Dissertations / Theses: 'Frankia symbiosis'

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Bajwa, Balwinder Singh. "Molecular charecterisation of Frankia and Alder- Frankia symbiosis in Eastern India." Thesis, University of North Bengal, 2004. http://hdl.handle.net/123456789/918.

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Nguyen, Thi Thanh Van. "The actinorhizal symbiosis of the earliest divergent Frankia cluster." Doctoral thesis, Stockholms universitet, Institutionen för ekologi, miljö och botanik, 2017. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:su:diva-139969.

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Abstract:

In recent years, the need to reduce reliance on synthetic nitrogen fertilizer has led to extensive research on biological nitrogen fixation, especially on root nodule symbioses. My study focuses on actinorhizal symbioses, the symbiotic interactions between members of nitrogen-fixing soil actinobacteria from the genus Frankia and a diverse group of plants from eight families, collectively called actinorhizal plants. Frankia cluster II has been shown to be sister to all other clusters. Thus, one of my aims was to gain insight into this cluster to get more information about the evolution of actinorhizal symbioses. The first sequenced genome of a member from this cluster Candidatus Frankia datiscae Dg1 originated from Pakistan. This strain contains the canonical nod genes nodABC responsible for the synthesis of lipochitooligosaccharide Nod factors. In this thesis, we obtained three Frankia inocula from North America (USA), one from Europe (France), one from Asia (Japan) and one from Oceania (Papua New Guinea). Thirteen metagenomes were sequenced based on gDNA isolated from root nodules of Datisca glomerata (Datiscaceae), Ceanothus thyrsiflorus (Rhamnaceae), Coriaria myrtifolia and Coriaria arborea (Coriariaceae). This study shows that members of Frankia cluster II come in teams, helping to explain the ability of cluster II to nodulate a wide host range, four families from two orders. The inoculum from Papua New Guinea, the only sequenced strain from the Southern Hemisphere so far, contains a new Frankia species, which was proposed as Candidatus Frankia meridionalis. All cluster II strains in this study contain the canonical nod genes nodABC, with the exception of the strain from Papua New Guinea which contains only nodB’C. All North American metagenomes also contain the sulfotransferase gene nodH. This gene shows host plant-specific expression in that it was expressed in nodules of C. thyrsiflorus but not in D. glomerata. Phylogenetic analysis and transposase frequencies of the new genomes strongly support the hypothesis that the extension of the cluster II host range from Coriaria to Datisca occurred in Eurasia and that cluster II strains came to North America via the Bering Strait. To acquire more information of the influence of the host plant on the behavior of the microsymbionts, the bacterial metabolism in nodules of D. glomerata (Cucurbitales) and C. thyrsiflorus (Rosales) were compared at the level of transcription. The system to protect nitrogenase from oxygen in Ceanothus nodules seems to be more efficient than in Datisca nodules, whereas the bacterial nitrogen metabolism is likely to be similar in both host plants. The amino acid profile of D. glomerata nodules shows that the nitrogenous solutes are dominated by glutamate and arginine, supporting the suggestion that Frankia in D. glomerata nodules exports an assimilated form of nitrogen, most likely arginine. Thus, our data show that cluster II Frankia strains differ from all other Frankia clusters with regard to the presence of the canonical nod genes and their nitrogen metabolism in symbiosis.

At the time of the doctoral defense, the following papers were unpublished and had a status as follows: Paper 2: Manuscript. Paper 3: Manuscript.

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Oakley, Brian B. "The ecology and biogeography of the Ceanothus-Frankia symbiosis in California /." Thesis, Connect to this title online; UW restricted, 2003. http://hdl.handle.net/1773/5589.

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Benabdoun, Faïza Meriem. "Étude moléculaire des étapes précoces de la symbiose actinorhizienne Casuarina-Frankia : analyse fonctionnelle des gènes de la plante hôte contrôlant l’infection." Thesis, Montpellier 2, 2012. http://www.theses.fr/2012MON20103/document.

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Abstract:

Étude moléculaire des étapes précoces de la symbiose actinorhizienne Casuarina-Frankia : analyse fonctionnelle des gènes de la plante hôte contrôlant l'infectionPlus de 80% des plantes peuvent établir une symbiose racinaire avec des champignons de l'ordre des Glomales et former des endomycorhizes à arbuscules (AM). En revanche, seules certaines espèces appartenant à dix familles d'angiospermes réunies dans le Clade des Eurosidées I peuvent établir une symbiose racinaire fixatrice d'azote. Il s'agit d'une part, des plantes de la famille des légumineuses (Fabacées) et de Parasponia associées à Rhizobium et d'autre part, des plantes actinorhiziennes associées à l'actinomycète Frankia. Comme chez les légumineuses, la symbiose actinorhizienne aboutit à la formation de nodosités (ou « nodules »), siège de la fixation d'azote par les bactéries. Cependant, contrairement aux nodules des légumineuses, le nodule actinorhizien présente une structure et un développement s'apparentant aux racines latérales. L'étude des nodosités actinorhiziennes est donc particulièrement intéressante tant pour rechercher les spécificités de cette symbiose, que pour déterminer quelles sont les caractéristiques communes avec les légumineuses. Nous avons étudié le rôle du gène CCaMK dans le processus symbiotique et l'organogenèse nodulaire chez l'arbre actinorhizien Casuarina glauca. CCaMK code pour une protéine kinase dépendante du calcium et de la calmoduline (« calcium and calmodulin dependent protein kinase »). Dans la cascade de signalisation conduisant à la nodulation et à la mycorhization chez les légumineuses, ce gène est positionné en aval des oscillations calciques (« calcium spiking ») qui ont lieu durant les premières étapes de l'interaction symbiotique. CCaMK jouerait un rôle dans la perception et le décodage des oscillations calciques, ainsi que leur transduction aux différents composants contrôlant les endosymbioses racinaires. Nous avons suivi l'expression spatio-temporelle de la fusion transcriptionnelle PromCgCCaMK::GUS au cours de la nodulation et montré que celle-ci était corrélée à la présence de Frankia tout au long du processus symbiotique, soulignant ainsi le rôle clé de CCaMK dans l'infection. Par ailleurs, nous avons cherché à déterminer l'importance du domaine autoinhibiteur de la protéine CCaMK dans l'activation du processus d'organogenèse du nodule. Pour cela, nous avons réalisé et introduit chez C. glauca des constructions géniques de CgCCaMK permettant l'expression de formes tronquées constitutivement actives, car dépourvues du domaine autoinhibiteur/CaM. Nous avons aussi utilisé des formes tronquées du gène MtCCaMK de Medicago truncatula. L'expression de ces formes tronquées de CCaMK a révélé que la levée de l'autoinhibition induit la formation de nodules spontanés indépendamment de l'actinobactérie Frankia. Les résultats obtenus suggèrent que la protéine dérégulée est capable de réactiver la voie de signalisation, ainsi que les gènes situés en aval de CCaMK, qui sont nécessaires à l'organogenèse nodulaire.Mots clés : Casuarina glauca, Frankia, CCaMK, infection, autoinhibition, nodules spontanés
Molecular study of the early stages of actinorhizal symbiosis Casuarina-Frankia: functional analysis of the host plant genes controlling the infectionMore than 80% of plant species are able to develop arbuscular mycorrhizal (AM) symbiosis in association with glomeromycete fungi. In contrast, only some species of the Eurosid I clade, confined to four orders and ten Angiosperm families, are able to form nitrogen-fixing root nodule symbioses with soil bacteria. This concerns plants of the legume family (Fabaceae) and Parasponia associated with Rhizobium bacteria and actinorhizal plants associated with the actinomycete Frankia. Similarly to Legumes, the actinorhizal symbiosis results in the formation of nitrogen-fixing root nodules. However, unlike legume nodule, the actinorhizal nodule has a same origin and structure than a lateral root. Thus, the study of actinorhizal nodules is of particular interest not only for investigating its specific properties but also, for determining common characteristics shared with legume nodules.We have studied the role of CgCCaMK gene during the symbiotic process and nodule organogenesis in the actinorhizal tree Casuarina glauca. CCaMK encodes a calcium and calmodulin dependent protein kinase. In the signalisation cascade leading to both nodulation and mycorrhization in legumes, this gene is acting downstream the calcium oscillations (« calcium spiking ») that occur during the early steps of the symbiotic interaction. It has been suggested that these calcium oscillations are decoded and transduced by the CCaMK protein.We have monitored the spatio-temporal expression of a PromCgCCaMK::GUS fusion during actinorhizal nodulation and have shown that reporter gene expression was correlated with the presence of Frankia along the symbiotic process. This data highlights the role of CgCCaMK during Frankia infection. In addition, we have investigated the role of the CCaMK autoinhibitory/CaM domain in actinorhizal nodule organogenesis. To achieve this goal, we have obtained truncated versions of CgCCaMK lacking the autoinhibitory/CaM domain, and then expressed them into C. glauca. We have also used truncated forms of MtCCaMK from Medicago truncatula. The expression of these CCaMK constructs from C. glauca and M. truncatula was found to induce spontaneous nodulation in the absence of Frankia bacteria. These results suggest that deregulation of the calcium and calmodulin dependent protein kinase is able to reactivate the symbiotic signalling pathway and genes acting downstream CCaMK that are needed for nodule organogenesis.Key words: Casuarina glauca, Frankia, CCaMK, infection, autoinhibition, spontaneous nodules

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Abdel-Lateif, Khalid. "Flavonoids and actinorhizal symbiosis : Impact of RNA interference-mediated silencing of chalcone synthase gene on symbiosis between Casuarina glauca and Frankia." Thesis, Montpellier 2, 2012. http://www.theses.fr/2012MON20244/document.

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Abstract:

Les deux systèmes nodulaires symbiotiques les plus importants au niveau agronomique et environnemental sont, d'une part, les symbioses Rhizobium-légumineuses qui concernent environ 14 000 espèces, et d'autre part, les symbioses entre les plantes actinorhiziennes (environ 200 espèces) et l'actinomycète du sol Frankia. La plupart des plantes actinorhiziennes sont capables de fixer des quantités d'azote comparable à celles des Légumineuses ; ce sont généralement des plantes pionnières capables de coloniser des environnements pauvres en éléments minéraux. Elles représentent donc un atout écologique important. Si la symbiose Rhizobium-légumineuse est très étudiée, les mécanismes moléculaires à l'origine de la formation des nodules actinorhiziens restent actuellement peu connus. Ainsi, chez les Légumineuses, les flavonoïdes sont des molécules-clefs du processus de nodulation, alors que chez les plantes actinorhiziennes, l'implication des flavonoïdes dans la nodulation reste imprécise. L'objectif de cette thèse était de comprendre l'implication des flavonoïdes au cours de l'interaction symbiotique entre l'arbre actinorhizien tropical Casuarina glauca et son symbiote Frankia. L'analyse d'une base de données d'unigènes couplée à celle de données d'expression de puces à ADN a permis l'identification de huit genes de C. glauca impliqués dans la voie de biosynthèse des flavonoïdes. L'étude de leur expression dans les racines par PCR quantitative au cours d'une cinétique d'infection de C. glauca par Frankia a montré que les transcrits de la chalcone isomerase et de l'isoflavone reductase s'accumulaient très tôt après l'inoculation, suggérant ainsi une implication des isoflavonoïdes dans la symbiose actinorhizienne. Nous avons alors utilisé une stratégie d'ARN interférent pour réduire l'expression du gène de la chalcone synthase, la première enzyme de la voie de biosynthèse des flavonoïdes. La réduction de l'expression du gène de la chalcone synthase a provoqué une réduction significative du taux de flavonoïdes dans les racines ainsi qu'une très forte diminution du taux de nodulation chez les plantes transformées. Une restauration du taux de nodulation a pu être obtenu en présence de naringenin, une molécule centrale de la voie de biosynthèse des flavonoïdes.Nos résultats apportent donc, pour la première fois, une évidence directe de l'implication forte des flavonoïdes au cours de la nodulation des plantes actinorhiziennes
Nitrogen-fixing root nodulation, confined to four plant orders, encompasses more than 14,000 Leguminosae species, and approximately 200 actinorhizal species forming symbioses with rhizobia and Frankia bacterial species, respectively. Most actinorhizal plants are capable of high rates of nitrogen fixation comparable to the nitrogen fixing symbiosis between legumes and Rhizobium. As a consequence, these plants are able to grow in poor and disturbed soils and are important elements in plant community worldwide. The basic knowledge of the symbiotic interaction between Frankia and actinorhizal plants is still poorly understood, although it offers striking differences with the Rhizobium-legume symbiosis. In the symbiosis between legumes and Rhizobium, flavonoids are key molecules for nodulation. In actinorhizal plants, the involvement of flavonoids in symbiosis is poorly understood, but because of the similarities of the infection process between some actinorhizal plants and legumes, flavonoids were proposed to act as plant signals for the bacteria Frankia. The objective of this thesis was to investigate the involvement of flavonoids during the actinorhizal nodulation process resulting from the interaction between the tropical tree Casuarina glauca and the actinomycete Frankia.Eight C. glauca genes involved in flavonoid biosynthesis were identified from a unigene database and their expression patterns were monitored by quantitative real-time PCR during the nodulation time course. Our results showed that chalcone isomerase and isoflavone reductase transcripts accumulated preferentially early after inoculation with Frankia, suggesting thus for the first time that isoflavonoids are implicated in actinorhizal nodulation. To go deeper in the understanding of the role of these molecules in actinorhizal symbiosis, we used RNA interference strategy to silence chalcone synthase, the enzyme that catalyzes the first committed step of the flavonoid pathway. Knockdown of chalcone synthase expression led to a strong reduction of specific flavonoids levels and resulted in a severely impaired nodulation. Nodule formation could be rescued by supplementation of plants with naringenin, which is an upstream intermediate in flavonoid biosynthesis. Our results provide, for the first time, direct evidence of a strong implication of flavonoids during actinorhizal nodulation

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Schwob, Guillaume. "Rôle écologique de la sporulation in-planta dans les symbioses actinorhiziennes : cas de la symbiose Alnus - Frankia." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSE1037/document.

