Expression de gènes fongiques et végétaux de la voie d’assimilation de l’azote lors de la symbiose ectomycorhizienne


J. Bailly, L. Fraissinet-Tachet, J.-C. Debaud, R. Marmeisse

 

Laboratoire d’Ecologie Microbienne-UMR CNRS 5557, Equipe Symbiose Mycorhizienne Université Claude Bernard Lyon 1, 43 Bd du 11 novembre 1918, 69622 Villeurbanne Cedex

 

 

De nombreux microorganismes eucaryotes, dont de très nombreuses espèces fongiques, colonisent les sols dans lesquels ils remplissent des fonctions essentielles. Une des fonctions des symbiotes fongiques ectomycorhiziens est d’améliorer la nutrition hydrominérale de leurs plantes hôtes. Ces espèces fongiques diffèrent par leurs capacités d’assimilation des composés organiques du sol, notamment des sources azotées. Ainsi, il apparaît nécessaire d’analyser l’expression de leurs voies métaboliques in situ (dans les sols forestiers) et comment celles-ci s’ajustent aux variations spatio-temporelles des éléments nutritifs. Des études préalables ont conduit à la caractérisation structurale et fonctionnelle des voies métaboliques de chaque partenaire. Nous avons choisi d’étudier en priorité la voie d’assimilation du nitrate, voie métabolique commune à la plante et au champignon en prenant comme modèle le couple Pinus pinaster/Hebeloma cylindrosporum.

Nous avons d’abord mis au point une méthode d’extraction des ARN à partir de mycorhizes obtenues en microcosmes sur des sols provenant du terrain et aussi à partir du mycélium extraracinaire ayant colonisé ces sols. Nous avons ensuite développé une méthode de mesure des niveaux d’expression de gènes cibles au sein de ces échantillons par RT-PCR quantitative à l’aide d’amorces spécifiques. Ce travail est focalisé sur les nitrites réductases fongique et végétale, enzymes clés de la voie d’assimilation du nitrate, et sur un transporteur fongique d’ammonium. Les niveaux d’expression de chacun de ces gènes ont été mesurés dans les mycorhizes et dans le mycélium extramatriciel extrait du sol et comparés avec ceux obtenus dans des racines non mycorhizées.

Le niveau de transcription de chacun des gènes étudiés permet d’apprécier d’une part la biodisponibilité des formes inorganiques de l’azote du sol et d’autre part d’apprécier la capacité des mycéliums et des extrémités racinaires à assimiler les substrats correspondants. Ceci permet de préciser l’impact de la mycorhization sur une même fonction existant chez chacun des deux partenaires.