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Burkho/deria legume symbionts (also called a-rhizobia) are the main nitrogen-fixing symbionts of species belonging to the genus Mimosa in Brazil. We investigated the extent of the affinity between Burkholderia and species in the tribe Mimoseae by studying symbionts of the genera Piptadenia (P.), Parapiptadenia (Pp.), Pseudopiptadenia (Ps.), Pityrocarpa (Py.), Anadenanthera (A.) and Microlobius (Mi.), all of which are native to Brazil and are phylogenetically close to Mimosa, and which together with Mimosa comprise the "Piptadenia group". We characterized 196 strains sampled from 18 species from 17 locations in Brazil using two neutral markers and two symbiotic genes in order to assess their species affiliations and the evolution of their symbiosis genes. We found that Burkholderia are common and highly diversified symbionts of species in the Piptadenia group, comprising nine Burkholderia species, of which three are new ones and one was never reported as symbiotic (B. phenoliruptrix). Coinoculation assays showed a strong affinity of all the Piptadenia group species towards Burkholderia, with the exception of Mi. foetidus. Phylogenetic analyses of neutral and symbiotic markers showed that symbiosis genes in Burkholderia from the Piptadenia group have evolved mainly through vertical transfer, but also by horizontal transfer in two species. Keywords: Endophytic diazotrophic, Exopolymer, Prediction, Metabolic pathway.

Récemment, des bactéries ont été détectées dans le cytoplasme sporal de certains champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA). En général représentées par l'espèce Candidatus Glomeribacter gigasporarum (CGg) (Biancotto et al., 2003, Salvioli et al., 2008), ces bactéries présentes dans les spores sont des endosymbiotes obligatoires de Gigaspora margarita (Gim) en particulier, et auraient un rôle majeur dans la croissance du champignon dans les premières étapes de la symbiose avec la plante (Lumini et al., 2007). L'objectif de cette étude est de comparer les communautés bactériennes des spores de Gim provenant de zones géographiques du Cameroun contrastées par rapport à la toxicité des sols (aluminique ou manganique, impactant fortement la croissance de plantes), afin d'étudier l'impact de ces stress sur ces communautés et leur possible rôle dans l'adaptation du champignon. Les spores de Gim isolées de différents sites du Cameroun à toxicité Al et Mn ont été purifiées et utilisées pour la détection directe des bactéries à l'intérieur du cytoplasme. L'amplification de l'ADNr 16S (amorces universelles ou spécifiques de taxons bactériens) couplée aux observations des spores au microscope confocal, ont révélé la présence de trois groupes de bactéries: CGg, Burkholderia et des Firmicutes, dont la répartition varie en fonction du site d'origine des spores. Une très faible abondance des CGg a été observée dans les spores de Gim isolés des sols acides (1/20 à 1/200 par rapport à l'espèce de référence Gim BEG34 provenant de sol tempéré). En revanche, cette faible abondance de CGg s'accompagne d'une forte présence des Burkholderia et des Firmicutes, qui semblent montrer un potentiel intéressant dans la tolérance des spores de CMA aux sols acides. En effet, une germination rapide des spores (2 jours) et une croissance importante des hyphes (> 80011m) ont été observées et mesurées sur milieu gélosé (0,7%) à pH 4 et contenant des concentrations en Al (600 µM) et Mn (600 µM). L'étude des relations fonctionnelles entre bactéries et champignons au cours de la symbiose, ainsi que l'impact de l'inoculation de spores contenant ces populations d'endobactéries sur la symbiose mycorhizienne avec le maïs, en fonction de la toxicité du substrat, est en cours.

