The Casuarina NIN gene is transcriptionally activated throughout Frankia root infection as well as in response to bacterial diffusible signals.
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Auteurs : Fernando Clavijo ; Issa Diedhiou ; Virginie Vaissayre ; Laurent Brottier ; Jennifer Acolatse ; Daniel Moukouanga ; Amandine Crabos ; Florence Auguy ; Claudine Franche ; Hassen Gherbi ; Antony Champion ; Valerie Hocher ; David Barker ; Didier Bogusz ; Louis S. Tisa ; Sergio SvistoonoffSource :
- The New phytologist [ 1469-8137 ] ; 2015.
English descriptors
- KwdEn :
- Amino Acid Sequence (MeSH), Fabaceae (genetics), Frankia (physiology), Magnoliopsida (genetics), Molecular Sequence Data (MeSH), Mycorrhizae (physiology), Plant Proteins (genetics), Plant Root Nodulation (MeSH), Root Nodules, Plant (microbiology), Sequence Homology, Amino Acid (MeSH), Symbiosis (MeSH).
- MESH :
- chemical , genetics : Plant Proteins.
- genetics : Fabaceae, Magnoliopsida.
- microbiology : Root Nodules, Plant.
- physiology : Frankia, Mycorrhizae.
- Amino Acid Sequence, Molecular Sequence Data, Plant Root Nodulation, Sequence Homology, Amino Acid, Symbiosis.
Abstract
Root nodule symbioses (RNS) allow plants to acquire atmospheric nitrogen by establishing an intimate relationship with either rhizobia, the symbionts of legumes or Frankia in the case of actinorhizal plants. In legumes, NIN (Nodule INception) genes encode key transcription factors involved in nodulation. Here we report the characterization of CgNIN, a NIN gene from the actinorhizal tree Casuarina glauca using both phylogenetic analysis and transgenic plants expressing either ProCgNIN::reporter gene fusions or CgNIN RNAi constructs. We have found that CgNIN belongs to the same phylogenetic group as other symbiotic NIN genes and CgNIN is able to complement a legume nin mutant for the early steps of nodule development. CgNIN expression is correlated with infection by Frankia, including preinfection stages in developing root hairs, and is induced by culture supernatants. Knockdown mutants were impaired for nodulation and early root hair deformation responses were severely affected. However, no mycorrhizal phenotype was observed and no induction of CgNIN expression was detected in mycorrhizas. Our results indicate that elements specifically required for nodulation include NIN and possibly related gene networks derived from the nitrate signalling pathways.
DOI: 10.1111/nph.13506
PubMed: 26096779
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<record><TEI><teiHeader><fileDesc><titleStmt><title xml:lang="en">The Casuarina NIN gene is transcriptionally activated throughout Frankia root infection as well as in response to bacterial diffusible signals.</title><author><name sortKey="Clavijo, Fernando" sort="Clavijo, Fernando" uniqKey="Clavijo F" first="Fernando" last="Clavijo">Fernando Clavijo</name><affiliation><nlm:affiliation>Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, France.</nlm:affiliation></affiliation></author><author><name sortKey="Diedhiou, Issa" sort="Diedhiou, Issa" uniqKey="Diedhiou I" first="Issa" last="Diedhiou">Issa Diedhiou</name><affiliation><nlm:affiliation>Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, 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Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, France.</nlm:affiliation></affiliation></author><author><name sortKey="Moukouanga, Daniel" sort="Moukouanga, Daniel" uniqKey="Moukouanga D" first="Daniel" last="Moukouanga">Daniel Moukouanga</name><affiliation><nlm:affiliation>Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, France.</nlm:affiliation></affiliation></author><author><name sortKey="Crabos, Amandine" sort="Crabos, Amandine" uniqKey="Crabos A" first="Amandine" last="Crabos">Amandine Crabos</name><affiliation><nlm:affiliation>Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, 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Brottier</name><affiliation><nlm:affiliation>Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, France.</nlm:affiliation></affiliation><affiliation><nlm:affiliation>Laboratoire des Symbioses Tropicales et Méditerranéennes (LSTM IRD/INRA/CIRAD/Université Montpellier/Supagro) Campus International de Baillarguet, Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 34398, Montpellier Cedex 5, France.</nlm:affiliation></affiliation></author><author><name sortKey="Acolatse, Jennifer" sort="Acolatse, Jennifer" uniqKey="Acolatse J" first="Jennifer" last="Acolatse">Jennifer Acolatse</name><affiliation><nlm:affiliation>Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, 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In legumes, NIN (Nodule INception) genes encode key transcription factors involved in nodulation. Here we report the characterization of CgNIN, a NIN gene from the actinorhizal tree Casuarina glauca using both phylogenetic analysis and transgenic plants expressing either ProCgNIN::reporter gene fusions or CgNIN RNAi constructs. We have found that CgNIN belongs to the same phylogenetic group as other symbiotic NIN genes and CgNIN is able to complement a legume nin mutant for the early steps of nodule development. CgNIN expression is correlated with infection by Frankia, including preinfection stages in developing root hairs, and is induced by culture supernatants. Knockdown mutants were impaired for nodulation and early root hair deformation responses were severely affected. However, no mycorrhizal phenotype was observed and no induction of CgNIN expression was detected in mycorrhizas. 