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Abstract:

Les patrons de distribution chez les micro-organismes reposeraient sur leurs capacités à disperser dans le temps et dans l'espace, en lien avec des facteurs abiotiques comme les propriétés du sol, le climat, et des interactions biotiques, notamment avec l'hôte dans le cas des symbiontes, mais aussi sur les traits d'histoire de vie propres aux micro-organismes, telle que la capacité à sporuler. Frankia sp. est une actinobactérie sporulante et fixatrice d'azote à la biogéographie complexe, car vivant à la fois de façon saprophytique dans le sol, en symbiose racinaire (nodosité) avec les plantes actinorhiziennes dont les aulnes (Alnus, Betulaceae). Deux types de souches de Frankia génétiquement différentes ont été décrites dont la distinction phénotypique majeure réside dans la capacité à maintenir (Sp+) ou non (Sp-) leur sporulation in planta. Cette sporulation endophytique est à notre connaissance unique dans un contexte symbiotique et son implication dans la biogéographie de Frankia, reste peu connue. Ces travaux de thèse intègrent à la fois des approches descriptives et expérimentales, sur le terrain et au laboratoire, afin d'accroître la compréhension du rôle écologique de la sporulation in planta de Frankia. Dans un premier temps, nous avons étendu la description de la phylobiogéographie des souches de Frankia Sp+ afin de tester la validité du patron de distribution centré sur les milieux froids des zones de haute altitude et de haute latitude de l'hémisphère nord. Un intérêt tout particulier a été porté sur les aires géographiques où une plus forte diversité de Frankia était attendue, dans la zone d'origine de l'aulne et ses refuges glaciaires. Dans un second temps, nous avons étudié l'influence du partenaire végétal dans la distribution observée des Frankia Sp+ et l'implication du trait Sp+ dans la capacité d'association à l'hôte. Des croisements expérimentaux ont été réalisés au laboratoire afin de découpler les effets de l'espèce-hôte et du climat, et tester les implications du trait Sp+ en termes d'infectivité, compétitivité et spectre d'hôte. Enfin, nous avons étudié les conséquences écosystémiques de l'expansion subalpine du complexe symbiotique Alnus/Frankia, au niveau de la diversité microbienne et du fonctionnement du cycle de l'azote, en fonction du phénotype de sporulation des souches associées. Des analyses pédologiques, en association avec des mesures de nitrification, dénitrification et fixation d'azote, ainsi que des analyses de diversité microbienne (globale et fonctionnelle), ont été réalisées dans différentes aulnaies Sp+, Sp- ou mixte, à différents stades de colonisation de l'aulne. Les résultats obtenus démontrent une prédominance des souches Sp+ associées aux espèces d'aulne des milieux froids sur les 3 continents de la zone Holarctique, avec une diversité nouvelle dans l'aire d'origine et les zones refuges de l'aulne. Les croisements effectués révèlent une infectivité et compétitivité plus forte des Sp+ par rapport aux Sp-. De plus, contrairement aux Sp- à spectre d'hôte très large, les Sp+ présentent un spectre limité entraînant des incompatibilités d'association suggérant une dépendance forte à une espèce-hôte donnée. Les modifications des communautés microbiennes du sol en réponse à l'expansion du complexe symbiotique Alnus/Frankia ont été démontrées, en lien avec la stimulation du cycle de l'azote dans les milieux sub-/alpins. Les premiers résultats sur l'efficience comparée de la fixation d'azote in natura des souches Sp- par rapport aux Sp+ suggèrent que 100% de l'azote de l'aulne est obtenu par le biais de la fixation. Aucun patron n'est mis en évidence entre souches Sp+ et Sp-, suggérant un effet plus complexe de la saisonnalité, de l'âge de l'arbre et de celui de la nodosité. Les résultats obtenus nous permettent de mieux appréhender les facteurs guidant la biogéographie de Frankia et de discuter de l'évolution de ces patrons de distribution en réponse au réchauffement climatique
Microbial biogeography would be based on the ability of microorganisms to disperse across time and space, as a function of abiotic factors such as soil properties, climate, and of biotic interactions, in particular with the host in the case of symbionts, but also on life history traits such as the ability to sporulate. Frankia sp. is a spore-forming and nitrogen-fixing actinobacterium that has a complex biogeography given its abilities for both saprophytic life and root symbiotic interaction with actinorhizal plants such as alders (Alnus, Betulaceae). Two distinct groups of Frankia lineages have been described according to a major phenotypic divergence, based on the presence (Sp+) or the absence (Sp-) of spores in planta.. To the best of our knowledge, this endophytic sporulation is an original trait in a symbiotic context and very little is known about its incidence in Frankia biogeography. This work integrates descriptive and experimental approaches on both field and laboratory areas, in order to improve the understanding of the ecological role of Frankia in planta sporulation. First, we have extended the description of the phylobiogeography of Sp+ Frankia strains to validate the previously proposed distribution pattern focused on cold environements at high altitude or high latitude. A phylogeny has been computed using a large number of nodular strains coming from the 3 continents of the Northern Hemisphere and 10 different Alnus species. Special attention was paid to geographic areas where a higher diversity was expected, in Asia, and in its glacial refuges. Second, we studied the influence of the host-plant on the distribution of Fankia Sp+ and the incidence of Sp+ in the symbiotic interaction. Experimental crosses have been performed to disentangle host and climate effects and to test the incidence of the Sp+ trait in terms of infectivity, competitiveness and host-range. Finally, we studied the ecological consequences of the Alnus/Frankia symbiotic complex, on the microbial diversity and on the nitrogen cycle functionning, with respect to the sporulation of Frankia and to the Alnus expansion on sub-/alpine grasslands. Soils analyses were performed in association with measures of nitrification and denitrification, as well as global and functional microbial diversity analyses, in Sp+, Sp- or mixed alder stands and at different colonization stages. In each part of this work, alder ectomycorhizae were analyzed to compare the distribution pattern between the two symbionts and to highlight potential interactions with the Sp+ trait of Frankia. Our results show the dominance of Sp+ strains in nodules of alder species from cold environments over the 3 continents of the Holarctic zone, with original diversity patterns in alder area of origin and in glacial refuges. Even if these strains are genetically homogenous, host-specific clusters were observed in the phylogeny. Crosses revealed that Sp+ strains were more infective and competitive than Sp- strains. Moreover, unlike Sp- strains that harbor a wide host-range, Sp+ strains have a narrower specificity leading to association’s incompatibilities and suggesting strong host dependence. For the first time, modifications of microbial communities were revealed in response to the Alnus-Frankia symbiotic complex colonization and were linked to a stimulation of the nitrogen cycle in the sub-/alpine grasslands. The first comparative results of nitrogen fixation between Sp+ and Sp- strains in natura suggest a maximal efficiency of fixation, representing almost 100% of the alder nitrogen. However, unlike previous reports in literature, no pattern was observed between Sp+ and Sp- strains, suggesting a complex effect of seasonality, alder age as well as that of nodules. Altogether, the previous results contribute to a better understanding of the Frankia biogeography drivers and allow us to discuss the expected evolution of distribution pattern in response to the global warming

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Bhattacharya, Sanghati. "Characterization and diversity of selected actinorhizal haemoglobin genes and proteins with reference to Alnus-Frankia symbiosis." Thesis, University of North Bengal, 2017. http://ir.nbu.ac.in/hdl.handle.net/123456789/2629.

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Wilcox, Dale Adrian. "Diversity of Frankia associated with Morella species of the Cape floristic region of Southern Africa." Thesis, University of the Western Cape, 2016. http://hdl.handle.net/11394/5346.

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Abstract:

Philosophiae Doctor - PhD
Frankia is one of two partners in the globally distributed N2-fixing actinorhizal symbiosis between this filamentous soil-dwelling actinomycete and almost 300 species of host plants from eight diverse angiosperm families. The actinorhizal symbiosis is a major contributor to nitrogen reservoirs in terrestrial ecosystems, and allows actinorhizal plants to perform the role of pioneers in newly formed and nitrogen-poor soils. Frankia are differentiated into four main host-infection groups (1: Alnus/Comptonia/Myrica-infective, 2: Rosaceae/Datisca/Coriaria-infective, 3: Elaeagnaceae/Gymnostoma-infective and 4: Casuarina-infective), and there is a large degree of phylogenetic clustering within these HIGs. Of these host lineages, species from the genus Morella, from the family Myricaceae, are notable as they have the ability to establish effective partnerships with Frankia from more than one host-infection group. Africa houses 16 of the world’s 33 currently accepted Morella species, and Morella is the continents only genus containing endemic actinorhizal species. Despite this, the diversity of Frankia in symbiosis with African Morella has never been explored. To address this lack of knowledge I investigated Frankia in root nodules of six Morella species from the Cape flora of Southern Africa, as well as in rhizosphere soils from selected hosts. Partial nif H gene fragments recovered from 202 root nodules yielded 26 unique sequences, which phylogenetic analysis assigned to Frankia Cluster I (the Alnus host infection group) and Frankia Cluster III (the Elaeagnus host infection group)1. Nineteen nif H sequences were assigned to three sub-clusters within Frankia Cluster III (CC-3, CC-4 and CC-5), and the remaining seven sequences to two sub-clusters within Cluster I (CC-1 and CC-2), one of which (CC-1) is novel to the current study. Identical sequences were recovered from nodules collected at geographically distant locations, suggesting a cosmopolitan distribution within the region for some subgroups from both clusters, but more localized distribution (or tighter host-specificity) for others. Soil pH correlated with strain presence in nodules, with Cluster I sequences being associated with hosts growing in acidic soils exclusively. Furthermore, three Morella species from the Cape flora of southern Africa are promiscuous in their natural habitats, with host infection group influenced by habitat edaphic conditions. In order to explore the correlation between soil characteristics and Frankia presence in nodules, nif H soil libraries were created from selected host rhizospheres. While Cluster III sequences from these libraries corresponded closely to sequences found in nodules from the same sites, the dominant Cape Cluster I group (CC-1) was absent from all six libraries, even when present in nodules recovered from the same soils. Whether this was due to low abundance of -but strong selection for- these strains by hosts under particular conditions, or due to the absence in soil of hyphal forms of these strains could not be determined. Cluster III strains are known to be better able to persist saprophytically than their relatives from other host-infection groups. A second group of Cluster I strains, detected at only one sampling site, was present in that site's corresponding soil library. An Alnus-infective subgroup, cluster AI, which has been detected in soils collected on five continents, was also detected in the of the Cape soil libraries but never in nodules, raising questions as to this group’s ability to persist in soil in the absence of known suitable hosts. Ten Frankia strains representing all three of the numerically dominant subgroups (CC-1, CC-3 and CC-4, found in 186 of 202 root nodules) were isolated from four Morella species. These isolates represent six of the most abundant unique nodular nif H sequences found in the field survey, and display morphological and cultural characteristics typical of Frankia. Phylogenetic analysis confirmed their identity as Frankia, and multilocus analysis revealed that the isolates belong to three genospecies. Two of these genospecies fall into existing groups within the Elaeagnus-infective Cluster III, while the remaining genospecies is a novel addition to the otherwise well-described Alnus-infective Cluster I. Whole genome sequencing of a representative from each of the Cape genospecies allowed for basic annotation and genome descriptions, which agreed in each case with what has been previously found for strains from the Elaeagnus and Alnus host-infection groups, respectively. Similarly, the organization of nitrogenase gene clusters in each of the sequenced strains mirrors that found in other strains from their respective host-infection groups, indicating that this gene cluster is highly conserved in different Frankia lineages. For the first time the diversity of Frankia nodulating endemic African Morella, and present in root-associated soils of these species, has been explored. This is also the first study to report isolation and description of Frankia strains from actinorhizal plants endemic to Africa.

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Pozzi, Adrien C. "Rôles adaptatifs et contraintes de la sporulation chez les microorganismes associés aux plantes : cas de la sporulation in planta dans la symbiose actinorhizienne Frankia (Frankiaceae)–Alnus (Betulaceae)." Thesis, Lyon 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LYO10359/document.

