Analyse en noyaux uniques de la nodulation symbiotique

Identifications de voies recrutées pour la nodulation symbiotique chez la légumineuse Medicago truncatula au niveau cellule spécifique

Medicago truncatula est une espèce de légumineuse modèle étudiée depuis des décennies pour comprendre la relation symbiotique s’établissant entre les légumineuses et des bactéries du sol collectivement nommées rhizobiums. Cette symbiose appelée nodulation s’initie par l'infection des poils absorbants racinaires par les bactéries ainsi que la mise en place de primordia de nodules à partir des cellules corticales, endodermiques et du péricycle de la racine, conduisant au développement de ce nouvel organe racinaire, le nodule, où les bactéries fixent et assimilent le diazote atmosphérique au profit de la plante. Dans une étude collaborative entre l’équipe SILEG d’IPS2 et Marc Libault (Université du Nebraska), publiée dans Molecular Plant, nous avons isolé des noyaux de racines non-symbiotiques et de racines inoculées avec rhizobium pour réaliser des expériences de séquençage ARN sur des noyaux uniques (sNucRNA-seq). Une carte d'expression génique de la racine de Medicago a été générée, comprenant 25 groupes (« clusters »), qui ont été annotées en types de cellules spécifiques à l'aide de 119 gènes marqueurs de Medicago et d'orthologues de gènes spécifiques des différents types cellulaires de la racine d'Arabidopsis. Un focus sur les types cellulaires poils absorbants, cortex, endoderme et péricycle montrant les régulations différentielles les plus fortes en réponse à une inoculation par rhizobium à court terme (48 heures) a révélé à la fois des gènes et des voies fonctionnelles connus, validant l'approche sNucRNA-seq, mais également de nombreux gènes et voies nouveaux, permettant une analyse approfondie des réponses symbiotiques précoces des racines au niveau cellule spécifique.

15/11/2022