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Genetics of nodulation in Aeschynomene evenia uncovers new mechanisms of the rhizobium-legume symbiosis
Johan Quilbé
1
Léo Lamy
1, 2
Laurent Brottier
1
Philippe Leleux
1, 2
Joel Fardoux
1
Ronan Rivallan
3, 4
Thomas Benichou
1
Rémi Guyonnet
1, 4
Manuel Becana
5
Irene Villar
5
Olivier Garsmeur
3, 4
Bárbara Hufnagel
6
Amandine Delteil
1
Djamel Gully
1
Clémence Chaintreuil
1
Marjorie Pervent
1
Fabienne Cartieaux
1
Mickaël Bourge
7, 8
Nicolas Valentin
7, 8
Guillaume Martin
3
Loïc Fontaine
9
Gaëtan Droc
3, 4
Alexis Dereeper
3, 4
Andrew Farmer
10
Cyril Libourel
11
Nico Nouwen
1
Frederic Gressent
1
Pierre Mournet
3, 4
Angélique D’hont
3, 4
Eric Giraud
1
Christophe Klopp
2
Jean-François Arrighi
1
Johan Quilbé 1
Auteur
Léo Lamy 1, 2
Auteur
Laurent Brottier 1
Auteur
Philippe Leleux 1, 2
Auteur IdHAL : philippe-leleux ORCID : https://orcid.org/0000-0002-3760-4698
Amandine Delteil 1
Auteur
Djamel Gully 1
Auteur
Clémence Chaintreuil 1
Auteur
Marjorie Pervent 1
Auteur
Fabienne Cartieaux 1
Auteur
Mickaël Bourge 7, 8
Auteur
Nicolas Valentin 7, 8
Auteur
Guillaume Martin 3
Auteur
Cyril Libourel 11
Auteur
Nico Nouwen 1
Auteur
Frederic Gressent 1
Auteur IdHAL : frederic-gressent ORCID : https://orcid.org/0000-0002-7029-8709
Pierre Mournet 3, 4
Auteur
Angélique D’hont 3, 4
Auteur
Eric Giraud 1
Auteur
Christophe C. Klopp 2
Auteur IdHAL : 0000-0001-7126-5477 ORCID : https://orcid.org/0000-0001-7126-5477
Jean-François Arrighi 1
Auteur
1
UMR LSTM - Laboratoire des symbioses tropicales et méditerranéennes (TA A82/J - Campus international de Baillarguet 34398 Montpellier Cedex 5, France - France)
- Montpellier SupAgro - Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (2, place Viala 34060 Montpellier Cédex 2 - France)
- INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (France)
- UM - Université de Montpellier (163 rue Auguste Broussonnet - 34090 Montpellier - France)
- Cirad - Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement : UMR82 (Siège 42, rue Scheffer 75116 Paris - France)
- IRD - Institut de Recherche pour le Développement (Siège Le Sextant 44, bd de Dunkerque CS 90009 13572 Marseille cedex 02 - France)
2
Plateforme BioInformatique Genotoul (France)
3
UMR AGAP - Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (TA A-108 / 03 - Avenue Agropolis - 34398 Montpellier Cedex 5 France - France)
- Cirad - Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement : UMR108 (Siège 42, rue Scheffer 75116 Paris - France)
- Montpellier SupAgro - Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (2, place Pierre Viala - 34060 Montpellier Cedex 02 - France)
- Montpellier SupAgro - Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (2, place Viala 34060 Montpellier Cédex 2 - France)
- INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (France)
4
Cirad-BIOS - Département Systèmes Biologiques (Avenue Agropolis TA A-DIR / 04 34398 Montpellier Cedex 5 France - France)
- Cirad - Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Siège 42, rue Scheffer 75116 Paris - France)
5
CSIC - Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Spain] (Séville - Espagne)
6
BPMP - Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes (Bât. 7 - 2 place Pierre Viala - 34060 Montpellier cedex 2 - France)
- UM - Université de Montpellier : UMR5004 (163 rue Auguste Broussonnet - 34090 Montpellier - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR5004 (France)
- Montpellier SupAgro - Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier : UMR5004 (2, place Viala 34060 Montpellier Cédex 2 - France)
- INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement : UMR0386 (France)
7
I2BC - Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (Bâtiment 21, 1 avenue de la Terrasse, 91198 Gif/Yvette cedex - France)
- CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives : DRF/I2BC (Centre de Saclay Centre de Grenoble Centre de Cadarache etc - France)
- Université Paris-Saclay (Espace Technologique, Bat. Discovery - RD 128 - 2e ét., 91190 Saint-Aubin - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR 9198 (France)
8
CYTO - Cytométrie (I2BC, Bâtiment 21, 1 avenue de la Terrasse, 91198 Gif/Yvette cedex
- France)
- PF I2BC - Département Plateforme (I2BC, Bâtiment 21, 1 avenue de la Terrasse, 91198 Gif/Yvette cedex - France)
- I2BC - Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (Bâtiment 21, 1 avenue de la Terrasse, 91198 Gif/Yvette cedex - France)
- CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives : DRF/I2BC (Centre de Saclay Centre de Grenoble Centre de Cadarache etc - France)
- Université Paris-Saclay (Espace Technologique, Bat. Discovery - RD 128 - 2e ét., 91190 Saint-Aubin - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR 9198 (France)
- I2BC - Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (Bâtiment 21, 1 avenue de la Terrasse, 91198 Gif/Yvette cedex - France)
9
UMR BGPI - Biologie et Génétique des Interactions Plante-Parasite (CIRAD
UMR-BGPI TA A-54/K - Campus International de Baillarguet - 34398 Montpellier Cedex 5 - France)
- Cirad - Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement : UMR54 (Siège 42, rue Scheffer 75116 Paris - France)
- Montpellier SupAgro - Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (2, place Pierre Viala - 34060 Montpellier Cedex 02 - France)
- Montpellier SupAgro - Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (2, place Viala 34060 Montpellier Cédex 2 - France)
- INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement : UMR0385 (France)
10
National Center for Genome Resources (États-Unis)
11
LRSV - Laboratoire de Recherche en Sciences Végétales (24 Chemin de Borde-Rouge BP 42617 Auzeville 31326 CASTANET TOLOSAN CEDEX - France)
- UT3 - Université Toulouse III - Paul Sabatier (118 route de Narbonne - 31062 Toulouse - France)
- Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées (41 Allée Jules Guesde, 31000 Toulouse - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR5546 (France)
Abstract : 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 conducted 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 substantiated singular mechanisms in the early and late nodulation steps. A forward genetic screen also showed that AeCRK , coding a novel 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 new mechanisms underlying the rhizobium-legume symbiosis.
Type de document :
Pré-publication, Document de travail
Liste complète des métadonnées
https://hal.inrae.fr/hal-03030658
Contributeur : Chantal Baracco <>
Soumis le : lundi 30 novembre 2020 - 11:06:49
Dernière modification le : mardi 8 décembre 2020 - 03:06:42
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Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
Identifiants
- HAL Id : hal-03030658, version 1
- DOI : 10.1101/2020.11.26.399428
Collections
INRAE | UNIV-TLSE3 | INRA | BPMP | CEA | CEA-UPSAY | CIRAD | UNIV-MONTPELLIER | I2BC | CEA-DRF | CNRS | MONTPELLIER-SUPAGRO | BA | IRD | JOLIOT
Citation
Johan Quilbé, Léo Lamy, Laurent Brottier, Philippe Leleux, Joel Fardoux, et al.. Genetics of nodulation in Aeschynomene evenia uncovers new mechanisms of the rhizobium-legume symbiosis. 2020. ⟨hal-03030658⟩
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