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Abstract:

Frankia est une actinobactérie capable d'établir une symbiose racinaire avec les plantes actinorhiziennes dont le genre Alnus. Seulement certaines souches de Frankia sont capables de sporuler in planta, ce qui est illustré par la présence (Sp+) ou l'absence (Sp–) de sporanges dans les cellules végétales de la nodosité. C’est à notre connaissance un cas unique de sporulation endophyte. Cependant la description et l’interprétation écologique de ce trait d’histoire de vie (THV) original étaient incomplètes. Notre contribution à l’étude de la sporulation in planta des Frankia infectives de l’aulne intègre des approches théorique, descriptive et expérimentale, pour préciser (i) l’influence relative de la souche bactérienne, de l’espèce de la plante-hôte et des conditions pédoclimatiques sur ce THV, (ii) le rôle de la variabilité environnementale sur la distribution, la diversité et la sélection du trait, ainsi que (iii) les coûts et bénéfices associés pour les deux partenaires. Nous avons démontré pour la première fois que la sporulation in planta est un THV (i) spécifique de certaines lignées de Frankia, (ii) majeur pour en comprendre l'histoire évolutive et (iii) significativement corrélé à des caractéristiques génétiques des souches. Nous avons également confirmé que l’occurrence du trait varie selon l’environnement. Nous avons enfin établi un modèle de l'évolution du trait abordant sa valeur adaptative. L’ensemble des réflexions menées et des résultats obtenus nous permet de discuter de la sporulation in planta dans le cadre d’un continuum de stratégies symbiotiques, et plus généralement de discuter de l’écologie évolutive des symbioses entre microorganismes et plantes
Frankia sp. is a telluric actinobacteria able to establish a root symbiosis with actinorhizal plant such as Alnus sp. Only some Frankia strains are able to sporulate in-planta, as spores can be present in (Sp+) or absent from (Sp–) the vegetal cells of the root nodule. It is to our knowledge a unique case of endophytic sporulation. However, the description and the ecological interpretation of this original life-history trait (LHT) were scarce. Our contribution to the study of the in-planta sporulation of Alnus-infective Frankia sp. combines theoretical, descriptive and experimental approaches to precise (i) the relative effect of the bacterial strain, the host-plant species and the pedoclimatic conditions on this LHT, (ii) the effect of the of the environmental variability on the distribution, diversity and selection of the trait, and (iii) the associated costs and benefits for the two symbiotic partners. We demonstrated for the first time that the in-planta sporulation is a LHT (i) specific to some Frankia lineages, (ii) major to understand their evolutionary history and (iii) significantly correlated to particular genetic features. We also shown that the occurrence of the trait varies according to the environment We also proposed a model of the evolution of the trait taking its fitness into account. We bring all the previous considerations and results to discuss the inplanta sporulation trait within a continuum of symbiotic strategies and more generally to discuss the evolutionary ecology of plant-microbe symbioses

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Queiroux, Clothilde. "Signalisation moléculaire dans la symbiose Frankia-aulne." Thesis, Lyon 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LYO10228.

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Abstract:

L'azote est essentiel au développement de toutes les cellules vivantes. Il est un des facteurs limitant de la croissance végétale. La seule source d'azote abondante est l'atmosphère contenant 80 % de diazote mais cette forme n'est assimilable que par certains procaryotes. Ces microorganismes sont capables de fixer l'azote atmosphérique sous leur forme libre ou en symbiose avec des plantes. Ainsi, ils fournissent à leur plante partenaire des substrats azotés, sous forme d'ammoniaque, tandis qu'en retour celle-ci fournit à la bactérie des substrats carbonés issus de sa photosynthèse. Il s'agit d'une association à bénéfices réciproques. Il existe deux grands types de symbiose fixatrice d'azote : la symbiose rhizobienne, impliquant diverses Protéobactéries et la symbiose actinorhizienne impliquant une Actinobactérie, Frankia. Les bactéries pénètrent les cellules des plantes pour former un nouvel organe, la nodosité dans laquelle va avoir lieu la fixation d'azote. Les bases moléculaires à l'origine de la symbiose rhizobienne sont très bien caractérisées tandis que celles de la symbiose actinorhizienne restent en grande partie inconnue, de par l'absence d'outils génétiques. Toutefois, les premières étapes de mise en place de la symbiose présentent des similarités. Les deux bactéries sont capables d'induire la déformation du poil racinaire en sécrétant un facteur déformant, le facteur Nod pour la plupart des symbioses rhizobiennes et un facteur encore non caractérisé dans le cas de la symbiose actinorhizienne. La problématique de mes travaux de thèse est de savoir si le dialogue moléculaire s'établissant entre la plante et la bactérie est basé sur des composants universels. Ce travail a utilisé deux approches. Une approche ciblée visait à mettre en évidence la fonction. Une approche non-ciblée par le biais des puces transcriptomiques chez Frankia a permis de comparer l'expression génétique entre des conditions de vie libre et des conditions de vie symbiotique. Enfin, une dernière approche a concerné les composés aromatiques chez Frankia. Il s'agissait d'établir si Frankia était capable de cataboliser différents composés aromatiques. En effet, beaucoup d'entre eux sont impliqués dans les interactions plante-bactérie, notamment dans les réactions de défense de la plante
Nitrogen is essential for cells development. It's one of the limiting factors of plant growth. The only abundant source of this component is the atmosphere which contains 80 % of dinitrogen, but this form can only be assimilated by some prokaryotes. These microorganisms are able to fix atmospheric nitrogen under freeliving condition or in symbiosis with some plants. Thus, they provide nitrogen substrates to the plant in the form of ammonium, and in return the plant provides carbon substrates from photosynthesis. It is an association with reciprocal profits for both partners. There are two major nitrogen-fixing symbioses: rhizobial symbiosis, which involves various Proteobacteria and actinorhizal symbiosis, which involves the Actinobacterium, Frankia. Bacteria enter plant root cells and develop a new organ, the nodule where nitrogen fixation takes place. Molecular bases are well characterized for rhizobial symbiosis, whereas little is known about the actinorhizal symbiosis. This fact is in part due to absence of genetic tools for Frankia. However, early steps of the interaction show some similarities. These two bacteria are able to induce root hair deformation by secreting a deforming factor, Nod factor in most rhizobial symbioses and a noncharacterized factor in the actinorhizal symbiosis. The aim of this thesis was to determine if molecular dialogue between plant and bacteria is based on universal components. This work used two approaches. One was targeted on nodC-like gene from Frankia alni ACN14a. We tried to characterize their function. Another used trancriptomic microarrays in Frankia. This technique allowed us to compare transcripts from 2 conditions: free-living cells and symbiosis. A last approach focused on aromatic compounds in Frankia. We wanted to determine if Frankia was able to use different aromatic compounds to grow. Indeed, a lot of aromatic compounds are involved in plant-bacteria interaction such as plant defense

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Cérémonie-Farhane, Hélène. "Interactions moléculaires et génétiques de la symbiose Frankia-aulne." Lyon 1, 1998. http://www.theses.fr/1998LYO10202.

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Abstract:

Les bacteries phylogenetiquement divergentes frankia et rhizobium sont capables d'etablir avec leurs plantes hotes une symbiose fixatrice d'azote par un processus infectieux similaire. La deformation des poils absorbants, etape cle de la penetration intracellulaire, est regie par des facteurs bacteriens diversement connus chez frankia et rhizobium. Dans la symbiose rhizobium-legumineuses, le facteur deformant est un signal moleculaire lipochitooligosaccharidique, appele facteur nod. Nous avons cherche a determiner, dans la symbiose frankia-aulne, la nature du facteur deformant de frankia, en utilisant une approche comparative frankia versus rhizobium, puis une approche biochimique sans a priori. Le facteur, present dans le surnageant de culture, a ete suivi a l'aide d'un test biologique de deformation des poils absorbants. L'implication symbiotique de la deformation observee in vitro a ete indirectement confirmee en testant l'action sur la deformation d'un inhibiteur de la nodulation. L'approche comparative a ete menee aux niveaux fonctionnel, structural et genetique. Des oligomeres de chitine ont ete recherches, indirectement a l'aide de traitements bases sur les caracteristiques biochimiques des facteurs nod, ainsi que par gc/ms, ou directement par ccm apres incorporation de monomeres radioactifs. Au niveau fonctionnel, une activite mitotique a ete recherchee dans le surnageant de culture. L'homologie genetique a ete etudiee par complementation genetique de mutants nod- de rhizobiaceae avec de l'adn de frankia. Nous avons pu montrer que le facteur deformant de frankia est un facteur symbiotique structurellement different des facteurs nod. Parallelement, trois etapes successives de purification ont ete definies par fractionnement du surnageant de culture, sur la seule base de l'activite biologique. Enfin, afin d'expliquer l'absence generale de complementation genetique par de l'adn de frankia, une etude preliminaire des promoteurs de frankia a ete abordee.

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Huguet, Valérie. "Diversité génétique et spécificité d'association des deux partenaires dans la symbiose actinorhizienne Myricaceae-Frankia(Actinomycetale)." Lyon 1, 2003. http://www.theses.fr/2003LYO10063.

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Abstract:

Ce travail porte sur la spécificité d'association entre le genre actinorhizien le plus primitif, Myrica, et l'actinomycète fixateur d'azote Frankia. La diversité génétique et la phylogénie des souches de Frankia nodulant naturellement 5 espèces de Myrica à distribution très large ou restreinte (espèces insulaires, endémiques) a été étudiée par PCR-RFLP et séquençage du gène rrs et de l'IGS 16S-23S. La phylogénie des plantes-hôtes (12 espèces représentatives de la distribution mondiale du genre) a été étudiée par séquençage du gène chloroplastique rbcL et de l'ITS 18S-26S nucléaire. Les résultats montrent que M. Gale est une espèce à spécificité étroite, associée à des souches phylogénétiquement proches des souches d'Alnus. Les autres espèces testées, associées à des souches de Frankia phylogénétiquement distantes et à spectre d'hôte varié, présentent une spécificité large. L'hypothèse d'une coévolution des 2 partenaires est discutée sur la base de l'ensemble des résultats.

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Cournoyer, Benoît. "L'évolution du pouvoir infectieux chez les symbiotes actinorhiziens du genre Frankia." Lyon 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LYO10121.

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Abstract:

Frankia est un actinomycete fixateur d'azote en association (par l'intermediaire de nodosites) avec certaines plantes dicotyledones (e. G. Aulnes, filao, olivier de boheme). Ces plantes actinorhiziennes sont reparties dans une vingtaine de genres. L'objectif principal de cette these a ete d'amener des informations sur la suite des evenements qui ont conduit aux specificites d'hote observees lors des interactions entre frankia et les plantes actinorhiziennes. Par des analyses phylogenetiques (genes arnr 16s, nifhd, et glnii), une correlation entre l'evolution et le pouvoir infectieux (mecanisme d'entree dans le systeme racinaire et specificite d'hote) de frankia a ete etablie. De plus, une certaine concordance entre la date d'emergence de la radiation evolutive des frankia infectieux et l'apparition des betulaceae et myricaceae a ete remarquee. L'adaptation de frankia aux plantes actinorhiziennes semble un phenomene ancien qui a considerablement influence l'evolution du genre. Le mecanisme a l'origine des proprietes symbiotiques de frankia peut etre relie a une adaptation specifique de frankia aux plantes actinorhiziennes ou a une evolution parallele des proprietes depuis la divergence de frankia et rhizobium. L'absence d'outils pour l'identification des genes de frankia impliques dans l'infection des plantes actinorhiziennes n'a pas permis d'etablir leur origine. Pour clarifier cette situation, l'elaboration d'un vecteur de clonage plasmidique et la transformation genique de frankia ont ete abordees. Devant le manque de donnees sur ces aspects, chacune des etapes de la transformation a ete etudiee separement. L'electroporation a ete utilisee pour permeabiliser frankia aux macromolecules et ainsi permettre l'entree de l'adn. L'etude des sequences d'adn impliquees dans la transcription et la traduction de genes, et dans l'integration de vecteurs de clonage a ete entreprise chez frankia pour evaluer le potentiel d'utilisation des vecteurs de clonage et genes marqueurs de streptomyces chez frankia. Un mutant spontane, resistant au thiostrepton a egalement ete isole et son infectivite et effectivite confirmees pour permettre une identification rapide des futurs transformants ou ex-conjugants lors de tests d'inoculation et de competitivite

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Vergnaud, Laurence. "Etablissement de la symbiose aulne-Frankia : optimisation de l'étude in vitro." Lyon 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LYO10135.

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Abstract:

Les mecanismes de reconnaissance susceptibles de controler la specificite de la symbiose aulne/frankia restent a connaitre. Nous avons choisi d'aborder le sujet par deux approches complementaires: l'une biochimique, consistant en la recolte et l'analyse des exsudats racinaires de l'aulne et l'autre physiologique et cytologique sur les etapes conduisant a l'infection. Les observations physiologiques et cytologiques de l'interaction ont ete realisees apres la mise au point d'un procede original d'inoculation focalise par microporteur initie sur des germinations d'alnus glutinosa et adapte a des plantules issues de micropropagation in vitro. L'obtention de nodules au site meme de depot du microporteur et dans environ 50% des plantules inoculees demontre la validite de la methode qui a deja permis de determiner avec precision la localisation des izones les plus receptives au moment de l'inoculation. L'approche cytologique a egalement permis d'initier l'etude chronologique des phenomenes se deroulant avant l'infection par l'observation des zones receptives et de la deformation des poils absorbants

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Vergnaud, Laurence. "Etablissement de la symbiose Aulne-Frankia optimisation de l'étude in vitro /." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37610577j.

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Orfanoudakis, Michail. "Symbiotic relationships of Alnus glutinosa with arbuscular mycorrhizal fungi and with Frankia." Thesis, University of South Wales, 2003. https://pure.southwales.ac.uk/en/studentthesis/symbiotic-relationships-of-alnus-glutinosa-with-arbuscular-mycorrhizal-fungi-and-with-frankia(c70364aa-677c-4611-a733-ffd98314a733).html.

