Denis Faure, Yves Dessaux, Noura Yahiaoui, Nadia Mhedbi-Hajri, Franck Pelissier, Samuel Mondy, Nathalie Hue, Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Intéractions Plantes-Bactéries (PBI), Département Microbiologie (Dpt Microbio), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Peuplements végétaux et bioagresseurs en milieu tropical (UMR PVBMT), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de La Réunion (UR), Agroécologie [Dijon], Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - 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Background Agrobacterium tumefaciens strain P4 is atypical, as the strain is not pathogenic and produces a for this species unusual quorum sensing signal, identified as N-(3-hydroxy-octanoyl)-homoserine lactone (3OH,C8-HSL). Results By sequence analysis and cloning, a functional luxI-like gene, named cinI, has been identified on the At plasmid of A. tumefaciens strain P4. Insertion mutagenesis in the cinI gene and transcriptome analyses permitted the identification of 32 cinI-regulated genes in this strain, most of them encoding proteins responsible for the conjugative transfer of pAtP4. Among these genes were the avhB genes that encode a type 4 secretion system (T4SS) involved in the formation of the conjugation apparatus, the tra genes that encode the DNA transfer and replication (Dtr) machinery and cinI and two luxR orthologs. These last two genes, cinR and cinX, exhibit an unusual organization, with the cinI gene surrounded by the two luxR orthologs. Conjugation experiments confirmed that the conjugative transfer of pAtP4 is regulated by 3OH,C8-HSL. Root colonization experiments indicated that the quorum sensing regulation of the conjugation of the pAtP4 does not confer a gain or a loss of fitness to the bacterial host in the tomato plant rhizosphere. Conclusion This work is the first identification of the occurrence of a quorum sensing regulation of the pAt conjugation phenomenon in Agrobacterium. Electronic supplementary material The online version of this article (doi:10.1186/s12864-016-3007-5) contains supplementary material, which is available to authorized users.