Genetics of nodulation in Aeschynomene evenia uncovers mechanisms of the rhizobium-legume symbiosis
2021
Quilbé, Johan | Lamy, Léo | Brottier, Laurent | Leleux, Philippe | Fardoux, Joël | Rivallan, Ronan | Benichou, Thomas | Guyonnet, Rémi | Becana, Manuel | Villar, Irene | Garsmeur, Olivier | Hufnagel, Bárbara | Delteil, Amandine | Gully, Djamel | Chaintreuil, Clémence | Pervent, Marjorie | Cartieaux, Fabienne | Bourge, Mickaël | Valentin, Nicolas | Martin, Guillaume | Fontaine, Loïc | Droc, Gaëtan | Dereeper, Alexis | Farmer, Andrew | Libourel, Cyril | Nouwen, Nico | Gressent, Frédéric | Mournet, Pierre | d'Hont, Angélique | Giraud, Eric | Klopp, Christophe | Arrighi, Jean-François | Laboratoire des symbioses tropicales et méditerranéennes (UMR LSTM) ; Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro ; Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro) | Unité de Biométrie et Intelligence Artificielle (ancêtre de MIAT) (UBIA) ; Institut National de la Recherche Agronomique (INRA) | Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP) ; Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro ; Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro) | Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS) ; Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad) | Estación Experimental de Aula Dei (EEAD) ; Consejo Superior de Investigaciones Cientificas [España] = Spanish National Research Council [Spain] (CSIC) | Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes (BPMP) ; Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE) | Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) | Cytométrie (CYTO) ; Département Plateforme (PF I2BC) ; Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) | Plant Health Institute of Montpellier (UMR PHIM) ; Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro ; Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro) | National center for genome resources (NCGR) | Laboratoire de Recherche en Sciences Végétales (LRSV) ; Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT) | Spanish Ministry of Science and Innovation-European Regional Development Fund (AGL2017-85775-R) | ANR-14-CE19-0005,AeschyNod,Génétique de la légumineuse Nod-indépendante Aeschynomene evenia pour étudier l'évolution de la symbiose rhizobienne et dans la perspective du transfert de la fixation d'azote aux plantes d'intérêt agronomique(2014) | ANR-10-LABX-0001,AGRO,Agricultural Sciences for sustainable Development(2010)
International audience
显示更多 [+] 显示较少 [-]英语. Among legumes (Fabaceae) capable of nitrogen-fixing nodulation, several Aeschynomene spp. use a unique symbiotic process that is independent of Nod factors and infection threads. They are also distinctive in developing root and stem nodules with photosynthetic bradyrhizobia. Despite the significance of these symbiotic features, their understanding remains limited. To overcome such limitations, we conduct genetic studies of nodulation in Aeschynomene evenia, supported by the development of a genome sequence for A. evenia and transcriptomic resources for 10 additional Aeschynomene spp. Comparative analysis of symbiotic genes substantiates singular mechanisms in the early and late nodulation steps. A forward genetic screen also shows that AeCRK, coding a receptor-like kinase, and the symbiotic signaling genes AePOLLUX, AeCCamK, AeCYCLOPS, AeNSP2, and AeNIN are required to trigger both root and stem nodulation. This work demonstrates the utility of the A. evenia model and provides a cornerstone to unravel mechanisms underlying the rhizobium-legume symbiosis.
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