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Abstract:

The occurrence in Scotland of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) infective on Alnus glutinosa and the effects on early growth of inoculation of seedlings with AMF and Frankia were investigated. AMF characteristic of G/omiw-like fungi were detected microscopically in A. glutinosa roots from mineral and loam but not from highly organic soils. Both GJomus- and Gigaspora-like fungi were detected only in roots from sandy soils. Glasshouse experiments showed that Glomus and Gigaspora species gave higher colonisation of roots, and were of higher compatibility with the host plant, than Acutelospora or Scutettospora species. Colonisation by AMF increased nodulation by Frankia and vice versa. Inoculation with AMF alone and dual inoculation with Gigaspora rosea and Frankia inhibited growth of young A. glutinosa seedlings. Initially after inoculation, AMF colonisation was poor allowing the host to meet the requirements of both developing symbioses. Mycorrhizal plants inoculated with Frankia 15 days after AMF inoculation, were under significant stress and this delayed the beneficial effects of AMF and Frankia symbiosis. Seedlings compensated for the cost of symbiosis by developing a larger, leafy shoot in a period of 25-30 days after AMF inoculation, with or with out, Frankia nodulation. A significant increase in root length and branching detected after inoculation with AMF and Frankia must impose additional energy requirements. However, the stimulation of lateral root branching that follows AMF colonisation may facilitate nutrient uptake, thus helping the plant to overcome the disadvantages of early retardation of shoot growth. Competition with adjacent plant species for below ground space may also be enhanced thus facilitating competition for growing space with other plant species. These factors may be part of a strategy that assists the survival of very young seedlings in the field. The data obtained suggest that delaying Frankia inoculation for 3-4 weeks after inoculation with selected AMF should improve the production in Scottish nurseries of robust, well nodulated and mycorrhizal seedlings.

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Popovici, Jean. "Mécanismes moléculaires de la spécificité de la symbiose Frankia-Myrica gale : nature et rôles des métabolites secondaires de la plante-hôtes." Lyon 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LYO10239.

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Abstract:

Les mécanismes moléculaires impliqués dans la mise en place et la spécificité de la symbiose fixatrice d’azote associant des bactéries du genre Frankia aux plantes dites actinorhiziennes ne sont toujours pas connus. Le modèle végétal choisi, Myrica gale, permet, grâce à sa spécificité d’interaction originale par rapport aux autres Myricaceae, de comparer des interactions compatibles et incompatibles. Ce travail de thèse a porté sur le rôle des métabolites secondaires de la plante-hôte dans la spécificité de l’interaction. Deux approches sont développées dans ce travail : 1 la purification, l’identification et l’étude de l’effet des molécules exsudées des graines de la plante sur la physiologie de souches compatibles et incompatibles de Frankia (croissance, fixation d’azote et transcriptome) et 2 l’effet de l’inoculation de souches compatibles et incompatibles sur le métabolisme phénolique racinaire de la plante-hôte. Les résultats de travail montrent l’implication des métabolites secondaires de la plante, en particulier des dihydrochalcones, dans l’interaction symbiotique avec Frankia
The molecular mechanisms involved in the establishment and the specificity of the nitrogen-fixing symbiosis associating Frankia genus bacteria and actinorhizal plants are still unknown. The plant model chosen, Myrica gale, allows, due to its original symbiotic specificity compared to other Myricaceae species, to compare compatible and incompatible interactions. This work focused on the role of the host plant secondary metabolites in the symbiotic specificity. Two approaches were developed in this work: 1 the purification, identification and study of the effect of seed-exudated compounds on the physiology of compatible and incompatible Frankia strains (growth, nitrogen fixation and gene expression) and 2 the effect of the inoculation of compatible and incompatible Frankia strains on the root phenolic metabolism of the host-plant. The results of this work show the involvement of the host-plant secondary metabolites and particularly dihydrochalcones, in the symbiotic interaction with Frankia

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PHELEP, MICHELE. "Approche moleculaire du role de la plante hote dans la symbiose casuarinaceae-frankia." Paris, ENGREF, 1992. http://www.theses.fr/1992ENGR0004.

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Abstract:

Casuarina equisetifolia et allocasuarina verticillata sont deux especes ligneuses de la famille des casuarinaceae susceptibles d'etablir une symbiose fixatrice d'azote avec un actinomycete, frankia. L'etude de ces especes sur le plan moleculaire a necessite, dans un premier temps, la mise au point de protocoles d'extraction d'acides nucleiques (adn et arn) adaptes. Chez la plupart des especes nodulantes (legumineuses et non-legumineuses), la presence d'hemoglobine dans les nodules a ete mise en evidence. Et chez les casuarinaceae, une forme d'hemoglobine apparemment differente a ete detectee, en tres faible quantite, dans les racines. Dans ce travail, nous avons clone, par amplification en chaine par polymerase, plusieurs fragments d'adn correspondant a des genes d'hemoglobine symbiotique, pour les deux especes etudiees. Les fragments clones s'hybrident specifiquement avec l'arn de nodule de c. Equisetifolia. Les resultats obtenus suggerent l'existence d'une famille multigenique codant pour l'hemoglobine symbiotique chez les deux especes. Un fragment d'adn d'a. Verticillata, homologue a des genes de casuarinaceae qui semblent etre exprimes specifiquement dans les racines, a ete obtenu en utilisant la technique d'amplification en chaine par polymerase et des oligonucleotides prepares a partir de la sequence d'un gene de noduline de legumineuse. Dans l'objectif d'etudier la regulation de l'expression de genes de noduline, il est utile de pouvoir transformer et regenerer l'espece vegetale etudiee. C'est pourquoi, un systeme de transformation genetique d'a. Verticillata par agrobacterium rhizogenes a ete developpe. Des plantes transformees (par le t-dna d'a. Rhizogenes) viables et capables de nodulation ont ete obtenues. En application au systeme de transformation genetique mis au point, des constructions chimeriques constituees de promoteurs derives de celui d'un gene d'hemoglobine de sesbania rostrata et de la sequence codante du gene de la beta-glucuronidase ont ete introduites dans a. Verticillata. L'expression des constructions dans les racines transformees a ete etudiee

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Cotin-Galvan, Laetitia. "Relation plante-hôte / Frankia dans les symbioses actinorhiziennes : cas particulier des souches non-isolables capables de sporuler in-planta." Thesis, Lyon 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LYO10183/document.

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Abstract:

La sporulation est un phénomène présent chez de nombreux microorganismes, généralement impliqué dans les mécanismes de dispersion et/ou résistance en conditions environnementales défavorables. La sporulation observée chez certaines souches de Frankia (genre actinobactérien fixateur d'azote) lors de leur interaction symbiotique avec les plantes actinorhiziennes est donc paradoxale dans un contexte où la bactérie bénéficie d'une niche écologique favorable à son développement. Ces souches particulières de Frankia, dites Sp+, représentent un modèle unique de symbiote capable de sporulation au sein même des cellules de son hôte. Le rôle écologique et le sens évolutif de cette sporulation in-planta reste à ce jour peu élucidé. Les deux principaux objectifs de ce travail de thèse visent donc à (i) comprendre l'influence de la sporulation in-planta sur les capacités symbiotiques des souches Sp+, en termes d'infectivité et de compétitivité et (ii) appréhender l'impact de cette sporulation sur le fonctionnement du complexe symbiotique par une méthode de profilage métabolique. Ces travaux ont permis de confirmer les particularités symbiotiques des souches Sp+ (infectivité et compétitivité accrues) et de montrer des différences significatives dans le métabolisme primaire et secondaire du complexe symbiotique associées à la présence de spores de Frankia
Sporulation is a phenomenon present in many microorganisms, usually involved in the mechanisms of dispersion and/or resistance to unfavorable environmental conditions. Sporulation occurs in some Frankia strains (a diazotrophic actinobacteria) during their symbiotic interaction with actinorhizal plants, which is paradoxical in a context where the bacterium has a favorable ecological niche for its development. These particular Frankia strains, called Sp+, represent a unique model of symbiont capable of sporulation within the host cells. The ecological role and the evolutionary meanings of this in-planta sporulation still remain understood. The two main objectives of this thesis aimed to (i) understand the influence of in-planta sporulation on the symbiotic capacity of Sp+ strains in terms of infectivity and competitiveness and (ii) understand the impact of this sporulation on the functioning of the symbiotic complex by a metabolic profiling approach. These studies have confirmed the symbiotic characteristics of Sp+ strains (greater infectivity and competitiveness) and have shown significant differences in the primary and secondary metabolism of the symbiotic complex associated with the presence of Frankia spores

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Peret, Benjamin. "Transport de l'auxine et développement du nodule actinorhizien chez l'arbre tropical Casuarina glauca." Montpellier 2, 2007. http://www.theses.fr/2007MON20041.

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Abstract:

Les plantes actinorhiziennes appartiennent à 8 familles d’angiosperme et forment une symbiose fixatrice d’azote avec l’actinomycète du sol Frankia qui aboutit à la formation de nodules au niveau du système racinaire de la plante. Le nodule actinorhizien est considéré comme une racine latérale modifiée car i) il provient de divisions des cellules du péricycle situées en face du pôle de xylème, ii) il possède un méristème apical et un système vasculaire central et iii) chez certaines espèces comme Casuarina glauca une racine nodulaire est produite à l’apex de chaque lobe nodulaire. L’auxine, et notamment le transport d’influx, est impliquée dans la mise en place de la racine latérale. Nous avons donc identifié des gènes de transporteurs d’influx d’auxine chez la plante actinorhizienne C. Glauca et étudié le rôle du transport d’influx au cours de la mise en place du nodule actinorhizien. Deux gènes de la famille AUX-LAX codant des transporteurs d’influx d’auxine ont été identifiés C. Glauca. Les profils d’expression des gènes CgAUX1 et CgLAX3 sont très conservés entre C. Glauca et Arabidopsis thaliana. De plus, des analyses fonctionnelles par complémentation de mutants d’A. Thaliana ont mis en évidence une équivalence entre CgAUX1 et AtAUX1. Nos études suggèrent également qu’il existe une divergence fonctionnelle au sein de la famille AUX-LAX. Nous avons analysé le rôle de ces gènes au cours de la mise en place de la symbiose. Notre étude montre que le gène CgAUX1 est exprimé dans les cellules infectées tout au long de l’infection. De plus, le rôle du transport d’influx d’auxine dans le mécanisme d’infection a été confirmé par l’utilisation d’un inhibiteur du transport d’influx. Par ailleurs, le gène CgAUX1 est exprimé dans le primordium de racine latérale mais pas dans le primordium nodulaire. Cela suggère que ces deux organes présentent des différences dans leur programme de développement. Afin d’identifier les mécanismes agissant en aval du transport d’influx d’auxine, nous avons étudié le rôle d’AtLAX3 chez Arabidopsis. Nous avons montré qu’un certain nombre de gènes de remodelage de la paroi sont induits par l’auxine de façon dépendante d’AtLAX3 au cours de l’émergence de la racine latérale. Nous avons cherché à identifier des gènes de remodelage de la paroi qui pourraient être impliqués dans l’infection par la bactérie Frankia de façon dépendante de CgAUX1. Cg12 qui code une protéase de type subtilisine spécifiquement exprimée dans les cellules infectées pourrait être une cible de la signalisation auxinique dépendante de CgAUX1. Nos résultats suggèrent que le transport d’influx d’auxine est impliqué dans la mise en place du nodule actinorhizien chez C. Glauca
Actinorhizal plants belonging to 8 families of angiosperms can enter symbiosis with a soil actinomycete called Frankia. This interaction leads to the formation of nitrogen fixing nodules on the plant root system. The actinorhizal nodule is considered as a modified lateral root because i) it originates from divisions of pericycle cells situated in front of xylem poles, ii) its vasculature is central and its growth is indeterminate due to the presence of an apical meristem and iii) in some species such as Casuarina glauca a so-called “nodular root” is formed at the apex of each nodule lobe. Auxin, and more particularly auxin influx, is involved in lateral root formation. We identified auxin influx transporter genes in the actinorhizal plant C. Glauca and studied the role of auxin influx transport during actinorhizal nodule formation. Two AUX-LAX genes encoding for auxin influx carriers have been identified in C. Glauca. The expression patterns of CgAUX1 and CgLAX3 are highly conserved between C. Glauca and Arabidopsis thaliana. Functional complementation of the Arabidopsis aux1 mutant revealed that CgAUX1 and AtAUX1 share equivalent functions. Our data suggest that functional divergence exists in the AUX-LAX family. We analysed the role of these genes during the actinorhizal symbiosis. Expression studies showed that CgAUX1 is expressed in all infected cells. Moreover, we confirmed that auxin influx transport is involved in the symbiotic process by taking advantage of an auxin influx transport inhibitor. We also observed that CgAUX1 is expressed in lateral root primordium but not in nodule primordium thus pinpointing some differences in the developmental program of these two organs. We then tried to identify the mechanisms acting downstream of auxin influx transport by studying the role of AtLAX3 in Arabidopsis. We showed that a set of cell wall remodeling genes are induced by auxin in a AtLAX3 dependent way during lateral root emergence. We next tried to identify cell wall remodeling genes that could be involved in the infection process in a CgAUX1 dependent way. Cg12 encodes for a subtilisin-like protease that is specifically expressed in Frankia infected cells and could be a target of CgAUX1 dependent auxin signaling. Our results suggest that auxin influx transport is involved in the infection process during actinorhizal nodule formation in C. Glauca

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Corbeil, Marie-Michelle. "Étude de la symbiose actinorhizienne et mycorhizienne chez l'aulne exposé aux résidus de mine aurifère." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2015. http://hdl.handle.net/11143/6012.

