Thèse Etude du Rôle du Module Ida - Haesa dans la Régulation de la Symbiose Mycorhizienne à Arbuscules H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Toulouse École doctorale : SEVAB - Sciences Ecologiques, Vétérinaires, Agronomiques et Bioingenieries Laboratoire de recherche : LRSV - Laboratoire de Recherche en Sciences Végétales Direction de la thèse : Nicolas FREI DIT FREY ORCID 0000000245065903 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-06-01T23:59:59 La grande majorité des plantes terrestres forme des symbioses mutualistes avec des champignons du sol. Ces symbioses permettent à la plante une meilleure nutrition et une meilleure protection contre les stress de l'environnement (1. Lors de la symbiose mycorhizienne à arbuscules (MA), le champignon pénètre les tissus racinaires de la plante jusqu'à établir des structures d'échanges, les arbuscules, situés dans des cellules spécialisées (2). Pour réguler finement cette interaction, de nombreuses étapes sont contrôlées par la plante, par exemple en utilisant des peptides hormonaux, qui sont issus du clivage de précurseurs protéiques secrétés (3). De manière intéressante, les champignons mycorhiziens possèdent dans leur génome un peptide CLE qui mime l'activité de peptides CLE endogènes des plantes, afin de stimuler la symbiose MA (4).
Récemment, l'équipe d'accueil a identifié un autre peptide dans le génome des champignons mycorhiziens, appartenant à la famille des IDA. Ces peptides sont bien connus chez les plantes, pour réguler la plasticité des parois pour favoriser l'abscission des organes ou l'émergence des racines latérales (5,6). Ces peptides sont reconnus par les récepteurs HAESA (6). Nous faisons l'hypothèse que ces peptides pourraient jouer un rôle nouveau par exemple lors des étapes de progressions fongiques dans la racine ou la formation des arbuscules, par leur capacité à remodeler la paroi des cellules des plantes. Dans ce projet de thèse, nous visons à explorer à l'échelle tissulaire et cellulaire comment le module IDA/HAESA régule cette symbiose. Notre travail sera réalisé dans la plante modèle M. truncatula, qui possède quatre récepteurs HAESA, pour lesquels l'équipe d'accueil a déjà généré de nombreux mutants, certains présentant des phénotypes symbiotiques.
*voir figure dans le document PDF associé au dossier on-line*Lors de la symbiose mycorhizienne à arbuscules, un dialogue moléculaire s'établit entre la plante et le champignon, afin de contrôler l'entrée et la colonisation fongiques dans les tissus de la plante (1,2) (Fig. 1A). Pour réguler cette interaction, des peptides hormonaux sont secrétés, comme par exemple les peptides CLE, pour contrôler localement ou à distance les spécificités cellulaires nécessaires au programme symbiotique (3,4) (Fig. 1B). L'équipe d'accueil a identifié une protéine précurseur d'un peptide IDA chez les champignons mycorhiziens à arbuscules (RiIDA chez le champignon modèle Rhizophagus irregularis), dont la séquence est proche de peptides de plantes (Fig. 1C). Chez la plante Medicago truncatula, qui sera utilisée comme modèle, quatre récepteurs HAESA sont présents (Fig. 1D) et décrits dans la littérature pour percevoir les peptides IDA (5,6). Ce projet vise à explorer le rôle du peptide fongique RiIDA, de déterminer comment il est perçu par la plante et d'identifier quelles sont les voies activées par sa perception lors de la mise en place et la régulation de cette symbiose (Fig. 1E).
L'équipe d'accueil de ce projet a identifié chez un champignon mycorhizien à arbuscules la présence d'un peptide de la famille IDA, uniquement connus chez les plantes pour contrôler leur développement (5, 6). Ce peptide pourrait donc mimer l'activité de peptides endogènes de la plante pour contrôler l'interaction plante / champignon. Ce projet de thèse vise à étudier le rôle du peptide fongique et son récepteur et étudier les réponses cellulaires contrôlées par ce module. Méthode :
Le projet portera sur trois chapitres, qui ont vocation à répondre à trois grandes questions biologiques autour du rôle du module IDA / HAESA dans la symbiose mycorhizienne à arbuscules (MA).

Tâche n°1. Quel est le rôle du peptide RiIDA dans la symbiose MA ?
i). Etude bio-informatique de la conservation des précurseurs de peptides IDA chez les champignons et en particulier les champignons mycorhiziens à arbuscules.
ii). Phénotypage mycorhizien de lignées inactivant RiIDA par une approche de Host-Induced Gene Silencing, ou surexprimant RiIDA avec des promoteurs constitutifs (ex : prom35S) ou spécifiques des cellules colonisées par le champignon (ex : promPT4, spécifique des cellules arbusculaires).
iii). Etude de l'effet de traitements exogènes de racines de M. truncatula avec RiIDA sur l'architecture racinaire et la symbiose MA. Des peptides scrambles seront utilisés comme contrôle.
iv). Suivi de l'expression de RiIDA dans une cinétique de colonisation racinaire par le champignon

Tâche n°2. Comment est perçu RiIDA chez M. truncatula ?
i). Analyse des phénotypes mycorhiziens et des phénotypes développementaux des simples et doubles mutants hae-c, hae-d, hae-c hae-d (lignées d'insertion Tnt1, déjà disponibles à l'état homozygote) et du double mutant hae-a hae-b (lignée CRISPR, déjà disponible à l'état homozygote). Le quadruple mutant sera généré lors de la thèse. A noter que l'équipe d'accueil a déjà observé une réduction significative de la mycorrhize dans le mutant hae-c, sans que ce dernier ne présente de défaut développemental important. Les effets des traitements exogènes de peptide sur la plante seront testés dans les fonds mutants haesa pour déterminer leur rôle dans ces réponses (croissance racinaire, effet sur la mycorhize).
ii). Etude de l'expression des récepteurs HAESA de M. truncatula dont les mutants présentent un phénotype mycorhizien. Seront utilisées des fusions promHAESA:nls-3xVenus, dans des lignées co-exprimant le marqueur d'arbuscules promPT4:PT4-mCherry.
iii). Test d'interaction peptide - récepteur par expression transitoire dans N. benthamiana au travers d'un approche de split-mCherry mise au point dans l'équipe.

Tâche n°3. Quelles sont les cibles du module RiIDA/HAESA pendant la symbiose MA ?
i). Analyse RNAseq de racines traitées avec RiIDA et de lignées mutantes haesa présentant des phénotypes mycorhiziens. Les gènes dérégulés seront analysés en premier lieu en rapport avec leur rôle établi dans la symbiose mycorhizienne et la modification des parois.
ii). Utilisation d'anticorps spécifiques de différents composés de la paroi pour identifier les modifications pariétales contrôlées par le module IDA/HAESA. Ces anticorps sont déjà utilisés en routine par l'équipe Paroi du LRSV et sont fonctionnels chez M. truncatula (7), ils seront être utilisés dans les lignées transgéniques précédemment décrites (surexpresseurs de RiIDA, mutants...).
iii). Identification des partenaires protéiques du récepteur candidat de RiIDA. Un crible double hybride sera effectué par un prestataire avec lequel l'équipe d'accueil a déjà travaillé. Les candidats seront validés par co-immunoprécipitation et Bimolecular fluorescence complementation (BiFC). En fonction de l'avancement global du déroulement de la thèse, la caractérisation fonctionnelle de ces candidats pourra être initiée.

Connaissances de bases en biologie moléculaire des plantes et en culture in vitro.
Curiosité scientifique, aptitude à travailler en équipe.