title: The Casuarina NIN gene is transcriptionally activated throughout Frankia root infection as well as in response to bacterial diffusible signals.
abstract: Root nodule symbioses (RNS) allow plants to acquire atmospheric nitrogen by establishing an intimate relationship with either rhizobia, the symbionts of legumes or Frankia in the case of actinorhizal plants. In legumes, NIN (Nodule INception) genes encode key transcription factors involved in nodulation. Here we report the characterization of CgNIN, a NIN gene from the actinorhizal tree Casuarina glauca using both phylogenetic analysis and transgenic plants expressing either ProCgNIN::reporter gene fusions or CgNIN RNAi constructs. We have found that CgNIN belongs to the same phylogenetic group as other symbiotic NIN genes and CgNIN is able to complement a legume nin mutant for the early steps of nodule development. CgNIN expression is correlated with infection by Frankia, including preinfection stages in developing root hairs, and is induced by culture supernatants. Knockdown mutants were impaired for nodulation and early root hair deformation responses were severely affected. However, no mycorrhizal phenotype was observed and no induction of CgNIN expression was detected in mycorrhizas. Our results indicate that elements specifically required for nodulation include NIN and possibly related gene networks derived from the nitrate signalling pathways.
authors.affiliation: Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, France.
authors.forename: Fernando
authors.initials: F
authors.lastname: Clavijo
authors.affiliation: Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, France.|Laboratoire mixte international Adaptation des Plantes et microorganismes associés aux Stress Environnementaux (LAPSE), Centre de Recherche de Bel Air, CP 18524, Dakar, Sénégal.|Laboratoire Commun de Microbiologie (LCM), Institut de Recherche pour le Développement/Institut Sénégalais des Recherches Agricoles (ISRA)/Université Cheikh Anta Diop (UCAD), BP 1386, Dakar, Sénégal.
authors.forename: Issa
authors.initials: I
authors.lastname: Diedhiou
authors.affiliation: Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, France.
authors.forename: Virginie
authors.initials: V
authors.lastname: Vaissayre
authors.affiliation: Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, France.|Laboratoire des Symbioses Tropicales et Méditerranéennes (LSTM IRD/INRA/CIRAD/Université Montpellier/Supagro) Campus International de Baillarguet, Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 34398, Montpellier Cedex 5, France.
authors.forename: Laurent
authors.initials: L
authors.lastname: Brottier
authors.affiliation: Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, France.
authors.forename: Jennifer
authors.initials: J
authors.lastname: Acolatse
authors.affiliation: Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, France.
authors.forename: Daniel
authors.initials: D
authors.lastname: Moukouanga
authors.affiliation: Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, France.
authors.forename: Amandine
authors.initials: A
authors.lastname: Crabos
authors.affiliation: Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, France.
authors.forename: Florence
authors.initials: F
authors.lastname: Auguy
authors.affiliation: Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, France.
authors.forename: Claudine
authors.initials: C
authors.lastname: Franche
authors.affiliation: Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, France.|Laboratoire des Symbioses Tropicales et Méditerranéennes (LSTM IRD/INRA/CIRAD/Université Montpellier/Supagro) Campus International de Baillarguet, Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 34398, Montpellier Cedex 5, France.
authors.forename: Hassen
authors.initials: H
authors.lastname: Gherbi
authors.affiliation: Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, France.|Laboratoire mixte international Adaptation des Plantes et microorganismes associés aux Stress Environnementaux (LAPSE), Centre de Recherche de Bel Air, CP 18524, Dakar, Sénégal.|Laboratoire Commun de Microbiologie (LCM), Institut de Recherche pour le Développement/Institut Sénégalais des Recherches Agricoles (ISRA)/Université Cheikh Anta Diop (UCAD), BP 1386, Dakar, Sénégal.
authors.forename: Antony
authors.initials: A
authors.lastname: Champion
authors.affiliation: Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, France.|Laboratoire des Symbioses Tropicales et Méditerranéennes (LSTM IRD/INRA/CIRAD/Université Montpellier/Supagro) Campus International de Baillarguet, Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 34398, Montpellier Cedex 5, France.
authors.forename: Valerie
authors.initials: V
authors.lastname: Hocher
authors.affiliation: Laboratory of Plant-Microbe Interactions, Institut National de la Recherche Agronomique (UMR 441), Centre National de la Recherche Scientifique (UMR 2594), Castanet-Tolosan, France.
authors.forename: David
authors.initials: D
authors.lastname: Barker
authors.affiliation: Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, France.
authors.forename: Didier
authors.initials: D
authors.lastname: Bogusz
authors.affiliation: Department of Molecular, Cellular and Biomedical Sciences, University of New Hampshire, Durham, NH, 03824-2617, USA.
authors.forename: Louis S
authors.initials: LS
authors.lastname: Tisa
authors.affiliation: Unité Mixte de Recherche Diversité Adaptation et Développement des plantes (IRD Université Montpellier), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 911 avenue Agropolis, F-34394, Montpellier Cedex 5, France.|Laboratoire mixte international Adaptation des Plantes et microorganismes associés aux Stress Environnementaux (LAPSE), Centre de Recherche de Bel Air, CP 18524, Dakar, Sénégal.|Laboratoire Commun de Microbiologie (LCM), Institut de Recherche pour le Développement/Institut Sénégalais des Recherches Agricoles (ISRA)/Université Cheikh Anta Diop (UCAD), BP 1386, Dakar, Sénégal.|Laboratoire des Symbioses Tropicales et Méditerranéennes (LSTM IRD/INRA/CIRAD/Université Montpellier/Supagro) Campus International de Baillarguet, Institut de Recherche pour le Développement (IRD), 34398, Montpellier Cedex 5, France.
authors.forename: Sergio
authors.initials: S
authors.lastname: Svistoonoff
mesh_terms: D000595:Amino Acid Sequence; D007887:Fabaceae / Q000235:genetics; D040161:Frankia / Q000502:physiology*; D019684:Magnoliopsida / Q000235:genetics*; D008969:Molecular Sequence Data; D038821:Mycorrhizae / Q000502:physiology; D010940:Plant Proteins / Q000235:genetics*; D055170:Plant Root Nodulation; D053204:Root Nodules, Plant / Q000382:microbiology*; D017386:Sequence Homology, Amino Acid; D013559:Symbiosis
chemical_list: C403406:NIN protein, Lotus japonicus; D010940:Plant Proteins
keywords: actinorhiza; biological nitrogen fixation; mycorrhiza; nodule inception; plant-microbe signalling; root hair deformation; root nodule symbioses