Intégration de signaux peptidiques et hormonaux régulant l’architecture du système racinaire des légumineuses

Legumes adapt their root architecture to environmental conditions by modifying the growth and number of their lateral roots, but also by developing nitrogen-fixing nodules in nitrogen-deficient conditions and in the presence of symbiotic bacteria (rhizobia). Systemic regulatory pathways involving signaling peptides perceived by receptors kinase allow the coordination of the development of these root organs according to the availability of nitrogen in the soil and the needs of the plant. The objectives of this thesis were, on the one hand, to identify which peptide signal acts via one of these receptors, namely CRA2, to induce nodulation and suppress the formation of lateral roots; and secondly to determine how this pathway integrates with other signaling pathways regulating the root architecture, ie (i) the systemic pathway involving CLE signaling peptides and the SUNN receptor negatively regulating nodulation and (ii) the pathway of cytokinin phytohormones regulating root architecture similarly to CRA2. We have shown that the CRA2 receptor is required for the action of the signaling peptide MtCEP1, and that the two systemic pathways antagonistically regulating nodulation act independently. Finally, we have shown that the MtCEP7 gene, induced by rhizobium and cytokinins, promotes rhizobial infections, and its production is coordinated with that of a CLE peptide that negatively regulates nodulation, via cytokinins and the NIN transcription factor.Les légumineuses adaptent l’architecture de leur système racinaire aux conditions environnementales en modifiant la croissance et le nombre de leurs racines latérales mais aussi en développant des nodosités fixatrices d’azote en condition de carence azotée et en présence de bactéries symbiotiques (rhizobia). Des voies de régulation systémique impliquant des peptides de signalisation perçus par des récepteurs kinases permettent la coordination du développement de ces organes racinaires en fonction de la disponibilité en azote dans le sol et des besoins de la plante. Les objectifs de cette thèse était d’une part d’identifier quel signal peptidique agit via l’un de ces récepteurs, appelé CRA2, pour induire la nodulation et réprimer la formation des racines latérales ; et d’autre part de déterminer comment cette voie s’intègre avec d’autres voies de signalisation régulant l’architecture racinaire, ie (i) la voie systémique impliquant des peptides de signalisation CLE et le récepteur SUNN régulant négativement la nodulation et (ii) la voie des phytohormones cytokinines régulant l’architecture racinaire de manière similaire à CRA2 .Nous avons montré que le récepteur CRA2 est requis pour l’action du peptide de signalisation MtCEP1, et que les deux voies systémiques régulant de manière antagoniste la nodulation agissaient de manière indépendante Enfin, nous avons montré que le gène MtCEP7, induit par rhizobium et les cytokinines, favorise les infections rhizobiennes, et sa production est coordonnée avec celle d’un peptide CLE régulant négativement la nodulation, via les cytokinines et le facteur de transcription NIN