Legumes Symbioses: Absence of Nod Genes in Photosynthetic Bradyrhizobia
2007
Giraud, Eric | Moulin, Lionel | Vallenet, David | Barbe, Valérie | Cytryn, Eddie | Avarre, Jean-Christophe | Jaubert, Marianne | Simon, Damien | Cartieaux, Fabienne | Prin, Yves | Bena, Gilles | Hannibal, Laure | Fardoux, Joel | Kojadinovic, Mila | Vuillet, Laurie | Lajus, Aurelie | Cruveiller, Stéphane | Rouy, Zoe | Mangenot, Sophie | Segurens, Béatrice | Dossat, Carole | L. Franck, William | Chang, Woo-Suk | Saunders, Elisabeth | Bruce, David | Richardson, Paul | Normand, Philippe | Dreyfus, Bernard | Pignol, Davis | Stacey, Gary | Emerich, David | Vermeglio, Andre | Médigue, Claudine | Sadoxsky, Michael | Laboratoire des symbioses tropicales et méditerranéennes (UMR LSTM) ; Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université Montpellier 1 (UM1)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro) | Génomique métabolique (UMR 8030) ; Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] (GENOSCOPE) ; Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) | Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] (GENOSCOPE) ; Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) | University of Minnesota System (UMN) | Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST (CEA)) ; Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) | Structure et évolution des génomes - UMR 8030 (SEG) ; CNS-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) | University of Missouri [Columbia] (Mizzou) ; University of Missouri System | Department of Energy / Joint Genome Institute (DOE) ; Los Alamos National Laboratory (LANL) | Laboratoire d'Ecologie Microbienne - UMR 5557 (LEM) ; Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL) ; Université de Lyon-Université de Lyon-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) | Laboratoire des Echanges Membranaires et Signalisation (LEMS) ; Université de la Méditerranée - Aix-Marseille 2-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) | Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille (ex-IBEB) (BIAM) ; Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Leguminous plants (such as peas and soybeans) and rhizobial soil bacteria are symbiotic partners that communicate through molecular signaling pathways, resulting in the formation of nodules on legume roots and occasionally stems that house nitrogen-fixing bacteria. Nodule formation has been assumed to be exclusively initiated by the binding of bacterial, host-specific lipochito-oligosaccharidic Nod factors, encoded by the nodABC genes, to kinase-like receptors of the plant. Here we show by complete genome sequencing of two symbiotic, photosynthetic, Bradyrhizobium strains, BTAi1 and ORS278, that canonical nodABC genes and typical lipochitooligosaccharidic Nod factors are not required for symbiosis in some legumes. Mutational analyses indicated that these unique rhizobia use an alternative pathway to initiate symbioses, where a purine derivative may play a key role in triggering nodule formation.
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