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1. Differential accumulation of volatile organic compounds by leaves and roots of two guianese philodendron species, P.fragrantissimum kunth and P.melinonii brongn

Author: Laurent Legendre, Laurence Pascal, Nina Joffard, Marc Gibernau, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Laboratoire d'Ecologie Microbienne - UMR 5557 (LEM), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL), Sciences pour l'environnement (SPE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pascal Paoli (UPP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), University of Montpellier II, Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive ( CEFE ), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 ( UM3 ) -Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques ( Montpellier SupAgro ) -École pratique des hautes études ( EPHE ) -Institut national de la recherche agronomique [Montpellier] ( INRA Montpellier ) -Université de Montpellier ( UM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD [France-Sud] ) -Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ), Ecologie microbienne ( EM ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon ( ENVL ) -Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -VetAgro Sup ( VAS ), UMR 6134, National Resources Projection Vignola, Université de Corse Pasquale Paoli ( UCPP ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement ( UMR IPME ), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement ( CIRAD ) -Université de Montpellier ( UM ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD [France-Sud] ), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS), and Université de Corse Pasquale Paoli (UCPP)
Subjects: 0106 biological sciences, feuille, volatile organic compound, [SDV]Life Sciences [q-bio], Bioengineering, Plant Roots, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, Biochemistry, Terpene, chemistry.chemical_compound, Leaf extract, philodendron, Botany, Oils, Volatile, Volatile organic compound, terpène, Molecular Biology, chemistry.chemical_classification, GC, Volatile Organic Compounds, Philodendron, [ SDV ] Life Sciences [q-bio], biology, leaf, Terpenes, composé organique volatil, General Chemistry, General Medicine, MS, biology.organism_classification, root, French Guiana, Plant Leaves, racine, chemistry, Germacrene, Monoterpenes, Sunlight, Molecular Medicine, Composition (visual arts), Root extract, Sun exposure, Gas chromatography–mass spectrometry, Sesquiterpenes, 010606 plant biology & botany
Abstract: Leaf and root essential oils of two closely related but ecologically distant Philodendron species were extracted in natural conditions in French Guiana and analysed by GC/MS to i) describe the blends of volatile organic compounds (VOCs) produced by those species and ii) analyse species and environment-based variations in extracts composition. A total of 135 VOCs were detected with a majority of aliphatic sesquiterpenes. P. fragrantissimum produced mainly β-bisabolene (on average 29.12% of the extract) as well as α- and β-selinene (14.52% and 17.50%, respectively) while in P. melinonii, four aliphatic sesquiterpenes could alternatively be the main component: (E)-β-farnesene (up to 91.42% of the extract), germacrene-D (73.74%), β-caryophyllene (51.63%) and trans-α-bergamotene (41.26%). A significant effect of species and organs on extracts composition was observed while the environment (sun exposure) only affected the relative proportions of monoterpenes and sesquiterpenes in roots of P. melinonii. These results are discussed in the light of the potential role of leaf and root terpenes in Philodendron species.
Published: 2017

2. Genetic diversity, linkage disequilibrium and power of a large grapevine (Vitis vinifera L) diversity panel newly designed for association studies