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Abstract:

Selon un inventaire réalisé en 2013 par le Ministère des Ressources naturelles du Québec, la Belle Province compterait sur son territoire 698 sites miniers orphelins qui nécessitent des travaux de réhabilitation. Depuis 1995, Québec exige qu’un plan de restauration soit établi avant même que les travaux d’exploitation ne débutent sur un site minier. Ces plans doivent inclure une mise en végétation afin de redonner au site un aspect plus naturel et de limiter la dispersion des résidus par le vent. À ces fins, l'usage de plantes herbacées ou d’arbustes indigènes est recommandé. La mine Sigma, à Val-d’Or, a été exploitée de façon discontinue depuis 1930. Durant le processus d’extraction de l’or, le minerai était broyé en fines particules qui étaient ensuite rejetées sous forme de boue vers de gigantesques bassins (le parc à résidus). Lorsque séchés, ces résidus sont susceptibles d’être balayés par le vent vers le centre-ville situé à proximité. Dans une optique de revégétalisation, les principaux défis que représentaient ces résidus étaient leur faible teneur en matière organique et en nutriments ainsi que leur nature alcaline. Les aulnes, des arbustes résilients apparaissant naturellement lors d’une succession autogénique primaire, ont déjà été employés avec succès à des fins de mise en végétation de sites perturbés par les activités humaines. Grâce à leurs associations symbiotiques multiples, ils sont en mesure de coloniser des sites perturbés. Les aulnes peuvent obtenir de 70 à 100% de l’azote dont ils ont besoin lorsqu’ils sont en symbiose avec Frankia, un actinomycète fixateur d’azote. Cela leur permet de s’établir dans des sols pauvres qu’ils pourront par la suite enrichir en azote, notamment via la perte de leurs feuilles. Ces arbustes peuvent aussi former des endomycorhizes et des ectomycorhizes. Il semblerait que les relations entre les différents symbiotes et leur hôte puissent varier selon les conditions expérimentales, mais le fait de pouvoir bénéficier d’associations multiples serait possiblement une stratégie favorisant le développement de l’hôte dans des environnements extrêmes. Ce projet de recherche en microbiologie environnementale visait à évaluer le réalisme d’une démarche où les aulnes seraient employés à des fins de revégétalisation des résidus de la mine Sigma. Des aulnes de deux espèces indigènes, Alnus viridis (Chaix) DC. ssp. crispa et Alnus incana (L.) Moench ssp. rugosa, ont été exposés à ces résidus. Les plants à l’étude étaient inoculés ou non avec Frankia, des champignons endomycorhiziens et des champignons ectomycorhiziens. Un premier volet expérimental avait pour but d’évaluer l’effet individuel que chacun des microorganismes aurait sur les aulnes exposés aux résidus aurifères et de vérifier si la combinaison de ces microorganismes pouvait influencer le développement et la survie de ces plants. L’hypothèse de recherche était que la symbiose mycorhizienne augmenterait la capacité des aulnes à entretenir la symbiose actinorhizienne en présence de résidus aurifères. Dans des conditions axéniques, les aulnes ont été cultivés en présence de différentes concentrations de résidus aurifères et ont été inoculés selon plusieurs régimes distincts. Chez les plants témoins poussant en sable, la symbiose actinorhizienne était fonctionnelle, mais en présence des résidus aurifères, son établissement n’a pas pu se faire convenablement. Malheureusement, aucune mycorhize n’a pu être observée, faisant en sorte que l’hypothèse n’a pas pu être testée. Un volet exploratoire devait permettre de déterminer si l’établissement de la symbiose ectomycorhizienne, endomycorhizienne ou actinorhizienne était influencé par la présence préalable de l’une ou l’autre de ces symbioses. Des dispositifs bicompartimentés dans lesquels les plants étaient cultivés dans un mélange de sable et de résidus aurifères étaient employés pour ce volet. Cette expérience était la première du genre employant des plantes actinorhiziennes en conditions axéniques. La présence des résidus n’a pas empêché l’établissement d’une symbiose actinorhizienne fonctionnelle. Malencontreusement, les plants inoculés avec des mycorhizes n’ont pas été colonisés dans cette expérience non plus. Enfin, une dernière expérience devait permettre d’évaluer la performance des plants d’aulnes sur le terrain, l’hypothèse étant que les aulnes allaient croître sur les résidus miniers et que les plants inoculés auraient une meilleure survie et un meilleur développement que ceux qui ne l’étaient pas. Dans cette expérience, c’est seulement lors du premier été de croissance sur le terrain que l’inoculation faisait une différence. En effet, à la fin de la première saison sur le site de la mine Sigma, les plants de A. crispa innoculés avec Frankia avaient une meilleure survie alors que les plants de A. rugosa inoculés avec Frankia et les deux types de mycorhizes avaient un meilleur développement. Après le premier hiver, autant pour les plants de A. rugosa que pour les plants de A. crispa, le développement et la survie n’étaient plus influencés par le régime d’inoculation. Cela suggère que c’est surtout lors du premier été que le régime d’inoculation a joué un rôle déterminant dans la survie et le développement de ces plants. En bref, la souche de Frankia AvCI1 s’est montrée effective en présence de résidus aurifères dans des expériences en conditions axéniques. Cette même souche a été employée pour inoculer les plants destinés à être plantés sur le site minier et a avantagé les plants de A. crispa au niveau de leur survie pendant le premier été. Les plants de A. rugosa inoculés avec des mycorhizes et cette même souche ont développé plus de biomasse que les autres plants de la même espèce pendant ce premier été. Après ce premier été, la survie des plants était bonne, peu importe le régime d’inoculation, et les plants ont continué de se développer. L’emploi des aulnes mycorhizés et actinorhizés pour la revégétalisation de la mine Sigma semble donc prometteur.

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Hammad, Yaser. "Interactions Frankia-plante actinorhizienne : réactions de Frankia aux exsudats racinaires d'Alnus glutinosa et rôle hormonal possible du PAA dans l'établissement de la symbiose." Lyon 1, 2002. http://www.theses.fr/2002LYO10071.

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Abstract:

Lors de la mise en place de la symbiose fixatrice d'azote, Frankia/aulne, nous avons cherché à connaître les réactions de la bactérie en présence de la plante d'une part, et les réactions de la plante en présence de la bactérie d'autre part. Ainsi la thèse présente deux aspects : les réactions que Frankia manifeste lors de ses premiers contacts avec la plante. L'ajout des exsudats racinaires de la plante hôte (Alnus glutinosa) dans les cultures de Frankia en milieu BAP sans azote provoque la surexpression de certaines protéines. La séparation des protéines en gel 2D dénaturant (SDS-PAGE, Sodium Dodecyl Sulfat-Polyacrylamide Gel Electrophoresis) suivie par un micro séquençage de l'extrémité N-terminal a permis de montrer un fort niveau d'homologie avec des protéines de réponse au stress (résistance au tellurite, choc thermique, comigratoire avec la bactérioferritine, superoxyde dismutase). Nos investigations ont concerné plus spécialement la superoxyde-dismutase (SOD) ce qui nous a amené à caractériser le gène correspondant par l'utilisation d'une banque de gènes d'une souche de Frankia. Pour la première fois, la complémentation avec de l'ADN de Frankia d'un mutant d'une souche E. Coli ne pouvant plus exprimée d'activité SOD a été possible. Le séquençage du génome au voisinage du gène sodF a également été réalisé et a permis de caractériser un gène présentant une forte homologie avec celui de la bactérioferritine. Dans une deuxième partie nous avons essayé d'analyser le rôle sur la plante hôte d'un produit présent en grande quantité dans Frankia, l'acide phényl acétique (PAA). Ce produit est une phytohormone appartenant à la classe des hopanoi͏̈des qui présente chez les plantes des caractères auxinomimétiques. Par les techniques d'HPCL et de spectrométrie de masse nous avons pu détecter la présence du PPA à des concentrations 10 puissance moins 5 -10 puissance moins 6 dans le milieu de culture sans azote de Frankia. Nous avons pu mettre également en évidence la formation des pseudo nodosités sur les racines d'Alnus glutinosa lorsque celles-ci sont en contact avec du PAA à des concentrations de 10 puissance moins 5 à 5. 10 puissance moins 5 M. L'idée que le PAA soit impliqué dans la modulation tout en permettant de limiter les réactions de défense de la plante est étayée par plusieurs observations: - la présence/absence du PAA ou AIA et des métabolites intermédiaires de l'acide salicylique (acides benzoi͏̈que, et cinnamique) dans les nodosités et les racines d'aulne prélevés dans leur milieu naturel -la surexpression chez la plante des ARN messagers de la voie métabolique des phénylpropanoi͏̈des (PAL et CHS) après inoculation avec différentes souches de Frankia (compatibles et incompatibles).

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Haansuu, Johannes Pasi. "Demethyl (C-11) cezomycin : a novel calcimycin antibiotic from the symbiotic, N2-fixing actinomycete Frankia." Helsinki : University of Helsinki, 2002. http://ethesis.helsinki.fi/julkaisut/mat/bioti/vk/haansuu/.

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Lavire, Céline. "Modulation des propriétés symbiotiques de Frankia : mécanismes de régulation génétique et métabolisme de l'azote." Lyon 1, 2002. http://www.theses.fr/2002LYO10081.

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Abstract:

Lors de cette étude, nous avons sélectionné différents gènes candidats impliqués dans le métabolisme de l'azote et la régulation de l'expression des gènes, activités qui semblent importantes pour l'établissement et le fonctionnement de la symbiose entre Frankia et les plantes actinorhiziennes. Ces gènes ont été étudiés sous deux angles, celui de leur histoire évolutive et de l'effet de l'hôte végétal sur leur diversification, et celui de leur rôle dans l'établissement et le fonctionnement des symbioses. Nous avons étudié les gènes glnII et RpoD, gènes impliqués respectivement dans l'assimilation de l'azote fixé et dans la régulation de la transcription. Ces deux gènes ont été utilisés pour évaluer les relations phylogénétiques entre les bactéries Frankia. Nous avons ainsi observé que les souches infectieuses de Frankia étaient divisées en deux groupes selon les spécificités de colonisation des plantes. Nous avons par ailleurs montré qu'au moins deux facteurs sigma primaires étaient retrouvés chez Frankia. L'un d'eux n'a pas été observé pour des souches isolées d'Elaeagnus ou d'Hippophae, ce qui pourrait refléter une spécialisation liée au partenaire végétal. Dans la continuité de cette approche qui consiste à étudier le déterminisme génétique impliqué dans les relations entre Frankia et les plantes actinorhiziennes, nous nous sommes intéressés aux systèmes de régulation à deux composants, et à l'activité de fixation d'azote. Nous avons montré que Frankia possédait des séquences homologues du gène régulateur gacA, et nous avons mis en évidence la présence d'au moins quatre gènes présentant des séquences homologues de senseurs de la famille EnvZ. Concernant l'activité de fixation d'azote, nous avons caractérisé une partie de l'îlot génétique nif de Frankia ACN14a, et montré que cette bactérie semble exprimer constitutivement les gènes nif, même en présence d'azote et sans différenciation de vésicules. Enfin, pour permettre la mise au point d'outils pouvant faciliter les études de génétique de Frankia, nous avons caractérisé un plasmide cryptique de Frankia ACN14a.

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Mehta, Punita. "Evaluating the potential of alder-Frankia symbionts for the remediation and revegetation of oil sands tailings." Thesis, McGill University, 2006. http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=84099.

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Abstract:

Tailings are the waste produced as a result of the extraction of oil from the tar sands in northern Alberta. Many avenues for the reclamation of tailings are being researched, but one area that has received little attention is phytoremediation. The Alder-Frankia symbiotic relationship in the tailings was investigated for its potential in revegetation and remediation of the tailings. Two species of alders were examined Alnus glutinosa and A. rugosa. The impact of the alders was monitored through the investigation of the differences in the microbial community present in the oil sands tailings and composite tailings (CT) with and without alders. For our investigation we used culture dependent techniques (plate counts and mineralization assays) and culture independent techniques (16S rRNA gene PCR, catabolic PCR and DGGE). The alders lowered the pH of the tailings, increased rates of mineralization, increased the general microbial population in the tailings by one to two orders of magnitude and increased the microbial diversity.
A. rugosa however, had a greater impact on the mineralization of poly aromatic hydrocarbons (PAHs) and, being native to Alberta, was chosen for further experimentation, using only composite tailings. The aim of the experiments was to determine the effect of a Frankia inoculum on the growth of A. rugosa in (CT) and the associated microbial community. The microflora in the bulk soil, rhizosphere and inside the root of inoculated and non-inoculated A. rugosa were compared through microbial enumerations of the community, with general and selective media and mineralization assays. A. rugosa inoculated with Frankia was taller and the roots were more developed and the endophytic community of inoculated A. rugosa had greater rates of naphthalene mineralization.
The results indicate that A. rugosa inoculated with Frankia could be used for the phytoremediation of tailings and for the re-establishment of a forest ecosystem.

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Svistoonoff, Sergio. "Implication d'une subtilase dans les étapes précoces des symbioses actinorhiziennes." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00149614.

