La lumière contrôle la formation des nodosités

 Thèmes : symbiose, nutrition azotée, plantes et lumière

Le soja et d'autres Fabacées forment des relations symbiotiques avec des bactéries fixatrices d'azote dans les nodosités racinaires, assurant ainsi à la plante un approvisionnement en nutriments nécessaires. 

Des nodosités sur le soja

 

Source : Campbell

Dans un article publié début Octobre dans Science, des chercheurs chinois ont montré que le développement des nodosités chez le soja dépend de la lumière et donc d'une communication entre l'appareil aérien et l'appareil racinaire.

Expérience montrant la nécessité d'une exposition à la lumière de l'appareil aérien (mais pas de l'appareil racinaire) pour former des nodosités (apparaissent en bleu sur la colonne de droite). Source : https://www.science.org/doi/10.1126/science.abh2890

 

 La fixation symbiotique de l'azote est un processus coûteux en énergie et il s'agit que les nodosités se forment et se développent seulement si la plante a un accès adéquat à la lumière.

Les chercheurs ont montré que deux hormones se déplacent de l'appareil aérien vers les racines en réponse à la lumière et, ensemble, elles induisent l'expression de protéines essentielles pour la formation des nodosités. Ainsi, ce n'est que lorsque la plantule obtient suffisamment de lumière pour soutenir la productivité photosynthétique que la racine reçoit le signal pour développer des nodosités.

Les deux hormones induites par la lumière sont STF3/4 et le FLORAISON LOCUS T (FT), c'est-à-dire le florigène qui trouve ici une nouvelle fonction en plus d'activer l'induction florale. La protéine kinase dépendante du calcium et de la calmoduline activée par les bactéries Rhizobium (CCaMK) phosphoryle STF3, déclenchant la formation du complexe STF3-FT, qui active directement l'expression de gènes codant des protéines importantes pour la formation des nodosités : NIN et NF-Y. Par conséquent, le complexe CCaMK-STF-FT intègre des signaux lumineux aériens avec une signalisation symbiotique souterraine, garantissant que la plante hôte informe ses racines que l'environnement aérien est prêt à fournir durablement les glucides nécessaires à la symbiose.