Insularity, geological history and biogeography have made from New-Caledonia a hot spot of biodiversity where extremely diversified ecosystems occupies ultramafic terrains with drastic edaphic conditions in terms of fertility and metallic toxicity. In the framework of the mine project of the Koniambo Massif, a large nickel deposit, we tried to explore the diversity of ectomycorrhizal symbioses within these poorly explored natural ultramafic ecosystems. Floristic inventories along an altitudinal gradient ranging from 700 to 900 m evidenced 4 different plant communities. The 2 lower plant communities, 3 and 4, were dominated by 2 endemic tree genera, Tristaniopsis (Leptospermoideae) and Nothofagus (Nothofagaceae) respectively, whose ectomycorrhizal (ECM) status was shown and explored through molecular methods on sporocarps, mycorrhizae and soil mycelium. We evidenced a diversified fungal community in the basal plant community dominated by two tree species of the genus Nothofagus. The molecular characterization of these ECM fungi was established on the total ribosomal inter transcribed spacer (ITS) by PCR-sequencing and BLASTn analysis, revealing the relative abundance of the Cortinariaceae among our samples. Samples belonging to this fungal family were phylogenetically analyzed on the same ITS, in reference to sequences of samples with geographically different origins, including countries derived from the Gondwanaland fragmentation. If no clear phylogenetical relationships were evidenced, our study confirmed the same relative dominance of ECM Nothofagaceae, as well as the relative abundance of associated Cortinariaceae, in New Caledonia as in several of the Gondwanaland-originating countries.

In the context of climate change, increasing earth population and burst of energy cost, legumes should contribute more to both food security and sustainable management of natural resources (water, soils) in the next years. A collaborative work with research groups in several developing countries during the past 20 years focused on investigation and sampling of local wild legumes (herbs, shrubs and trees) having environmental/agronomic/forestry potential in West Africa and in the Mediterranean region. New symbiotic systems were discovered, resulting in new models for fundamental research, and new applications. This is, for one part, due to their associated microsymbionts, often belonging to unexpected bacterial groups with original physiological / metabolic properties i.e. photosynthesis, freeliving nitrogen fixation, methylothrophy, tolerance to extreme environmental conditions (salinity, aridity, heavy metals, hydrocarbon breakdown), stem nodulation, beneficial associations with non-legume plants (cereals). This may account for their wider adaptation to a variety of plant species and ecological habitats than previously thought, opening new insights for the domestication of these " multipurpose rhizobia ". Indeed new arable soils are required wordwide, often from degraded lands, affected by aridity, salinity, mining activities, pollution. Rhizobia may thus participate as tools Several examples picked up from our diversity investigations over recent years will be presented to illustrate either success stories of beneficial use of these new symbioses or reasonably good perspectives of application of research in different aspects, soil fertility regeneration/maintenance, food crop production optimization (i.e. green manure, nematode control, associated cultures), sustainable environmental management. Federated farmer organizations at the local, regional and national levels are active collaborative partners in research and dissemination of results to their end user members (small farmers, NGOs, foresters agronomists and cattle breeders, industrials...).

Le cèdre fournit un bois apprécié depuis plusieurs millénaires. Néanmoins, son importance économique reste limitée du fait de sa répartition géographique restreinte au bassin méditerranéen et à l'Himalaya. Cedrus atlantica occupe une place majeure parmi les espèces de ce genre, avec des peuplements très importants au Maroc. Le bloc du Moyen Atlas marocain (130 000 ha) est exposé à des maladies cryptogamiques, en particulier le "M'jej", qui diminue de 40% le rendement au sciage. Le M'jej provoque une pourriture fibreuse du bois de coeur. Parmi les nombreux genres et espèces fongiques décrits comme responsables du M'jej, tous sont synonymes soit de Phellinus chrysoloma, soit de P. pini. Identifiées suivant les caractères morphologiques, anatomiques et écologiques des carpophores, ces deux espèces seraient les principaux agents responsables du M'jej. Nos travaux de caractérisation moléculaire d'échantillons récoltés sur des arbres malades et la comparaison avec des séquences de référence montrent la proximité taxinomique de ces deux espèces, suggérant leur synonymie.

Le cèdre est un bois apprécié depuis plusieurs millénaires. Néanmoins, son importance économique reste limitée du fait de sa répartition géographique restreinte au bassin méditerranéen et à l'Himalaya. Cedrus atlantica occupe une place majeure parmi les différentes espèces de ce genre, avec des peuplements particulièrement importants au Maroc. Le bloc du Moyen Atlas marocain (130 000 ha) est soumis à des maladies cryptogamiques en particulier le "M'jej" qui affecte de 40% le rendement en sciage. Le M'jej provoque une pourriture fibreuse du bois de coeur. Parmi les nombreux genres et espèces fongiques décrites comme responsables du M'jej, toutes sont synonymes soit de Phellinus chrysoloma soit de P, pini. Identifiées suivant les caractères morphologiques, anatomiques et écologiques des carpophores ces deux espèces seraient les principaux agents responsables du M'jej. Nos travaux de caractérisation moléculaire d'échantillons récoltés sur des arbres malades et la comparaison avec des séquences de référence, montrent la proximité taxinomique de ces deux espèces suggérant leur synonymie. (Texte intégral)