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Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, France.</Affiliation></AffiliationInfo></Author><Author ValidYN="Y"><LastName>Crabos</LastName><ForeName>Amandine</ForeName><Initials>A</Initials><AffiliationInfo><Affiliation>Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, France.</Affiliation></AffiliationInfo></Author><Author ValidYN="Y"><LastName>Auguy</LastName><ForeName>Florence</ForeName><Initials>F</Initials><AffiliationInfo><Affiliation>Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, France.</Affiliation></AffiliationInfo></Author><Author ValidYN="Y"><LastName>Franche</LastName><ForeName>Claudine</ForeName><Initials>C</Initials><AffiliationInfo><Affiliation>Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, France.</Affiliation></AffiliationInfo></Author><Author ValidYN="Y"><LastName>Gherbi</LastName><ForeName>Hassen</ForeName><Initials>H</Initials><AffiliationInfo><Affiliation>Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, France.</Affiliation></AffiliationInfo><AffiliationInfo><Affiliation>Laboratoire des Symbioses Tropicales et Méditerranéennes (LSTM IRD/INRA/CIRAD/Université Montpellier/Supagro) Campus International de Baillarguet, Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 34398, Montpellier Cedex 5, France.</Affiliation></AffiliationInfo></Author><Author ValidYN="Y"><LastName>Champion</LastName><ForeName>Antony</ForeName><Initials>A</Initials><AffiliationInfo><Affiliation>Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, France.</Affiliation></AffiliationInfo><AffiliationInfo><Affiliation>Laboratoire mixte international Adaptation des Plantes et microorganismes associés aux Stress Environnementaux (LAPSE), Centre de Recherche de Bel Air, CP 18524, Dakar, Sénégal.</Affiliation></AffiliationInfo><AffiliationInfo><Affiliation>Laboratoire Commun de Microbiologie (LCM), Institut de Recherche pour le Développement/Institut Sénégalais des Recherches Agricoles (ISRA)/Université Cheikh Anta Diop (UCAD), BP 1386, Dakar, Sénégal.</Affiliation></AffiliationInfo></Author><Author ValidYN="Y"><LastName>Hocher</LastName><ForeName>Valerie</ForeName><Initials>V</Initials><AffiliationInfo><Affiliation>Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, France.</Affiliation></AffiliationInfo><AffiliationInfo><Affiliation>Laboratoire des Symbioses Tropicales et Méditerranéennes (LSTM IRD/INRA/CIRAD/Université Montpellier/Supagro) Campus International de Baillarguet, Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 34398, Montpellier Cedex 5, France.</Affiliation></AffiliationInfo></Author><Author ValidYN="Y"><LastName>Barker</LastName><ForeName>David</ForeName><Initials>D</Initials><AffiliationInfo><Affiliation>Laboratory of Plant-Microbe Interactions, Institut National de la Recherche Agronomique (UMR 441), Centre National de la Recherche Scientifique (UMR 2594), Castanet-Tolosan, France.</Affiliation></AffiliationInfo></Author><Author ValidYN="Y"><LastName>Bogusz</LastName><ForeName>Didier</ForeName><Initials>D</Initials><AffiliationInfo><Affiliation>Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, France.</Affiliation></AffiliationInfo></Author><Author ValidYN="Y"><LastName>Tisa</LastName><ForeName>Louis S</ForeName><Initials>LS</Initials><AffiliationInfo><Affiliation>Department of Molecular, Cellular and Biomedical Sciences, University of New Hampshire, Durham, NH, 03824-2617, USA.</Affiliation></AffiliationInfo></Author><Author ValidYN="Y"><LastName>Svistoonoff</LastName><ForeName>Sergio</ForeName><Initials>S</Initials><AffiliationInfo><Affiliation>Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, France.</Affiliation></AffiliationInfo><AffiliationInfo><Affiliation>Laboratoire mixte international Adaptation des Plantes et microorganismes associés aux Stress Environnementaux (LAPSE), Centre de Recherche de Bel Air, CP 18524, Dakar, Sénégal.</Affiliation></AffiliationInfo><AffiliationInfo><Affiliation>Laboratoire Commun de Microbiologie (LCM), Institut de Recherche pour le Développement/Institut Sénégalais des Recherches Agricoles (ISRA)/Université Cheikh Anta Diop (UCAD), BP 1386, Dakar, Sénégal.</Affiliation></AffiliationInfo><AffiliationInfo><Affiliation>Laboratoire des Symbioses Tropicales et Méditerranéennes (LSTM IRD/INRA/CIRAD/Université Montpellier/Supagro) Campus International de Baillarguet, Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 34398, Montpellier Cedex 5, France.</Affiliation></AffiliationInfo></Author></AuthorList><Language>eng</Language><DataBankList 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