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Abstract:

Les plantes actinorhiziennes sont des non légumineuses appartenant à 8 familles d'angiospermes qui peuvent établir une symbiose fixatrice d'azote avec l'actinomycète du sol Frankia. Cette interaction aboutit à la formation de nodules au niveau du système racinaire de la plante. Parmi les gènes qui interviennent au cours des étapes précoces de la symbiose figure Cg12, un gène isolé chez l'arbre actinorhizien Casuarina glauca qui code une protéase à sérine de la famille des subtilisines (=subtilase). L'objectif de ce travail est la poursuite de la caractérisation de ce gène à travers 4 approches :
(1) Une étude détaillée du profil d'expression de Cg12 a été réalisée grâce à l'utilisation de Casuarinacées transgéniques contenant des fusions transcriptionelles entre le promoteur de Cg12 et des gènes rapporteurs. Cette analyse a permis de montrer que l'expression de Cg12 est spécifiquement liée à l'infection des cellules par Frankia et qu'elle débute dès les premières étapes de la symbiose, quand Frankia pénètre dans des poils absorbants déformés.
(2) La protéine CG12 a été mise en évidence dans des extraits protéiques de C. glauca en utilisant des anticorps anti-CG12. Ces anticorps ont également été utilisés dans des expériences d'immunolocalisation, ce qui nous a permis de montrer que CG12 se retrouve dans le compartiment extracellulaire, au niveau des parois et du matériel polysaccharidique qui entoure Frankia.
(3) Nous avons introduit les fusions transcriptionelles Cg12-gène rapporteur dans la plante modèle Arabidopsis thaliana afin d'analyser les voies de transduction impliquées dans l'expression de Cg12. Cependant aucune expression des gènes rapporteurs n'a pu être détectée au cours du développement et en réponse à des traitements hormonaux. Nous avons également utilisé Arabidopsis afin de mieux comprendre le rôle d'Ara12, un gène de subtilase proche de Cg12, dont nous avons analysé le profil d'expression chez Arabidopsis.
(4) Nous avons étudié l'implication de subtilases dans la symbiose fixatrice d'azote entre la légumineuse Medicago truncatula et Sinorhizobium meliloti. Pour cela nous avons analysé le profil d'expression des gènes rapporteurs placés sous le contrôle du promoteur de Cg12 dans des plantes transgéniques de M. truncatula. La conservation du profil d'expression de Cg12 chez M. truncatula suggère l'existence d'une voie de transduction indépendante de celle qui est activée par les facteurs Nod. Cette voie de transduction est activée dans les deux systèmes symbiotiques en réponse à l'infection par les bactéries. Nous avons ensuite analysé le profil d'expression de plusieurs gènes de subtilases trouvés dans les banques de séquences de M. truncatula. Trois de ces gènes spécifiquement exprimés dans les nodules pourraient être des orthologues de Cg12 chez M. truncatula.

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Mallet, Pierre-Luc. "Impact des contaminants des sables résiduels de l'industrie pétrolière albertaine sur Frankia SP. et sa symbiose avec l'aulne." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2009. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/4898.

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Abstract:

Frankia est une bactérie filamenteuse du sol capable d'établir une symbiose racinaire, analogue à celle de Rhizobium et des légumineuses, avec plus de 200 espèces d'angiospermes. Cette symbiose actinorhizienne fournit de 70 à 100 % de l'azote requis par la plante. Les aulnes sont des plantes actinorhiziennes reconnues pour leur habilité à coloniser des sols pauvres en azote affectés par des processus naturels ou par l'action des humains. En Alberta, on retrouve de grandes réserves de pétrole sous forme de sable bitumineux qui nécessitent l'excavation du sol pour leur extraction. L'exploitation des sables bitumineux en Alberta a perturbé à ce jour une superficie de plus de 420 km2. Il est estimé que la superficie d'exploitation totale est de 15 000 km2. Un des défis majeurs de cette industrie est de gérer la toxicité des sables résiduels, les sables issus du processus de purification du bitume, qui sont alcalins, salins et contiennent des acides naphténiques. Dans cet ouvrage, on a identifié deux souches (AvcI1 et ACN14a) de Frankia sp. étant aptes, au niveau de leur tolérance aux sables résiduels, à une utilisation dans une technologie de biorémédiation. Basé sur un modèle de revégétalisation par la régénération de la litière du sol, nos résultats suggèrent l'utilisation préférentielle de l'aulne rugueux comparativement à l'aulne crispé. Nos résultats démontrent que Frankia spp. est plus tolérant que son hôte, l'aulne, face aux stress exercés par les sables résiduels. Il a été observé que le NaC1 semble être l'agent le plus stressant des sables résiduels sur la symbiose aulne-Frankia sp. souche ACN14a. On a démontré que Frankia sp. souche ACN14a tolère les acides naphténiques et est capable de proliférer en leur présence. De plus, elle module son expression protéique entre autres en surexprimant des protéines impliquées dans le métabolisme des acides gras en présence de ces acides naphténiques, suggérant une modification de la composition et structure de sa membrane. Finalement, une bonne sélection du microsymbiote et plus particulièrement de l'hôte, l'aulne, combinée à une caractérisation de la performance de la symbiose en conditions contrôlées est une approche qui permettra d'établir une technique de biorémédiation optimisée pour un contexte spécifique comme celui des sols bitumineux de l'Alberta.

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Bissonnette, Cyntia. "Étude de la symbiose actinorhizienne chez l'aulne rugueux et l'aulne crispé colonisant les sites perturbés par l'industrie pétrolière albertaine." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2011. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/4927.

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Abstract:

Sous la forêt boréale albertaine, dans l'Ouest canadien, repose la deuxième plus grande réserve de pétrole mondiale. Son exploitation détruit l'écosystème, en plus de générer de grandes quantités de résidus phytotoxiques, dont les principaux sont le sable résiduel (TS) et le coke. Selon la loi provinciale, avant la fin de l'exploitation, les terres doivent être restituées dans leur état original. Cependant, la réhabilitation des terres demeure un défi significatif compte tenu du volume de résidus qui seront générés par l'industrie pétrolière en Alberta. Les plantes actinorhiziennes sont des végétaux très résistants, qui colonisent souvent des habitats hostiles : dépôts volcaniques, dunes de sable, sols érodés à la suite d'un glissement de terrain, sols contaminés. La plupart de ces milieux sont pauvres en azote, en conséquence, l'établissement de la symbiose avec un actinomycète fixateur d'azote atmosphérique, Frankia spp., leur confère un avantage indéniable. Parmi les plantes actinorhiziennes, l'aulne actinorhizé revêt un intérêt particulier. À maintes reprises, il a prouvé son utilité dans le cadre de diverses pratiques agroforestières ou de réhabilitation de sites contaminés par des métaux lourds, des résidus chimniques et des hydrocarbures. Des 47 espèces d'aulnes distribuées mondialement, 7 sont indigènes du Canada, dont l'aulne rugueux et l'aulne crispé. Puisque ces deux espèces ont déjà été utilisées à grande échelle au Canada pour réhabiliter des terres perturbées, leur emploi dans le cadre de la revégétalisation des sites albertains est pertinent. Ce projet de recherche en microbiologie environnementale avait comme objectif d'évaluer la capacité des aulnes Symbiotiques à coloniser directement les principaux résidus de l'industrie pétrolière albertaine. Il tentait également d'évaluer l'impact qu'auraient ces résidus sur la symbiose de l'aulne crispé et de l'aulne rugueux avec Frankia. L'hypothèse de recherche stipule donc que l'aulne crispé et l'aulne rugueux peuvent croître directement en TS et en coke, et que la symbiose avec la bactérie du genre Frankia améliore le développement des aulnes croissant dans ces résidus. Afin d'investiguer la question, des aulnes crispés et rugueux ont été cultivés en conditions gnotobiotiques, en absence ou en présence de Frankia, dans du TS ou du coke. Par la suite, ils ont été récoltés, et leur développement a été évalué. Que ce soit en présence de TS ou de coke, Frankia a établi la symbiose avec l'aulne crispé et l'aulne rugueux. Cette symbiose a permis aux aulnes de survivre en substrats résiduels et a assuré un meilleur développement de ceux-ci. Dans le cas du coke, une étude terrain a confirmé ces résultats. En conclusion, l'aulne rugueux et l'aulne crispé détiennent les qualités nécessaires pour participer à la revégétalisation des sites perturbés par l'industrie pétrolière albertaine, et la présence de la symbiose actinorhizienne améliore significativement le développement de ces végétaux en présence de stress environnemental.

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Nazaret, Sylvie. "Caractérisation des souches de Frankia isolées des nodules de Casuarina : mise au point de marqueurs génétiques." Lyon 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LYO10030.

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Abstract:

Les souches de frankia isolees des nodules racinaires de casuarina different par leur aptitude a reinfecter leur hote d'origine. On distingue ainsi les souches typiques, infectives et les souches atypiques, non infectives sur l'hote d'origine. Ces dernieres sont par contre infectives sur d'autres plantes actinorhiziennes appartenant au genre elaeagnus. L'isolement de ces deux types de souches pourrait s'expliquer par la co-existence de deux souches a l'interieur d'un meme nodule, une souche infective sur casuarina et une souche infective sur elaeagnus. L'analyse de la diversite genetique de ces isolats basee sur la comparaison de profils de restriction au niveau des genes nif et rrn et l'analyse des relations phylogenetiques basee sur la comparaison de sequences amplifiees d'adn ribosomiques 16s ont revele l'absence de specificite etroite entre ces deux types d'isolats. De plus les souches atypiques constituent avec les souches isolees et infectives sur elaeagnus un groupe phylogenetique tres homogene. L'ensemble de ces donnees renforcant l'hypothese de coinfection nous nous sommes attaches a la mise au point de marqueurs genetiques de souches typiques et atypiques a partir de sequences oligonucleotidiques determinees au niveau des genes nif. Ces sondes testees vis-a-vis de nodules de terrain et de nodules issus d'une double inoculation souche typique/souche atypique ont dans tous les cas permis de detecter la presence de la souche typique. Par contre les methodologies utilisees se sont revelees inefficaces pour la detection de souches atypiques

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El-Morsy, Shawky Mhamoud Ahmed Selim. "La symbiose Casuarina-Frankia. Optimisation de la croissance et approche biologique de la reconnaissance microorganisme-plante hote." Paris 11, 1995. http://www.theses.fr/1995PA112288.

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Abstract:

Des phosphatidylcholines, des acides phosphatidiques et le diacyl glycerol contenant des residus d'acide palmitique, ont permis une croissance exponentielle de certaines souches de frankia isolees de la famille des casuarinacea. Certains acides gras satures comme l'acide palmitique ont produit le meme effet. Les acides gras insatures comme l'acide linoleique se sont montres tout aussi efficaces ; par contre, l'acide oleique a induit une lyse hyphale. De plus nous avons etabli la sensibilite a certains antibiotiques de diverses souches de frankia, ceci devrait faciliter la mise au point d'un systeme de transformation de frankia par selection positive, en utilisant des plasmides ayant des marqueurs de resistance aux antibiotiques adequats. Nous avons aussi isole des souches resistantes aux antibiotiques, infectives et effectives sur c. Equisetifolia. Nous avons elabore un test de nodulation reproductible et efficace a 100% en utilisant des souches de frankia sur c. Equisetifolia. Ce test nous a permis d'etudier les effets de l'alginate, du kaolin et de quelques ions divalents sur la nodulation, la fixation d'azote in planta et la production de biomasse vegetale. Le cdcl#2 s'est revele un puissant inhibiteur de la nodulation. Les flavonoides extraits des graines de casuarina (ef) ajoutes aux cultures de frankia ont induit la synthese de facteurs deformants (dnf). Ces dnf liberes au milieu de culture de frankia provoquent la deformation des poils absorbants de c. Glauca, meme dans la a des dilutions 10#5 fois. Leur synthese est inhibee par les ions ammonium. En outre, l'induction de la production de ces dnf par la luteoline et les ef est accompagnee d'une augmentation des activites deshydrogenasiques et d'un changement des profils peptidiques des fractions cytoplasmiques et membranaires de frankia

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Fraga-Beddiar, Arifa. "Interactions entre les symbiotes mycorhiziens et les symbiotes fixateurs d'azote chez l'aulne glutineux (alnus glutinosa L. Gaertin)." Nancy 1, 1987. http://www.theses.fr/1987NAN10335.

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Rouvier, Carole. "Caractérisation génétique de Frankia nodulant les casuarinacées : influence de la plante-hôte et de sa zone d'origine, l'Australie." Lyon 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LYO10175.

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Abstract:

Frankia est un actinomycete du sol capable d'etablir une symbiose fixatrice d'azote avec 8 familles de plantes dites actinorhiziennes. Les casuarinacees sont une famille de plantes actinorhiziennes tropicales. Nous avons etudie la diversite genetique de frankia associe au genres casuarina et allocasuarina. Ces 2 genres sont originaires d'australie, et quelques especes appartenant au genre casuarina (principalement l'espece casuarina equisetifolia) ont ete exportees vers presque toutes les zones tropicales. Du fait d'un isolement difficile, peu de souches de frankia sont disponibles. Elles ont ete principalement isolees d'une espece, casuarina equisetifolia, et hors de l'australie. Des etudes precedentes avaient montre que ces souches etaient genetiquement tres proches. Dans un premier temps, l'homogeneite genetique des souches isolees a ete confirmee par le sequencage d'une zone a priori tres variable de l'operon ribosomal, l'igs entre les arnr 16s et 23s. Une methode de caracterisation genetique de frankia directement au niveau du nodule a ensuite ete developpee. Tout d'abord sur des nodules preleves en australie sur cinq especes de casuarina et d'allocasuarina. Cinq groupes genetiques composes de souches non-isolees ont ete mis en evidence et semblent lies a l'espece de la plante-hote. Par contre, dans les zones d'introduction etudiees, un seul groupe semble present, quelle que soit l'espece de la plante-hote. En australie, ce groupe semble uniquement associe a casuarina equisetifolia. Ce groupe pourrait avoir ete exporte a partir de l'australie, avec sa plante-hote. Enfin, une methode de detection et de caracterisation de frankia-casuarinacees dans le sol a permis de comparer la diversite genetique dans le sol par rapport a celle retrouvee au niveau du nodule. Il semblerait que le groupe retrouve dans le nodule soit le seul detecte dans le sol environnant le plante-hote. La plante-hote pourrait favoriser le developpement de son genotype de frankia associe

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Girgis, Mina. "Caractérisation de souches de Frankia de casuarinacées : appllication à l'amélioration de la fixation d'azote chez Casuarina glauca." Lyon 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LYO10138.

