Le module peptides CEP – récepteur CRA2 favorise la symbiose mycorhizienne à arbuscules

Le module peptides CEP – récepteur CRA2 favorisant la compétence des racines pour la nodulation symbiotique favorise également la symbiose mycorhizienne à arbuscules

Les peptides CEP (« C-terminally Encoded Peptides ») sont des hormones sécrétées qui favorisent la nodulation symbiotique fixatrice d'azote sur les racines des plantes légumineuses en fonction de la disponibilité en azote minéral du sol. Chez la légumineuse modèle Medicago truncatula, leur action est médiée par le récepteur kinase à répétitions riches en leucine CRA2 (« COMPACT ROOT ARCHITECTURE 2 »). Comme la plupart des plantes terrestres se développant dans un milieu pauvre en phosphate inorganique, M. truncatula établit une autre interaction endosymbiotique racinaire avec des champignons mycorhiziens à arbuscules (AMS). Cette interaction étant bénéfique pour la plante mais ayant un coût énergétique élevé, elle est étroitement contrôlée par les plantes hôtes pour limiter les infections fongiques principalement en fonction de la disponibilité en phosphate. Dans une étude publiée dans  Current Biology par l'équipe de F. Frugier à l'IPS2, en collaboration avec Nicolas Frey-dit-Frei du LRSV (Toulouse), nous avons montré que l'expression d'un sous-ensemble de gènes codant pour des peptides CEP est induite dans des conditions de faible teneur en phosphate. De plus, la surexpression du gène MtCEP1, dont il a déjà été démontré qu'il favorise la nodulation symbiotique fixatrice d'azote, améliore l'AMS dès le point d'entrée initial des champignons dans la racine. À l’inverse, une mutation perte de fonction du récepteur CRA2 nécessaire à l’action des peptides CEP diminue l’interaction endomycorhizienne à partir du même stade initial d’entrée fongique. Des analyses transcriptomiques ont révélé que le mutant cra2 est affecté négativement dans la régulation de gènes clés pour le transport et la réponse au phosphate, ainsi que pour la biosynthèse des hormones strigolactones nécessaires à l'établissement de l'AMS. Notamment, la teneur en strigolactones des racines du mutant cra2 est considérablement réduite. Au final, nous avons montré que la voie CEP/CRA2 favorise à la fois la nodulation des racines et l’AMS chez les plantes légumineuses en fonction de la disponibilité en nutriments minéraux du sol.

04/11/2024