Université Paul Sabatier
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DOCTORAT DE L’UNIVERSITÉ DE TOULOUSE
Délivré par l'Université Toulouse III - Paul Sabatier
Discipline ou spécialité : Biosciences Végétales
JURY
Guillaume BECARD- Professeur de l'Université Paul Sabatier, Toulouse
Didier BOGUSZ - Directeur de recherche IRD, Montpellier (Rapporteur)
Jean-Benoît MOREL- Directeur de recherche INRA, Montepellier (Rapporteur)
Julie CULLIMORE - Directrice de recherche INRA, Toulouse (Directrice de Thèse)
Ecole doctorale : Sciences Ecologiques, Vétérinaires, Agronomiques, Bioingéniérie (SEVAB)
Unité de recherche : Laboratoire des Interactions Plantes-Microorganismes
Directeur(s) de Thèse : Julie CULLIMORE et Benoît LEFEBVRE
Rapporteurs : Didier BOGUSZ, Jean-Benoît MOREL
Présentée et soutenue par Malick MBENGUE
Le 8 Novembre 2010
Titre :
Perception et transduction du signal bactérien facteur Nod dans l'établissement de la
symbiose rhizobium-légumineuse : recherche et caractérisation de partenaires du LysM-
RLK LYK3, un récepteur putatif des facteurs Nod chez Medicago truncatula.
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Auteur : Malick Mbengue
Titre : Perception et transduction du signal bactérien facteur Nod dans l’établissement de la
symbiose rhizobium-légumineuse : recherche et caractérisation de partenaires d’un récepteur
putatif des NFs chez Medicago truncatula
Directeurs de thèse : Julie Cullimore et Benoît Lefebvre
Résumé :
Les légumineuses sont capables d’établir une interaction symbiotique avec des bactéries du
sol, collectivement appelées rhizobia. Les facteurs Nod (NFs), molécules produites par le
symbiote, sont indispensables à l’établissement de cette symbiose. Les études génétiques chez M.
truncatula ont révélé l’implication de deux récepteurs kinase de la famille des LysM-RLKs, NFP
et LYK3, dans la perception des NFs. NFP est indispensable à toutes les réponses induites chez
l’hôte par les NFs alors que LYK3 contrôle spécifiquement l’infection.
Afin de mieux comprendre les mécanismes de signalisation encore mal connus en aval de
LYK3, deux criblages de banques d’ADNc de M. truncatula dans deux systèmes double-hybride
ont été entrepris dans le but d’identifier des partenaires de ce récepteur. Un de ces criblages a
permis l’identification d’un gène codant pour une E3 ubiquitine ligase de la famille des U-Box et
nommé MtPUB1. MtPUB1 joue un rôle négatif dans les processus d’infection et de nodulation.
Comme pour LYK3, ce rôle dépend de la nature des NFs produits par le symbiote. En parallèle, il a
été montré par une approche ciblée que LYK3, NFP et DMI2 peuvent interagir avec une remorine,
protéine membranaire contrôlant positivement l’infection chez M. truncatula.
Mots-clés : Medicago truncatula, Sinorhizobium meliloti, Symbiose, Nodulation, LysM-RLK,
LYK3, Facteurs Nod, E3 ubiquitine ligase, U-Box, Remorine, Infection.
Discipline Administrative : Biosciences Végétales
Intitulé et adresse du laboratoire : Laboratoire des Interactions Plantes – Microorganismes
CNRS/INRA 2594/441, Chemin de Borde-Rouge, BP52627, 31326, Castanet-Tolosan Cedex
Author: Malick Mbengue
Title: Transduction of the bacterial Nod factor signal in the establishment of the legume-rhizobia
symbiosis: searching for partners of a putative Nod factor receptor of Medicago truncatula
Thesis supervisors: Julie Cullimore and Benoit Lefebvre
Abstract:
To acquire nitrogen, legume plants can establish symbiotic interactions with nitrogen fixing
soil-born bacteria, collectively referred to as rhizobia. Nod factors (NFs) are rhizobia produced
molecules essential for the establishment of this interaction. Genetic studies of NF perception in
Medicago truncatula led to the identification of two lysin motif receptor-like kinases (LysM-
RLKs), NFP and LYK3. NFP is necessary for all NF induced responses while LYK3 specifically
controls infection.
Signalling events downstream of LYK3 are poorly understood. To decipher this signalling
pathway, two different yeast two-hybrid screens using M. truncatula cDNA libraries and LYK3 as
bait were performed. One screen identified an E3 ubiquitin ligase of the U-Box family named
Medicago truncatula Plant U-Box 1. MtPUB1 symbiotic role has been determined. In parallel, a
second approach based on pairwise interaction assays identified a remorin protein as partner of the
three symbiotic receptor-like kinases, NFP, LYK3 and DMI2.
Key words: Medicago truncatula, Sinorhizobium meliloti, Symbiosis, Nodulation, LysM-RLK,
LYK3, Nod factors, E3 ubiquitin ligase, Ubiquitination, Remorin, Infection.
Laboratory: Laboratoire des Interactions Plantes – Microorganismes CNRS/INRA 2594/441,
Chemin de Borde-Rouge, BP52627, 31326, Castanet-Tolosan Cedex
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