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Abstract:

Nous avons tente de comparer le pouvoir discriminant de plusieurs groupes de criteres en utilisant des souches de frankia isolees de nodules de casuarina recoltees en egypte et des souches de collection. Les criteres compares ont ete les suivants: spectre d'hote, caracteristiques morphologiques, fixation de n2 in vitro; croissance dans differents milieux; composition en acides gras; hybridation de l'arnr; profils esterasiques et aminopeptisiques et sensibilite aux antibiotiques. Trois criteres avaient un pouvoir discriminant indiscutable: les criteres acides gras, profils electrophoretiques des esterases et sensibilite aux antibiotiques. Quant au critere hybridation de l'arnr, il nous a donne des resultats decevants probablement parce que nous ne disposions pas de sondes specifiques. Le marquage aux antibiotiques est apparu fiable, les souches marquees conservant leurs proprietes symbiotiques apres reisolement. En utilisant la methode des profils esterasiques et sensibilite a la kanamycine, il a ete possible de montrer que les nodules de casuarina pouvaient renfermer deux souches differentes. La technique de preparation des inoculums polymeriques a ete amelioree en incluant les cellules de frankia dans un melange d'alginate et de kaolin et en favorisant la sporulation de frankia avant son inclusion. L'adjonction d'un pseudomonas a frankia dans l'inoculum a donne des resultats encourageants. La tolerance a nacl a ete tres significativement amelioree par criblage des provenances de casuarina glauca

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Prin, Yves. "Les surfaces des deux partenaires de la symbiose aulne-frankia : caractérisation et rôle dans les étapes de pré-infection." Lyon 1, 1985. http://www.theses.fr/1985LYO11687.

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Escobar, Jaramillo Paola. "Development, production and application of alder-Frankia symbionts for the remediation and revegetation of oil sands process affected material (OSPM) in Athabasca." Thesis, McGill University, 2012. http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=110622.

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Abstract:

ABSTRACTSymbiotic alders are potential candidates for use in the remediation and revegetation of oil sands reclamation sites, and greenhouse inoculation has been shown to help ensure successful out-planting in the field. For successful nodule formation and growth, the time of inoculation (plant age) and N input are factors to be considered. In the present study, symbiosis was induced between Alnus crispa and Frankia strain AvcI1. Seedlings were grown, inoculated and exposed to different growing conditions that consisted of combining the presence or absence of Frankia, three different plant ages and five N treatments, to determine the best method for enhancing plant nodulation and growth. Results indicated that inoculation of 9-week-old seedlings with Frankia improved seedling growth, promoted nodule formation and ensured efficient N2 fixation. Fertilization with 100ppm of N was counterproductive for plant health, while the lower concentration of N, 10ppm, did not fulfill the N requirements of seedlings, suggesting the need to apply higher concentrations of N that do not surpass 100ppm. Greenhouse inoculated alders were subsequently used in a large-scale field trial to evaluate their ability to improve soil quality and metabolic activity of the indigenous microbial community in an oil sands reclamation site. In addition, the inoculated Frankia was monitored to determine if it remained present as part of the endophytic community in alder nodules. Results showed that inoculated alders were capable of very active growth, out performing non-inoculated plants, producing up to five-fold more biomass within the 3 growing season monitoring period. Alders also promoted the proliferation of heterotrophic and hydrocarbon degrading bacteria in the rhizosphere. Indigenous Frankia strains, that shared molecular similarities with the symbiont used in this study, were found in the nodules of non-inoculated alders, as well as in some of the soil samples indicating that a molecular detection approach requires further validation.
RÉSUMÉLes aulnes symbiotiques ont un excellent potentiel pour la restauration et la re-végétalisation des anciens sites d'exploitation des sables bitumineux, et la pré-inoculation en serre a été démontrée comme aidant à assurer le succès de la plantation sur le terrain. Pour une croissance et une formation optimale des nodules, plusieurs facteurs sont à considérer : le moment de l'inoculation (âge de la plante) et les sourcesd'N. Dans la présente étude, Alnus crispa a été inoculé avec la souche Frankia AvcI1. Les semis ont été exposés à différentes conditions incluant la présence ou l'absence de Frankia, trois moment d'inoculation et cinq traitements d'N, afin de déterminer la meilleure méthode pour induire la nodulation des plantes et optimiser la croissance. Les résultats ont indiqué que l'inoculation avec Frankia à 9 semaines d'âge a amélioréla croissance des semis, la formation de nodules et la fixation de N2. La fertilisation avec 100 ppm d'N a été nocive pour la santé des plantes, tandis que la fertilisation avec 10 ppm d'N n'a pas remplis les besoins en azote des semis, ce qui suggère la nécessité d'appliquer des concentrations plus élevées d'N ne dépassant toutefois pas 100 ppm.Les semis d'aulnes inoculés en serre ont ensuite été utilisés dans un essai à grande échelle sur le terrain afin d'évaluer leur capacité à améliorer la qualité des sols et l'activité métabolique de la communauté microbienne indigène sur un ancien site d'exploitation des sables bitumineux. En outre, la souche de Frankia inoculée a été surveillée pour déterminer si elle est restée présente parmis la communauté endophyte des nodules d'aulne. Les résultats ont démontrés que les aulnes inoculés étaient capable d'une croissance beaucoup plus active que lesplantes non inoculées, produisant jusqu'à cinq fois plus de biomasse au cours des trois saisons de croissance de l'essai sur le terrain. Les aulnes ont aussi favorisé la prolifération des bactéries hétérotrophes et des bactéries dégradant les hydrocarbures leur rhizosphère. Dessouches de Frankia indigènes qui partageaient des similitudes moléculaires avec le symbiote utilisée dans cette étude, ont été retrouvées dans les nodules des aulnes non inoculés, ainsi que dans certains des échantillons de sol indiquant qu'une approche de détection moléculaire nécessite une validation plus poussée.

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Bélanger, Pier-Anne. "Étude de l'effet de la contamination en métaux lourds sur Frankia SPP. et sa symbiose avec l'aulne noir (Alnus glutinosa (L.) Gaertn)." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2009. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/4870.

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Abstract:

Les principaux responsables de la contamination des sols par les métaux sont les exploitations minières et les activités industrielles. Évidemment, de tels ajouts de contaminants au niveau du sol affecteront directement sa microflore qui comprend plusieurs microorganismes d'importance environnementale comme les bactéries fixatrices d'azote. Les méthodes actuelles de décontamination des sols s'avèrent coûteuses et fréquemment dommageables pour l'environnement en plus d'être limitées au niveau du volume de sol pouvant être traité. C'est pourquoi dans les dernières années les efforts de recherche se concentraient à développer de nouvelles biotechnologies de décontamination utilisant les capacités naturelles de certains microorganismes (bioremédiation) et de certaines plantes (phytoremédiation). C'est dans cette optique que pourraient être utilisés les bactéries du genre Frankia spp. et les aulnes. Frankia spp. se retrouve dans le sol partout à l'échelle mondiale. Elle fait partie de la classe des actinomycètes et possède la capacité de fixer l'azote en mode saprophyte et symbiotique (symbiose actinorhizienne). La symbiose actinorhizienne a été observée chez plus de deux cent espèces végétales sur tous les continents sauf en Antarctique et s'avère aussi efficace dans la fixation d'azote atmosphérique que la symbiose entre les Rhizobium et les légumineuses. Les aulnes possèdent également une distribution géographique très vaste. Ce sont des plantes pionnières (arbres ou arbustes) qui enrichissent graduellement le sol par l'apport de matière organique et de matière azotée. Leurs utilisations actuelles sont très variées (foresterie, agroforesterie, revégétalisation de sites contaminés, etc.). Parmi les espèces d'aulnes, l'aulne noir (Alnus glutinosa), est utilisé sur plusieurs sites d'Europe contaminés en métaux. À la vue des informations disponibles sur Frankia spp. et A. glutinosa, l'hypothèse que Frankia spp. et sa symbiose avec A. glutinosa tolèreraient les métaux dans leur environnement et pourraient servir en revégétalisation et/ou phytoremédiation a été posée. De cette hypothèse découlent deux objectifs spécifiques et originaux : 1- Évaluer la résistance de Frankia spp. face aux métaux et 2- Évaluer l'impact des métaux sur la symbiose et sur la plante hôte. Dans le cadre de ce projet, une méthode de criblage en milieu de culture liquide a été développée afin de déterminer la tolérance de cinq souches de Frankia sp. envers douze métaux. La méthode de révélation choisie impliquait la réduction d'un sel de tétrazolium par le métabolisme respiratoire des souches. Ces travaux ont permis de mettre en évidence une diversité au niveau de la tolérance des souches de Frankia sp. face aux métaux. La tolérance de la symbiose actinorhizienne face aux métaux a été étudiée grâce à la souche Frankia ACN14a et A. glutinosa. La culture hydroponique de ces organismes dans des conditions gnotobiotiques et dans un environnement contrôlé (cycle de luminosité, température et humidité) a permis d'observer plusieurs phénomènes intéressants. Les résultats globaux démontrent que la symbiose serait davantage affectée par les métaux lors de son établissement (dénombrement des nodules) que lors de son développement (poids frais des nodules). De plus, la symbiose avec Frankia ACN14a favoriserait un développement supérieur des parties aériennes de l'aulne. Aussi, aucun métal testé (aux concentrations permettant la survie de la plante) n'a aboli complètement la symbiose et la capacité fixatrice d'azote de Frankia ACN14a dans les nodules. Le dosage de l'activité nitrogénase a été mesuré via la réduction de l'acétylène en éthylène par chromatographie en phase gazeuse. Finalement, la quantité de métal se retrouvant dans les parties aériennes a été quantifiée par ICP-MS et les résultats ont démontré la possibilité que l'aulne noir accumule des métaux au niveau des tiges et feuilles. À long terme, ces résultats pourraient être transposés à grande échelle et servir à l'élaboration de stratégies de décontamination employant les aulnes noirs et Frankia spp..

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Péret, Benjamin. "Transport de l'auxine et développement du nodule actinorhizien chez l'arbre tropical Casuarina glauca." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00163696.

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Abstract:

Les plantes actinorhiziennes appartiennent à 8 familles d'angiosperme et forment une symbiose fixatrice d'azote avec l'actinomycète du sol Frankia qui aboutit à la formation de nodules au niveau du système racinaire de la plante. Le nodule actinorhizien est considéré comme une racine latérale modifiée car i) il provient de divisions des cellules du péricycle situées en face du pôle de xylème, ii) il possède un méristème apical et un système vasculaire central et iii) chez certaines espèces comme Casuarina glauca une racine nodulaire est produite à l'apex de chaque lobe nodulaire. L'auxine, et notamment le transport d'influx, est impliquée dans la mise en place de la racine latérale. Nous avons donc identifié des gènes de transporteurs d'influx d'auxine chez la plante actinorhizienne C. glauca et étudié le rôle du transport d'influx au cours de la mise en place du nodule actinorhizien.
Deux gènes de la famille AUX-LAX codant des transporteurs d'influx d'auxine ont été identifiés C. glauca. Les profils d'expression des gènes CgAUX1 et CgLAX3 sont très conservés entre C. glauca et Arabidopsis thaliana. De plus, des analyses fonctionnelles par complémentation de mutants d'A. thaliana ont mis en évidence une équivalence entre CgAUX1 et AtAUX1. Nos études suggèrent également qu'il existe une divergence fonctionnelle au sein de la famille AUX-LAX.
Nous avons analysé le rôle de ces gènes au cours de la mise en place de la symbiose. Notre étude montre que le gène CgAUX1 est exprimé dans les cellules infectées tout au long de l'infection. De plus, le rôle du transport d'influx d'auxine dans le mécanisme d'infection a été confirmé par l'utilisation d'un inhibiteur du transport d'influx. Par ailleurs, le gène CgAUX1 est exprimé dans le primordium de racine latérale mais pas dans le primordium nodulaire. Cela suggère que ces deux organes présentent des différences dans leur programme de développement.
Afin d'identifier les mécanismes agissant en aval du transport d'influx d'auxine, nous avons étudié le rôle d'AtLAX3 chez Arabidopsis. Nous avons montré qu'un certain nombre de gènes de remodelage de la paroi sont induits par l'auxine de façon dépendante d'AtLAX3 au cours de l'émergence de la racine latérale. Nous avons cherché à identifier des gènes de remodelage de la paroi qui pourraient être impliqués dans l'infection par la bactérie Frankia de façon dépendante de CgAUX1. Cg12 qui code une protéase de type subtilisine spécifiquement exprimée dans les cellules infectées pourrait être une cible de la signalisation auxinique dépendante de CgAUX1.
Nos résultats suggèrent que le transport d'influx d'auxine est impliqué dans la mise en place du nodule actinorhizien chez C. glauca.

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Barrette, Kathleen. "Étude de la symbiose actinorhizienne chez l'aulne en présence de résidus miniers aurifères acidogènes." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2017. http://hdl.handle.net/11143/9860.

