La nodulation chez les légumineuses fait partie d'une symbiose rhizobactérienne permettant la fixation de l'azote au sein des racines de la plante. Le développement des nodules est induit par la signalisation rhizobienne qui interagit avec régulation phytohormonale dans la plante. Dans les racines, l'organogenèse nodulaire et la progression de l'infection sont régulées par la cytokinine et l'auxine, mais le mécanisme de cette régulation est mal connu.

Dans un article récent publié dans Annals of Botany, l'auteur principal Elena A. Dolgikh et ses collègues ont tenté de découvrir les fonctions de signalisation des cytokinines et des auxines au cours du développement tardif de la symbiose. Le groupe a étudié des mutants déficients dans la production de certains facteurs de transcription impliqués dans les stades tardifs du développement des nodules, en analysant les altérations de la distribution des deux hormones.

Les chercheurs ont découvert que lorsque les gènes impliqués dans le développement des nodules à un stade avancé étaient altérés, la distribution de la cytokinine était très différente. Dans les nodules de type sauvage, la cytokinine était présente dans le méristème, la zone d'infection et dans la région apicale de la zone de fixation de l'azote, tandis que l'auxine était présente dans le méristème et les tissus périphériques. Chez un mutant (sym33) altérée dans l'hébergement bactérien et la différenciation des nodules, la cytokinine était largement confinée au méristème. Dans un deuxième mutant (sym40) déficient en un facteur clé de transcription, EVS, nécessaires à la formation de nodules fonctionnels, les cytokinines ont été détectées uniquement dans la zone d'infection.

Dans l'ensemble, ces résultats suggèrent que les cytokinines pourraient jouer un rôle dans le contrôle à la fois de l'hébergement bactérien et de la différenciation tissulaire liée à la formation de nodules. "Il est important de noter que les cytokinines sont impliquées dans la régulation de l'architecture du système racinaire", écrivent les auteurs. « Dans le méristème racinaire parental, la signalisation des cytokinines assure l'équilibre entre prolifération et différenciation cellulaire. Les cytokinines contrôlent le taux de différenciation cellulaire en régulant négativement l'effet positif de l'auxine sur la prolifération cellulaire. Cela fait allusion à un mécanisme commun derrière la régulation du développement des racines et des nodules. Les auteurs notent cependant que "le rôle exact des cytokinines au cours des derniers stades de la nodulation associée à la différenciation des cellules végétales et des bactéroïdes reste à élucider".