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Genetic variation in host-specific competitiveness of the symbiont Rhizobium leguminosarum symbiovar viciae

Authors :
Boivin, Stéphane
Mahé, Frederic
Debellé, Frederic
Prevent, Marjorie
Tancelin, Mathilde
Tauzin, Marc
Wielbo, Jerzy
Mazurier, Sylvie
Young, Peter
Lepetit, Marc
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 d’études supérieures agronomiques de Montpellier (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)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Biologie et Génétique des Interactions Plante-Parasite (UMR BGPI)
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS)
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)
Laboratoire des Interactions Plantes Microbes Environnement (LIPME)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Maria Curie-Sklodowska University (UMCS)
Agroécologie [Dijon]
Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
University of York [York, UK]
Institut Sophia Agrobiotech (ISA)
Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS)
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Côte d'Azur (UCA)
ANR-16-CE20-0021,GRaSP,Caractérisation du déterminisme génétique du choix du partenaire symbiotique pour une amélioration de la symbiose fixatrice d'azote chez le pois(2016)
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)
Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)
Source :
Frontiers in Plant Science, Frontiers in Plant Science, Frontiers, 2021, 12, ⟨10.22541/au.159237007.72934061⟩, Frontiers in Plant Science, 2021, 12, ⟨10.22541/au.159237007.72934061⟩
Publication Year :
2021
Publisher :
HAL CCSD, 2021.

Abstract

International audience; Legumes of the Fabeae tribe form nitrogen-fixing root nodules resulting from symbiotic interaction with the soil bacteria Rhizobium leguminosarum symbiovar viciae ( Rlv ). These bacteria are all potential symbionts of the Fabeae hosts but display variable partner choice when co-inoculated in mixture. Because partner choice and symbiotic nitrogen fixation mostly behave as genetically independent traits, the efficiency of symbiosis is often suboptimal when Fabeae legumes are exposed to natural Rlv populations present in soil. A core collection of 32 Rlv bacteria was constituted based on the genomic comparison of a collection of 121 genome sequences, representative of known worldwide diversity of Rlv . A variable part of the nodD gene sequence was used as a DNA barcode to discriminate and quantify each of the 32 bacteria in mixture. This core collection was co-inoculated on a panel of nine genetically diverse Pisum sativum , Vicia faba , and Lens culinaris genotypes. We estimated the relative Early Partner Choice (EPC) of the bacteria with the Fabeae hosts by DNA metabarcoding on the nodulated root systems. Comparative genomic analyses within the bacterial core collection identified molecular markers associated with host-dependent symbiotic partner choice. The results revealed emergent properties of rhizobial populations. They pave the way to identify genes related to important symbiotic traits operating at this level.

Details

Language :
English
ISSN :
1664462X
Database :
OpenAIRE
Journal :
Frontiers in Plant Science, Frontiers in Plant Science, Frontiers, 2021, 12, ⟨10.22541/au.159237007.72934061⟩, Frontiers in Plant Science, 2021, 12, ⟨10.22541/au.159237007.72934061⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....3853ed74d5f3d074590616c253fa0e56
Full Text :
https://doi.org/10.22541/au.159237007.72934061⟩