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Diversité génétique des Rhizobia associés à† un champ de pois d'Angole (Cajanus cajan l.) à† Yamoussoukro (centre de la Côte d'Ivoire)

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par Kouakou Romain FOSSOU
Ecole supérieure d'agronomie de l'institut national polytechnique Félix HouphouŽt Boigny de Yamoussoukro - Diplôme d'agronomie approfondie  2011
  

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II.1.2- Gènes nif

Les gènes nif existent chez plusieurs bactéries dont les rhizobia (YOUNG et HAUKKA, 1996). Chez ces derniers, ces gènes codent pour la synthèse d'un complexe enzymatique catalysant la réduction de l'azote et connu sous le nom de nitrogénase ou dinitrogénase (HOPKINS, 2003). Ce complexe enzymatique est constitué de deux métalloprotéines de tailles différentes : le site de la réduction du substrat correspondant à la MoFe-protéine ou dinitrogénase (245 KDa) et le donneur d'électrons correspondant à la Fe-protéine ou dinitrogénase réductase (64 KDa).

La Fe-protéine est un dimère de deux sous unités polypeptidiques identiques codé par le gène nif H. Quant à la Mo-Fe-protéine, elle est un tétramère composée de deux sous unités non identiques de type á2â2 (WERNER, 1992 ; HOPKINS, 2003). Celle-ci est codée par les gènes nif D et nif K (Figure 5).

Figure 5 : Nitrogénase et mécanismes d'action (YANN, 2006)

Sous catalyse de ce complexe enzymatique, la réduction de l'azote moléculaire se déroule en deux étapes. Lors de la première, la Fe-protéine est réduite par un donneur primaire d'électrons, habituellement la ferrédoxine. Dans la seconde étape, la Fe-protéine réduite transfère les électrons à la Mo-Fe-protéine qui catalyse à la fois la réduction du diazote gazeux et la production d'hydrogène (HOPKINS, 2003) (Figure 5).

L'ATP dans la réaction provient de la respiration aérobique des bactéroïdes. Il réagit avec la Fe-protéine réduite et intervient dans le transfert des électrons entre la Fe-protéine et la Mo-Fe-protéine. Pour chaque molécule de diazote réduite, au moins 16ATP sont nécessaires, deux par électron (HOPKINS, 2003). Au total, les légumineuses utilisent jusqu'à 22% de l'énergie issue de leur photosynthèse pour réaliser la fixation azotée dont l'équation générale est la suivante:

N2 + 8H+ + 8 e- + 16 ATP 2NH3 + H2 + 16 ADP + 16Pi

À la fin de la réaction, l'ammoniac fixé est converti en glutamine, asparagine, uréides etc. avant d'être transporté dans la sève du xylème pour son assimilation par la plante hôte. Cette conversion est possible grâce aux gènes nif et fix, etc. qui codent en partie pour la synthèse de différents enzymes catalyseurs comme le glutamate déshydrogénase, la glutamine synthétase (GS) etc.

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