NUtrient signals in forest Trees Regulating Root growth and Ecto-mycorrhizal SYMbiosis

Responsable scientifique : Clémence Bonnot (UMR 1136 Interactions Arbres/Micro-organismes – IAM)

Partenaires Labex : Annegret KOHLER, Francis MARTIN (UMR 1136 Interactions Arbres/Micro-organismes – IAM), Marie-Béatrice BOGEAT, Pascale MAILLARD, Dominique GERANT (UMR 1434 Silva)

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Contexte — Les arbres absorbent les éléments minéraux présents dans le sol directement par leurs systèmes racinaires mais également via leurs associations symbiotiques avec les champignons ectomycorhiziens. Le développement et le fonctionnement de ces organes représentent un investissement énergétique important pour la plante (>20% de ces ressources en carbones). Dans les sols forestiers, les éléments minéraux bio-disponibles pour les plantes sont en très faible concentration. Ainsi, pour maintenir une croissance optimale et investir leurs ressources efficacement, les arbres promeuvent croissance racinaire et formation des ectomycorhizes uniquement dans les zones riche en éléments minéraux. Cela suggère qu’ils intègrent les signaux nutritionnels environnementaux et métaboliques, afin de réguler efficacement la formation des tissus racinaires impliqués dans l’absorption des éléments nutritifs. Les mécanismes moléculaires impliqués sont inconnus. En revanche, chez les Légumineuses, la circulation de petites protéines sécrétées (SSPs) par la sève assure la transmission de signaux nutritifs régulant le développement des nodosités, la croissance racinaire et l’absorption des éléments minéraux.

Objectifs — Nous proposons d’analyser le rôle des SSPs et des flux de carbones dans la régulation de la symbiose ectomycorhizienne et de la croissance racinaire afin d’identifier des mécanismes moléculaires permettant aux arbres d’intégrer leur situation nutritive et de déclencher les réponses développementales adéquates.

Démarche — Nous identifierons par transcriptomique les SSPs régulés par des stress nutritifs et évalueront l’éventuelle corrélation entre leur expression et la formation d’ectomycorhizes et la croissance racinaire chez le peuplier. Enfin, nous et vérifierons si une réorientation des photoassimilats de l’arbre vers les racines en croissance et ectomychorhizes resulte de ces signaux.

Résultats et impacts attendus — Comprendre les mécanismes moléculaires gouvernant l’intégration des signaux nutritifs environnementaux et métaboliques régulant croissance racinaire et interactions ectomycorhiziennes permettra de mieux cerner l’impact des changements nutritifs induits par les activités humaines dans les sols forestiers sur la croissance et nutrition des arbres.