Cedar wood is well appreciated since thousand years even though its economical importance is limited because of its world distribution restricted to some Mediterranean countries and Himalaya. The most important species, Cedrus atlantica have its biggest population in Morocco (130 000 ha) where it is submitted to fungal diseases. Among them, the locally named "M'jej" reduced notably saw mile harvest, with about 12% infection rates. "M'jej" induced fibrous rot of heartwood. Among the various genera and species described as responsible for M'jej, all are synonyms of Phellinus chrysoloma or P. pini. Identified according to fruit bodies morphological, anatomical and ecological characters, both species would be responsible for M'jej. Molecular characterisation based on samples collected from infested trees and the comparison with reference data base sequences allowed us to evidence very close taxonomical relationships between these two species suggesting their putative synonymy.

Heavy metal contamination of soils originating from industrial activities (e.g., metal mining and smelting) is a major environmental problem in many parts of the world. In addition to the high heavy metal levels, plants and microorganisms have to face to very low content in nitrogen and to limited water supply due to porous substrates (Requena et al., 2001 ; Escarré et al., 2000). Isolation and selection of both metal-resistant and symbiotic nitrogen-fixing plant-bacterium system will be a crucial aspect to overcome the main constraint of N input in mine tailings. We have identified in an ancient Zn-Pb mine in the South of France, a metalliferous Anthyllis vulneraria ecotype able to fix nitrogen in the presence of heavy metals. Our objective was therefore to isolate and to characterize rhizobium strains from nodules directly collected from root plant systems growing in metal-contaminated substrates. According to the 16S sequencing data, the bacterial isolates obtained belong to Mesorhizobium genus, with an unexpected diversity. Metal-resistant phenotypes of Mesorhizobium isolates were characterised by culture in media supplemented with Zn or Pb. Isolates exhibited variable tolerance degree to Zn and at least 4 different phenotypes were recorded. Pb resistance was 5-10 times lower and few phenotypes were observed. The presence of the resistance genes like czcD gene was confirmed by PCR and sequencing in some strains. The selection and the practical use of metalliferous efficient nitrogen-fixing Anthyllis vulneraria-Mesorhizobium associations will help to improve plant cover of heavy-metal-enriched spoils heaps and therefore could be proposed as a new tool for bioremediation of area affected by heavy-metal contamination. (Texte intégral)

Le bois possède une structure très complexe. Les particularités de son organisation cellulaire, sa composition chimique et l'identité génétique de chaque espèce conditionnent ses propriétés parmi lesquelles sa sensibilité vis-à-vis des agents biologiques. Champignons et insectes attaquent le bois, brisant sa structure cellulaire en altérant ses caractéristiques physiques et esthétiques. Les champignons de pourritures cubique, fibreuse ou molle, en utilisant les différents constituants du bois comme source carbonée, engendrent sa dégradation en provoquant des altérations profondes et irréversibles de toutes ses propriétés, couleur, dureté, propriétés mécaniques. Ces propriétés catalytiques fondamentales au bon fonctionnement de la plupart des écosystèmes terrestres représentent une nuisance grave pour les bois mis en service. Mieux connaître les organismes impliqués dans ces dégradations afin de s'en protéger pour assurer la durabilité du bois mis en service doit permettre de déterminer l'exacte quantité du pesticide requis pour une préservation du bois efficace et respectueuse de l'environnement. Pour cela, le CIRAD-Forêt a entrepris une caractérisation moléculaire des 800 souches de sa collection de champignons lignivores. Ainsi, les régions de l'ADN ribosomique nucléaire comprenant les parties ITS1, ITS2 et 5,8S de 103 Aphyllophorales ont été amplifiées par PCR en utilisant les amorces ITS1 et ITS4. L'analyse des poids moléculaires des amplifiats a permis de mettre en évidence un polymorphisme de longueur de cette région permettant de définir deux principaux groupes d'isolats: un premier avec un ITS ayant une longueur voisine de 635 paires de bases et un second avec une longueur voisine de 725 paires de bases. L'utilisation d'enzymes de restriction a permis de préciser la caractérisation de ces isolats et d'en révéler la diversité. Enfin, le séquençage des amplifiats obtenus avec les amorces ITS1 et ITS4 a été réalisé sur 69 souches parmi les 103 initialement étudiées. Les comparaisons de ces séquences entre-elles et avec des séquences de la base de données NCBI ont permis de mettre en évidence des variabilités inter et intraspécifiques importantes, de nature à remettre en cause la détermination des souches ou la systématique de certains groupes comme tes Spongipelis spp. et les Antrodia spp. Par ailleurs, le positionnement phylogénétique de ces différents groupes met en évidence des clusters de souches de pourriture cubique distinct des clusters de souches de pourritures fibreuses. (Texte intégral)

