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Autoregulation dependent and independent mechanisms are responsible for the systemic control of nodule formation by the plant N demand

Authors :
Marc Tauzin
Dany Severac
Ilana Lambert
Stefano Colella
Marjorie Pervent
Alicia Karouani
Martha Nigg
Marie-Françoise Jardinaud
Marie-Laure Martin-Magniette
Marc Lepetit
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)
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)
Institut de Génomique Fonctionnelle - Montpellier GenomiX (IGF MGX)
Institut de Génomique Fonctionnelle (IGF)
Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 1 (UM1)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 1 (UM1)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut des Sciences des Plantes de Paris-Saclay (IPS2 (UMR_9213 / UMR_1403))
Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
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)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-BioCampus (BCM)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Colella, Stefano
Publication Year :
2021
Publisher :
HAL CCSD, 2021.

Abstract

In legumes interacting with rhizobia the formation of symbiotic organs responsible for the acquisition of atmospheric nitrogen is depending of the plant nitrogen (N) demand. We discriminated between local and systemic impact of nitrogen on nodule formation using Medicago truncatula plants cultivated in split-root systems. We obtained evidence of the control of nodule formation by whole plant systemic N-satisfaction signaling but obtained little evidence of a local control by mineral nitrogen. We characterized the impact of systemic N signaling on the root transcriptome reprogramming associated to nodule formation. We identified, large genes clusters displaying common expression profiles in response to systemic N signaling enriched in particular fonctions required during these biological processes. We found evidence of a strong effect of SUNN in the control by systemic N signaling of many genes involved in the early interaction with rhizobium as well as organogenesis supporting a role of autoregulation pathway in systemic N signaling. However, we also found evidence that major SUNN independent systemic N signaling controls were maintained in the mutant. This study shed light on the unexpected high complexity of the control of nodule formation by systemic N signaling, that probably involves multiple pathways.

Details

Language :
English
Database :
OpenAIRE
Accession number :
edsair.doi.dedup.....bcd9ef04cfc17b18dce4316b93809575