dans les processus d’établissement de la polarité cellulaire ou de la croissance polarisée chez le L. japonicus.

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