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Plant Physiol. 2015 Dec;169(4):2654-64. doi: 10.1104/pp.15.01134. Epub 2015 Oct 7.

Nod Factor-Independent Nodulation in Aeschynomene evenia Required the Common Plant-Microbe Symbiotic Toolkit.

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Institut de Recherche pour le Développement, Laboratoire des Symbioses Tropicales et Méditerranéennes, Unité Mixte de Recherche Institut de Recherche pour le Développement/SupAgro/Institut National de la Recherche Agronomique/Université de Montpellier/Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement, Campus International de Baillarguet, F-34398 Montpellier cedex 5, France (S.F., D.G., A.P., D.P., J.-F.A., E.G., F.C.);CIRAD, Laboratoire des Interactions Plantes Microorganismes Environnement, Unité Mixte de Recherche Institut de Recherche pour le Développement/Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement/Université de Montpellier F-34394 Montpellier cedex 5, France (S.F.); andUniversité de Montpellier, F-34095 Montpellier cedex 5, France (A.P., P.C.).
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Institut de Recherche pour le Développement, Laboratoire des Symbioses Tropicales et Méditerranéennes, Unité Mixte de Recherche Institut de Recherche pour le Développement/SupAgro/Institut National de la Recherche Agronomique/Université de Montpellier/Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement, Campus International de Baillarguet, F-34398 Montpellier cedex 5, France (S.F., D.G., A.P., D.P., J.-F.A., E.G., F.C.);CIRAD, Laboratoire des Interactions Plantes Microorganismes Environnement, Unité Mixte de Recherche Institut de Recherche pour le Développement/Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement/Université de Montpellier F-34394 Montpellier cedex 5, France (S.F.); andUniversité de Montpellier, F-34095 Montpellier cedex 5, France (A.P., P.C.) fabienne.cartieaux@ird.fr.

Abstract

Nitrogen fixation in the legume-rhizobium symbiosis is a crucial area of research for more sustainable agriculture. Our knowledge of the plant cascade in response to the perception of bacterial Nod factors has increased in recent years. However, the discovery that Nod factors are not involved in the Aeschynomene-Bradyrhizobium spp. interaction suggests that alternative molecular dialogues may exist in the legume family. We evaluated the conservation of the signaling pathway common to other endosymbioses using three candidate genes: Ca(2+)/Calmodulin-Dependent Kinase (CCaMK), which plays a central role in cross signaling between nodule organogenesis and infection processes; and Symbiosis Receptor Kinase (SYMRK) and Histidine Kinase1 (HK1), which act upstream and downstream of CCaMK, respectively. We showed that CCaMK, SYMRK, and HK1 are required for efficient nodulation in Aeschynomene evenia. Our results demonstrate that CCaMK and SYMRK are recruited in Nod factor-independent symbiosis and, hence, may be conserved in all vascular plant endosymbioses described so far.

PMID:
26446590
PMCID:
PMC4677901
DOI:
10.1104/pp.15.01134
[Indexed for MEDLINE]
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