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Abstract:

Les concentrations de métaux lourds retrouvées dans les sols augmentent considérablement depuis la révolution industrielle et s’accumulent quotidiennement dans la biosphère. Ces composés métalliques persisteront pendant plusieurs années au niveau des différents écosystèmes affectés et voyageront dans les chaînes alimentaires par bioaccumulation. Les activités humaines, telle que l’industrie minière contribuent activement à cette problématique environnementale. En effet, l’excavation minière perturbe la roche-mère et favorise l’oxydation des métaux lourds sulfurés qui, lentement, produiront de l’acide sulfurique. Cette acidification peut mobiliser les éléments métalliques stables en condition neutre ou alcaline. Ces phénomènes induisent la formation du drainage minier acide (DMA) qui peut contaminer les cours d’eau ou les nappes phréatiques à proximité. Plusieurs mines sont situées en Abitibi-Témiscamingue en raison de l’abondance de divers minerais dans la roche mère tels que l’or. Une importante quantité de déchets industriels est produite lors de l’excavation du minerai, dont les résidus miniers entreposés dans des bassins de rétention extérieurs. Ces bassins prennent de l’expansion quotidiennement autour du site minier substituant la place de la végétation saine et des territoires. Une mise en végétation des sites miniers du Québec est exigée depuis 1995 afin de redonner une apparence naturelle aux sites et limiter le phénomène d’érosion. Depuis 2013, un plan de réaménagement et de restauration des sites exploités est obligatoire selon la loi sur les mines. Ces bassins seront donc ciblés pour effectuer des essais de revégétalisation par l’entremise de plantes actinorhiziennes. Les plantes actinorhiziennes sont des végétaux robustes pouvant coloniser nombreux habitats perturbés et hostiles. L’aulne est une plante actinorhizienne pouvant établir une relation symbiotique avec l’actinobactérie fixatrice d’azote du genre Frankia. La symbiose actinorhizienne est une interaction équitablement profitable entre la plante et la bactérie. Cette symbiose repose sur la capacité de la bactérie à transformer, au niveau des nodules, l’azote atmosphérique en ammonium assimilable grâce à une enzyme spécifique, la nitrogénase. Lorsque la symbiose est bien établie, elle donnera un avantage significatif aux plantes pour leur développement et leur croissance, et ce, même dans un substrat pauvre en nutriments ou contaminé. En effet, la symbiose actinorhizienne permet d’améliorer la structure physicochimique d’un sol et de l’enrichir en azote grâce à la fixation de l’azote atmosphérique. Dans la région de l’Abitibi-Témiscamingue, la mine Doyon est une mine d’or qui détient des sols acidogènes contenant des traces non négligeables de métaux lourds. Ce projet de recherche en microbiologie environnementale avait comme objectif principal d’évaluer la capacité des aulnes rugueux et des aulnes crispés à coloniser des résidus miniers acidogènes aurifères (concentrations différentes de 0 %, 35 %, 65 % et 100 %) avec ou sans l’aide de Frankia. La dispersion des contaminants par les feuilles a aussi été étudiée afin d’évaluer le risque environnemental de l’utilisation des aulnes sur le terrain à des fins de revégétalisation. Les objectifs préliminaires avaient comme but d’évaluer la résistance, de manière individuelle, de la souche ACN10a du genre Frankia (par extrait aqueux) puis des espèces d’aulne aux résidus miniers non stérilisés. Par le fait même, la microflore des résidus miniers a été étudiée dans le but d’isoler des espèces symbiotiques d’endophytes écoadaptées aux conditions arides du site minier Doyon. Concernant les objectifs préliminaires, les résultats ont démontré que la souche ACN10a résiste bien jusqu’à 35 % d’extrait aqueux de résidus miniers de la mine Doyon. Pour les concentrations supérieures à 50 %, Frankia (souche ACN10a) a démontré une respiration cellulaire et des concentrations protéiques décroissantes en raison de la présence d’éléments toxiques biodisponibles dans l’extrait aqueux. Par ailleurs, les aulnes rugueux et crispés ont démontré une tolérance jusqu’à la concentration de 35 % de résidus miniers non stérilisés sans la présence de Frankia. Par la suite, les résultats d’isolement n’ont pas démontré la capacité des aulnes à recruter des bactéries symbiotiques à partir des résidus miniers de la mine Doyon. Concernant l’objectif principal, les résultats ont démontré que l’aulne rugueux résiste mieux que l’aulne crispé jusqu’aux concentrations de 35 % de résidus miniers lorsqu’inoculés en manifestant une meilleure biomasse sèche totale, une plus grande concentration de chlorophylle dans les feuilles et un plus grand nombre spécifique de nodules. L’établissement symbiotique a été affecté par la présence des résidus miniers acidogène révélant que le nombre de site d’infection racinaire diminuait en fonction des concentrations de résidus miniers croissantes (0 %, 35 %, 65 % et 100 %). Ensuite, une analyse des éléments chimiques des feuilles a démontré que le transfert des métaux lourds des résidus miniers vers les feuilles était minime. Les plantes révélant de hautes teneurs en métaux lourds dans leurs feuilles ont développé par le fait même, une faible biomasse aérienne limitant ainsi la dispersion de contaminants lors de la perte des feuilles à l’automne. Le modèle expérimental aulne-Frankia possédait un seuil de tolérance visible à la concentration de 35 % de résidus miniers acidogènes aurifères de la mine Doyon. De plus, la présence de la symbiose actinorhizienne a modulé la distribution de certains éléments chimiques dans les feuilles en comparaison avec les aulnes non-inoculés (molybdène, nickel). Puis, une similarité a été notée dans la composition chimique des feuilles d’aulnes inoculés s’étant développés dans 0 % (témoin positif) et 35 % de résidus miniers.

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Kurdali, Fawaz. "Interactions entre le milieu et les deux partenaires de la symbiose Alnus - Frankia mises en évidence par l'estimation de l'activité fixatrice de l'azote à l'aide des méthodes 15N." Lyon 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LYO10084.

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Abstract:

Les mesures quantitatives de l'azote fixe sont utilisees pour mettre en evidence les interactions entre les deux partenaires de la symbiose aulne/frankia d'une part et celles-existant entre le milieu et ce systeme fixateur d'autre part a l'aide des methodes 15n. Dans leur milieu naturel, les aulnes peuvent avoir une grande capacite fixatrice et contribuer ainsi a la formation des sols par un apport d'n organique facilement mineralisable. Les capacites fixatrices sont renforcees lorsque cet arbre est utilise en culture mixte avec d'autres arbres non-fixateurs comme le peuplier. La production et la capacite fixatrice des aulnes dependent de l'espece et a l'interieur meme de l'espece, de l'origine de la plante hote. Cette capacite est differente suivant le site etudie. Aussi, la selection de plantes hautement performantes au niveau de la fixation ne peut se faire que pour un sol donne. La selection du partenaire bacterien pose le probleme de l'introduction d'une nouvelle souche dans un sol, de ses chances de survie et du maintien de ses capacites fixatrices. Deux souches de frankia peuvent coexister sur le meme systeme racinaire ce qui peut laisser esperer qu'une souche introduite pourrait subsister malgre la competition au niveau de la nodulation avec les souches natives du sol. Mais, la survie de cette souche est largement dependant des conditions de milieu. La souche ai15(sp#) introduite dans un sol donne contenant des souches indigenes de type sp#+ perdait ses capacite de nodulation, contrairement aux resultats obtenus a partir d'un milieu inerte inocule avec 2 souches. Par son influence sur sa capacite fixatrice d'azote, le sol est bien un facteur determinant dans le choix final du meilleur couple symbiotique alnus/frankia

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Daniere, Cécile. "Symbiose fixatrice d'azote aulne-frankia : essai de caractérisation des individus d'Alnus glutinosa (L.) Gaertn. (Betulaceae) par les aglycones flavoniques excrétés à la surface des feuilles : rôle de la plante-hôte dans le choix du partenaire microbien." Lyon 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LYO10108.

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Abstract:

Pour mieux determiner la part de chacun des deux partenaires dans l'efficience de la symbiose il est essentiel de reconnaitre les individus d'alnus glutinosa et les souches de frankia. Une methode analytique simple et rapide de differenciation des invidus d'aulne basee sur l'etablissement de profils flavoniques, en ccm, a partir des aglycones flavoniques exsudes a la surface de leurs feuilles, a ete developpee, 23 aglycones flavoniques (des flavones, flavonols et methyl-3-flavonols) ont ete detectes parmi les plants etudies (environ 1500). Les facteurs environnementaux ou biologiques n'affectent en rien la composition des profils flavoniques individuels. Le profil flavonique des specimens issus de multiplication vegetative (boutures, greffes, culture in vitro) est identique a celui de leur pied-mere. Les individus sauvages presentent, eux, des empreintes flavoniques d'une grande diversite, sans aucune relation avec un parametre accessible. Les plants issus de graines recoltees sur des arbres differents, un meme arbre ou un meme strobile, cultives en conditions controlees, presentent aussi une importante diversite dans la composition de leur profil liee a leur mode reproductif allogame strict. La composition du melange flavonique parait etre une caracteristique propre de l'individu, donc sous controle genetique. Ainsi l'etablissement des profils flavoniques peut etre considere comme un moyen de differenciation sur. La comparaison des souches de frankia isolees du systeme racinaire de genotypes d'alnus glutinosa (profil flavonique different) cultives simultanement sur le meme sol montre que: un meme genotype possede des actinorhizes formees par diverses souches de frankia; plusieurs genotypes peuvent avoir en commun les memes types de souches et presenter cependant une productivite differente; la plante-hote ne semble pas effectuer de choix parmi la population tellurique de frankia. Les diffe

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Domenach, Anne-Marie. "Estimation de la fixation symbiotique chez des plantes herbacées et ligneuses : utilisation et validité de la méthode basée sur la mesure des abondances isotopiques naturelles de l'azote." Lyon 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LYO10042.

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Zhang, Haoqiang [Verfasser], Eckhard [Akademischer Betreuer] George, Philipp [Akademischer Betreuer] Franken, and Franziska [Akademischer Betreuer] Krajinski. "Arbuscular mycorrhiza in Medicago truncatula : involvement of MtHA1 in formation and symbiotic functions and molecular analysis of interaction with a root pathogen / Haoqiang Zhang. Gutachter: Eckhard George ; Philipp Franken ; Franziska Krajinski." Berlin : Humboldt Universität zu Berlin, Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät, 2014. http://d-nb.info/1049237226/34.

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Jeong, Soon-Chun. "Evolution and ecology of the Ceanothus-Frankia symbiosis." Thesis, 1997. http://hdl.handle.net/1957/34006.

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Abstract:

The evolutionary relationship between Frankia and actinorhizal plants was evaluated by reconstructing molecular phylogenetic trees from nifH, 16S rDNA, and rbcL nucleotide sequences. Subgroupings in Frankia phylogenetic trees reconstructed from nifH and from 16S rDNA sequences were consistent in terms of plant origins of Frankia strains. Although the branching order of Frankia 16S rDNA and plant rbcL trees were different, subgroupings of Frankia and of plants correlated well in terms of symbiotic partnership. Tree matching, estimated divergence times, and molecular clock hypothesis tests indicated that Frankia clades diverged more recently than plant clades and that actinorhizal symbioses originated more than three times after the plant clades diverged. A phylogenetic tree of Ceanothus species, which are symbiotic partners of Frankia, was reconstructed using ndhF gene sequences. The analysis identified two main clades corresponding to two subgenera: Ceanothus and Cerastes. The analysis also suggested that three monophyletic clades within the subgenus ceanothus can be delimited on the basis of vegetative characters. Based on rbcL sequences, the two subgenera diverged 18-39 million years ago whereas species within each subgenus diverged more recently. These results support the current division of Ceanothus into two monophyletic subgenera and agree with the postulated recent divergence of many species within each subgenus. Specificity between Ceanothus species and their Frankia microsymbionts was evaluated by analysis of DNA in nodules collected from three copopulations of Ceanothus species. Sequencing of the intergenic spacer region between 16S and 23S rRNA genes suggested that Ceanothus-microsymbiont Frankia are closely related. Nodules were further analyzed by genomic fingerprinting using repetitive sequences and PCR (rep-PCR). A newly designed, direct repeat sequence and a BOX sequence showed that Ceanothus-microsymbiont Frankia exhibited less diversity within each copopulation than among copopulations. Furthermore, geographic separation was a more important factor for divergence of Ceanothus-microsymbiont Frankia than host plant. The population of Ceanothus-infective Frankia in soils under stands of Ceanothus velutinus and Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco), a non-host plant, were compared. The population sizes were measured using plant bioassay methods with C. velutinus, C. sanguineus, and C. integerrimus as trap plants. Population size in soil under C. velutinus was about 10 times higher than that under the Douglas-fir. Nodulation capacities of the three trap plants were not significantly different. The diversity of Frankia nodulating trap plants was examined using rep-PCR. Results suggested that infective Frankia is not species-specific with regard to the three Ceanothus species used as trap plants and that although the degree of diversity was similar in both soils, the two populations consisted of different Frankia.
Graduation date: 1998

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Fleming, Anthony Ian. "Studies on the Casuarina - Frankia symbiosis with special reference to hemoglobin." Phd thesis, 1989. http://hdl.handle.net/1885/142395.

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Chakrabarti, Sukrita. "Identification of symbiotic genes and their application in the taxonomy of Frankia." Phd thesis, 1991. http://hdl.handle.net/1885/142607.

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Chen, Haoran. "The effect of Frankia spp. and ectomycorrhizal fungi on Alnus viridis ssp. crispa growing in low fertility and saline soil." 2016. http://hdl.handle.net/1993/31881.

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Abstract:

I examined the effect of Frankia spp. and ectomycorrhizal fungi on green alder (Alnus viridis ssp. crispa), growing in nutrient-poor soil and saline conditions. The first experiment involved inoculating green alder growing in low fertility soil with three species of ectomycorrhizal fungi (Lactarius torminosus, Lactarius theiogalus, Hebeloma crustuliniforme) alone or in combination, with and without Frankia spp. on. Frankia spp. inoculation significantly increased plant performance compared to non-Frankia treatments. However, nodulated plant total biomass decreased with an increasing number of fungi. The second experiment examined the effect of Hebeloma crustuliniforme and Frankia spp. on green alder exposed to 0, 50 and 100 mM NaCl. Frankia spp. inoculation showed significant increase on plant performance but Hebeloma crustuliniforme did not. Plant mass, root:shoot ratio, nodule allocation and total nitrogen fixation decreased with NaCl exposure. A decrease in root:shoot ratio caused by salt was more moderate in nodulated plants compared to non-nodulated plants.
October 2016

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Dissertations / Theses on the topic 'Frankia symbiosis'

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