Les peptides TDIF adaptent le métabolisme racinaire à la nodulation symbiotique

Le peptide de signalisation sTDIF module le diamètre de la stèle racinaire et le métabolisme primaire pour faciliter la nodulation symbiotique

Les légumineuses forment des organes spécifiques sur leur système racinaire, les nodules fixateurs d'azote, grâce à une interaction symbiotique avec des bactéries du sol, collectivement appelées rhizobiums. Les rhizobiums induisent cependant non seulement la formation de ces nodules racinaires, mais modulent aussi l'architecture du système racinaire. Dans une nouvelle étude publiée dans « Current Biology » par l'équipe SILEG de F. Frugier, nous avons identifié chez la légumineuse modèle Medicago truncatula une nouvelle réponse symbiotique racinaire correspondant à une augmentation du diamètre du cylindre central en réponse à rhizobium. Cette réponse, observée également chez une autre légumineuse cultivée, le pois, se produit rapidement et localement après l'inoculation des rhizobiums, entraînant une augmentation du nombre de cellules vasculaires. De manière intéressante, cette réponse symbiotique d’augmentation du diamètre de la stèle racinaire implique les peptides de signalisation nommés « Tracheary Element Differentiation Inhibitory Factor » (TDIF), et notamment le gène MtCLE37 codant pour un peptide TDIF, dont l'expression est induite durant la nodulation, et qui a donc été nommé « TDIF lié à la nodulation symbiotique » (sTDIF). En effet, un mutant cle37/stdif ne répond pas aux rhizobiums en augmentant le diamètre du cylindre central racinaire, et présente un nombre réduit de nodules. Des analyses transcriptomiques et métabolomiques combinées ont révélé que le mutant stdif présente un métabolisme primaire altéré, affectant notamment l'accumulation de glucides/sucres dans les racines et les nodules. De manière remarquable, un traitement exogène au saccharose ou au malate est capable de restaurer dans le mutant stdif la réponse symbiotique d’augmentation du diamètre du cylindre central induite par les rhizobiums. Ceci indique que cette dérégulation métabolique contribue donc à expliquer l'altération de la réponse symbiotique du mutant. Au final, cette étude met en évidence une nouvelle fonction des peptides de signalisation TDIF chez les plantes légumineuses, qui, au-delà de la régulation du développement du cylindre central, modulent également l’adaptation du métabolisme primaire des racines nécessaire pour permettre le développement des nodules symbiotiques.

22/08/2025