Sujet de stage Master 2ième année Laboratoire d`accueil : UMR

Sujet de stage Master 2ième année
Laboratoire d’accueil : UMR INRA/UHP IaM 1136 Interaction Arbre/Micro-organismes
- INRA de Nancy
Encadrantes : Valérie Legué et A. Vayssières
Contacts : [email protected] et [email protected]
Sujet : Importance de la répartition de l’auxine dans la régulation de la croissance
racinaire du peuplier, en réponse à un champignon symbiotique, Laccaria bicolor
Le sujet de stage s’intègre dans un des axes de recherche développés par l’UMR IaM
1136 : compréhension du fonctionnement des racines symbiotiques dans les écosystèmes
forestiers et plus particulièrement dans le cadre de la thèse d’A. Vayssières (Implication de la
signalisation auxinique dans la racine du peuplier en réponse à Laccaria bicolor).
Bien qu’ayant une origine génétique, l’architecture du système racianire est modulée par
de nombreux facteurs de la rhizosphère (eau, éléments minéraux, micro-organismes…),
capables de modifier la formation et la croissance des racines latérales (Nibau et al., 2008).
L’interaction symbiotique qui s’établie entre le système racinaire des ligneux et des
champignons rhizophériques conduit à une modification de la croissance racinaire (Massicote
et al., 1987 ; Smith et Read, 2008). Les observations anatomiques de ces structures racinaires
ont mis en évidence des modifications profondes de l’organisation cellulaire, avec une
disparition de la coiffe et un arrêt de l’élongation cellulaire. Néanmoins, les modalités de
l’arrêt de la croissance des racines latérales sont peu étudiées.
L’auxine (acide indole-3-acetique, AIA) est considérée comme une molécule clef de la
croissance racinaire : elle contrôle l’organisation de la racine, régule la division et
l’élongation cellulaires ainsi que le maintien de l’activité des cellules souches racinaires.
Chez Arabidopsis, ces rôles sont directement associés à la distribution de cette hormone le
long de l’axe racinaire, appelé gradient auxinique (revue, Benkova et Hejatko, 2009). Ce
gradient auxinique est généré et modulé essentiellement par son transport (Grieneisen et al.,
2007). Ce transport, majoritairement polarisé, est coordonné par un réseau de protéines
transmembranaires appelées PINs. Ces protéines ont une fonction dans l’efflux de l’auxine
hors des cellules et leur localisation cellulaire asymétrique détermine le flux d’auxine de
cellule à cellule (revue, Zazimalova et al., 2007). Il a été mis en évidence que des signaux
endogènes et externes modulent le transport de l’auxine à différents niveaux
(transcriptionnels, abondance et localisation des protéines au sein de la membrane ; Vanneste
and Friml, 2009). Nous avons mis en évidence une régulation transcriptionnelle des PINs du
peuplier au cours de l’établissement de la symbiose (Felten et al., 2009). Néanmoins,
l’impact d’un changement de la distribution des PINs lors de l’inhibition de croissance
induite par les signaux des champignons ectomycorhiziens n’est pas connu.
L’objectif de ce stage est de contribuer à l’étude du transport de l’auxine dans les racines
de peuplier en réponse avec Laccaria bicolor. Nous proposons d’analyser la localisation des
PINs dans l’apex racinaire en utilisant des techniques d’immunolocalisation (observation en
microscopie confocale). L’étudiant(e) participera aux expérimentations liées à cette
thématique, en cours au laboratoire : analyses transcriptomiques de mutants PINs du peuplier
en réponse à Laccaria, transgénèse du peuplier, analyse de l’expression des PINs en réponse à
des hormones (Q-PCR).
Benkova E et Hejatko J. ,2009. Hormone interactions at the root apical mersitem. Plant Mol. Biology, 69, 383-96
Felten J., Kohler A., Morin E., Bhalerao R.P., Palme K., Martin F., Ditengou F.A. et Legué V., 2009. The
ectomycorrhizal fungus Laccaria bicolor stimulates lateral root formation in poplar and Arabidopsis through
auxin transport and signaling. Plant Physiology, 151, 1991-2005
Grieneisen VA, Xu J, Marée AF, Hogeweg P et Scheres B., 2007. Auxin transport is sufficient to generate a
maximum and gradient guiding root growth. Nature, 449, 1008-13.
Nibau C, Gibbs DJ et Coates JC., 2008. Branching out in new directions: the control of root architecture by
lateral root formation. New Phytol, 179,595-614.
Vanneste S et Friml J., 2009. Auxin: a trigger for change in plant development. Cell, 136, 1005-16.
Zazímalová E, Krecek P, Skupa P, Hoyerová K et Petrásek J., 2007. Polar transport of the plant hormone auxin the role of PIN-FORMED (PIN) proteins. Cell Mol Life Sci. 64, 1621-37.