Rhizobia are soil bacteria that are able to form symbiosis with plant hosts of the legume family. These associations result in the formation of organs, called nodules in which bacteria fix atmospheric nitrogen to the benefit of the plant. Most of our knowledge on the metabolism and the physiology of the bacteria during symbiosis derives from studying roots nodules of terrestrial plants. Here we used a proteomics approach to investigate the bacterial physiology of photosynthetic Bradyrhizobium sp. ORS278 during the symbiotic process with the semi aquatical plant Aeschynomene indica that forms root and stem nodules. We analyzed the proteomes of bacteria extracted from each type of nodule. First, we analyzed the bacteroid proteome at two different time points and found only minor variation between the bacterial proteomes of 2-week- and 3-week-old nodules. High conservation of the bacteroid proteome was also found when comparing stem nodules and root nodules. Among the stem nodule specific proteins were those related to the phototrophic ability of Bradyrhizobium sp. ORS278. Furthermore, we compared our data with those obtained during an extensive genetic screen previously published. The symbiotic role of four candidate genes which corresponding proteins were found massively produced in the nodules but not identified during this screening was examined. Mutant analysis suggested that in addition to the EtfAB system, the fixA locus is required for symbiotic efficiency., International Journal of Molecular Sciences, 15 (3), ISSN:1422-0067

International audience; In response to the presence of compatible rhizobium bacteria, legumes form symbiotic organs called nodules on their roots. These nodules house nitrogen-fixing bacteroids that are a differentiated form of the rhizobium bacteria. In some legumes, the bacteroid differentiation comprises a dramatic cell enlargement, polyploidization, and other morphological changes. Here, we demonstrate that a peptidoglycan-modifying enzyme in Bradyrhizobium strains, a DD-carboxypeptidase that contains a peptidoglycan-binding SPOR domain, is essential for normal bacteroid differentiation in Aeschynomene species. The corresponding mutants formed bacteroids that are malformed and hypertrophied. However, in soybean, a plant that does not induce morphological differentiation of its symbiont, the mutation does not affect the bacteroids. Remarkably, the mutation also leads to necrosis in a large fraction of the Aeschynomene nodules, indicating that a normally formed peptidoglycan layer is essential for avoiding the induction of plant immune responses by the invading bacteria. In addition to exopolysaccharides, capsular polysaccharides, and lipopolysaccharides, whose role during symbiosis is well defined, our work demonstrates an essential role in symbiosis for yet another rhizobial envelope component, the peptidoglycan layer.

The photosynthetic bradyrhizobia are able to use a Nod-factor independent process to induce nitrogen-fixing nodules on some semi-aquatic Aeschynomene species. These bacteria display a unique LPS O-antigen composed of a new sugar, the bradyrhizose that is regarded as a key symbiotic factor due to its non-immunogenic character. In this study, to check this hypothesis, we isolated mutants affected in the O-antigen synthesis by screening a transposon mutant library of the ORS285 strain for clones altered in colony morphology. Over the 10,000 mutants screened, five were selected and found to be mutated in two genes, rfaL, encoding for a putative O-antigen ligase and gdh encoding for a putative dTDP-glucose 4,6-dehydratase. Biochemical analysis confirmed that the LPS of these mutants completely lack the O-antigen region. However, no effect of the mutations could be detected on the symbiotic properties of the mutants indicating that the O-antigen region of photosynthetic Bradyrhizobium strains is not required for the establishment of symbiosis with Aeschynomene.