La symbiose mycorhizienne à arbuscule (AM) est une association clé entre les plantes et les champignons de la famille des Glomeromycota, qui a favorisé la colonisation des milieux terrestres par les végétaux il y a environ 500 millions d’années. Chez les angiospermes, cette symbiose serait initiée par la détection de molécules signal, les chito- et lipochito-oligosaccharides (COs/LCOs), produites par le partenaire fongique et perçues par des récepteurs de la famille des Lysin Motif Receptor-Like Kinases (LysM-RLKs). Cependant, le rôle exact de ces récepteurs dans la mise en place et l’évolution de la symbiose AM reste encore mal compris.
Pour mieux comprendre leur implication, nous avons utilisé Marchantia paleacea, une hépatique dotée d’un répertoire limité de seulement quatre LysM-RLKs, offrant ainsi un modèle génétique simplifié. Nos analyses ont révélé que l’un de ces récepteurs, MpaLYKa, est indispensable à la formation de la symbiose AM chez M. paleacea comme chez les angiospermes, soulignant son rôle ancestral dans cette interaction mutualiste. Par ailleurs, des tests de liaison, des analyses du signal calcique et une étude transcriptomique ont montré qu’un second récepteur, MpaLYR, intervient aussi dans la perception des COs/LCOs, sans pour autant être essentiel à l’établissement de la symbiose AM.
Ces résultats remettent donc en question le rôle central donné aux signaux COs/LCOs dans l’initiation de la symbiose AM et suggèrent l’existence de signaux fongiques encore inconnus mais cruciaux pour cette interaction. En mettant en lumière le rôle ancestral des LysM-RLKs dans la détection des partenaires symbiotiques, notre étude apporte de nouveaux éléments sur l’évolution et les mécanismes moléculaires à la base de la symbiose AM. |
Arbuscular mycorrhizal (AM) symbiosis is a key association between plants and fungi from the Glomeromycota family, which played a crucial role in the colonization of terrestrial environments by plants approximately 500 million years ago. In angiosperms, this symbiosis is thought to be initiated by the perception of signaling molecules, chito- and lipochito-oligosaccharides (COs/LCOs), produced by AM fungi and recognized by Lysin Motif Receptor-Like Kinases (LysM-RLKs). However, the exact role of these receptors in the establishment and evolutionary origin of AM remains unclear. To investigate their involvement, we used the liverwort Marchantia paleacea as a simplified genetic model, with only four LysM-RLKs. Our analyses revealed that one of these receptors, MpaLYKa, is essential for AM formation like in angiosperms, highlighting the ancestral role for this class of receptors in this mutualistic interaction. Additionally, using binding assays, calcium signaling analyses and transcriptomic profiling, we could demonstrate that another receptor, LYR, is also critical for COs/LCOs perception although it is not required for AM establishment.
These findings challenge the presumed crucial role of the COs/LCOs signals in AM initiation and suggest the existence of yet unidentified fungal signals important this symbiosis. By shedding light on the ancestral role of LysM-RLKs in symbiotic partner recognition, our study provides new insights into the evolution and molecular mechanisms underlying AM symbiosis. |