Plants are known to secrete chemical compounds that can change the behavior of rhizosphere-inhabiting bacteria. We investigated the effects of extracts from legume host plants on the swarming behavior of Rhizobium leguminosarum bv. viciae. We also investigated the effects on swarming when Rhizobium is exposed to extracts from an ancestor to vascular plants, the model bryophyte Physcomitrella patens. Lentil and faba bean seed exudates enhanced and inhibited swarming motility, respectively, whereas pea seed exudates had no observable effect on swarming. Swarming was also enhanced by the moss extracts. Exposure to lentil seed exudates and the moss extract increased flaA expression 2-fold, while faba bean seed exudates exposure decreased expression 3-fold, suggesting that the swarming effect could, in part, be due to regulation of flagellin gene expression. However, the exudates and extracts did not significantly affect flaA gene expression in planktonic motile cells, indicating that the response to flagellar regulation is specific to a physiology unique to the swarming cell. Transmission electron microscopy demonstrated that addition of the lentil seed exudate and the moss extract results in earlier differentiation into swarmer cells, which could contribute to the development of a larger swarming surface area. To gain further mechanistic insight into the effect of the moss extract on swarming, a moss strigolactone-deficient mutant (Ppccd8⌬) was tested. A reduction in the promotive effect was observed, suggesting that the plant hormone strigolactone may be a signalling molecule activating swarming motility in R. leguminosarum.Key words: Rhizobium, swarming motility, plant extracts.
Résumé :Les plantes sont reconnues pour sécréter des composés chimiques qui modifient le comportement des bactéries vivant en rhizosphère. Nous avons examiné l'impact d'extraits de plantes légumineuses hôtes sur l'essaimage de Rhizobium leguminosarum bv. viciae. Nous avons également examiné la modulation de l'essaimage lorsque Rhizobium était exposé à des extraits d'un ancêtre des plantes vasculaires, la bryophyte modèle Physcomitrella patens. Des exsudats de graines de lentille et de féveroles ont respectivement stimulé et inhibé l'essaimage, alors que des exsudats de graines de pois n'ont pas eu d'effet notable. L'essaimage a aussi été stimulé par des extraits de mousse. L'exposition aux exsudats de graines de lentille et à l'extrait de mousse a doublé l'expression de flaA alors que les exsudats de graines de féveroles l'ont diminué des deux tiers, ce qui indique que l'effet sur l'essaimage pourrait être partiellement attribuable à la régulation de l'expression du gène de la flagelline. Or, les exsudats et extraits n'ont pas eu d'incidence significative sur l'expression du gène flaA chez les cellules planctoniques motiles, ce qui indique que la réponse en termes de régulation flagellaire n'opérerait que grâce à une physiologie particulière de la cellule en essaimage. La microscopie électronique par transmission a démontré que ...