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The Casuarina NIN gene is transcriptionally activated throughout Frankia root infection as well as in response to bacterial diffusible signals.

Identifieur interne : 000171 ( Main/Exploration ); précédent : 000170; suivant : 000172

The Casuarina NIN gene is transcriptionally activated throughout Frankia root infection as well as in response to bacterial diffusible signals.

Auteurs : Fernando Clavijo [France] ; Issa Diedhiou [France, Sénégal] ; Virginie Vaissayre [France] ; Laurent Brottier [France] ; Jennifer Acolatse [France] ; Daniel Moukouanga [France] ; Amandine Crabos [France] ; Florence Auguy [France] ; Claudine Franche [France] ; Hassen Gherbi [France] ; Antony Champion [France, Sénégal] ; Valerie Hocher [France] ; David Barker [France] ; Didier Bogusz [France] ; Louis S. Tisa [États-Unis] ; Sergio Svistoonoff [France, Sénégal]

Source :

RBID : pubmed:26096779

Descripteurs français

English descriptors

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


Affiliations:


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<div type="abstract" xml:lang="en">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. </div>
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<Title>The New phytologist</Title>
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<ArticleTitle>The Casuarina NIN gene is transcriptionally activated throughout Frankia root infection as well as in response to bacterial diffusible signals.</ArticleTitle>
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<ELocationID EIdType="doi" ValidYN="Y">10.1111/nph.13506</ELocationID>
<Abstract>
<AbstractText>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. </AbstractText>
<CopyrightInformation>© 2015 The Authors. New Phytologist © 2015 New Phytologist Trust.</CopyrightInformation>
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<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>
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<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>
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<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>
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