Author: Roberto Bacilieri, Valérie Laucou, Loïc Le Cunff, Frédéric Martins, Amandine Launay, Stéphane Nicolas, Sophie Valière, Agnès Doligez, Aurélie Bérard, Marie-Christine Le Paslier, Alexis Dereeper, Jean-Pierre Péros, Brigitte Mangin, Thierry Lacombe, Patrice This, Philippe Chatelet, Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Génétique Quantitative et Evolution - Le Moulon (Génétique Végétale) (GQE-Le Moulon), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-AgroParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Etude du Polymorphisme des Génomes Végétaux (EPGV), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRA), Génome et Transcriptome - Plateforme Génomique (GeT-PlaGe), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Plateforme Génome & Transcriptome (GET), Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires (I2MC), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Géno-vigne® (UMT Géno-vigne®), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut Français de la Vigne et du Vin (IFV)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), UMR - 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Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), BMC, BMC, Génomique - Structure génétique et déséquilibre de liaison chez 3 espèces du genre Vitis - - DLVitis2008 - ANR-08-GENM-0002 - GENM - VALID, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut Français de la Vigne et du Vin (IFV)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Doligez, Agnes, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales ( UMR AGAP ), Institut national de la recherche agronomique [Montpellier] ( INRA Montpellier ) -Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques ( Montpellier SupAgro ) -Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement ( CIRAD ) -Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ), Génétique Quantitative et Evolution - Le Moulon (Génétique Végétale) ( GQE-Le Moulon ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -AgroParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Centre National de Génotypage ( CNG ), Unité Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse ( MIAT ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ), Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires ( I2MC ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Hôpital de Rangueil-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ), Géno-vigne® ( UMT Géno-vigne® ), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Institut Français de la Vigne et du Vin (IFV), UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement ( UMR IPME ), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement ( CIRAD ) -Université de Montpellier ( UM ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD [France-Sud] ), and ANR-08-GENM-0002,DLVitis,Structure génétique et déséquilibre de liaison chez 3 espèces du genre Vitis ( 2008 )
Subjects: 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, Linkage disequilibrium, [SDV]Life Sciences [q-bio], Genome-wide association study, Plant Science, polymorphisme, 01 natural sciences, Genome-wide association studies, Haplotype, Vitis, sylvestris, Association mapping, 2. Zero hunger, Genetics, changement climatique, Vegetal Biology, Vassal collection, Tag SNP, [SDV] Life Sciences [q-bio], Phenotype, diversité génétique, Kinship, Gene pool, génotype, Research Article, Genetic Markers, Association panel, Genotype, SNP, Biology, Genes, Plant, Polymorphism, Single Nucleotide, 03 medical and health sciences, Species Specificity, Genetic variation, Genetic association, Genetic diversity, vitis, association panel, linkage disequilibrium, power, genome-wide association studies, SSR, haplotype, kinship, [ SDV ] Life Sciences [q-bio], Genetic Variation, 030104 developmental biology, 13. Climate action, Power, vigne, Biologie végétale, Genome-Wide Association Study, 010606 plant biology & botany, cultivar
Abstract: Background As for many crops, new high-quality grapevine varieties requiring less pesticide and adapted to climate change are needed. In perennial species, breeding is a long process which can be speeded up by gaining knowledge about quantitative trait loci linked to agronomic traits variation. However, due to the long juvenile period of these species, establishing numerous highly recombinant populations for high resolution mapping is both costly and time-consuming. Genome wide association studies in germplasm panels is an alternative method of choice, since it allows identifying the main quantitative trait loci with high resolution by exploiting past recombination events between cultivars. Such studies require adequate panel design to represent most of the available genetic and phenotypic diversity. Assessing linkage disequilibrium extent and panel power is also needed to determine the marker density required for association studies. Results Starting from the largest grapevine collection worldwide maintained in Vassal (France), we designed a diversity panel of 279 cultivars with limited relatedness, reflecting the low structuration in three genetic pools resulting from different uses (table vs wine) and geographical origin (East vs West), and including the major founders of modern cultivars. With 20 simple sequence repeat markers and five quantitative traits, we showed that our panel adequately captured most of the genetic and phenotypic diversity existing within the entire Vassal collection. To assess linkage disequilibrium extent and panel power, we genotyped single nucleotide polymorphisms: 372 over four genomic regions and 129 distributed over the whole genome. Linkage disequilibrium, measured by correlation corrected for kinship, reached 0.2 for a physical distance between 9 and 458 Kb depending on genetic pool and genomic region, with varying size of linkage disequilibrium blocks. This panel achieved reasonable power to detect associations between traits with high broad-sense heritability (> 0.7) and causal loci with intermediate allelic frequency and strong effect (explaining > 10 % of total variance). Conclusions Our association panel constitutes a new, highly valuable resource for genetic association studies in grapevine, and deserves dissemination to diverse field and greenhouse trials to gain more insight into the genetic control of many agronomic traits and their interaction with the environment. Electronic supplementary material The online version of this article (doi:10.1186/s12870-016-0754-z) contains supplementary material, which is available to authorized users.
Published: 2016

3. Auxin Influx Activity Is Associated with Frankia Infection during Actinorhizal Nodule Formation in Casuarina glauca

Author: Ranjan Swarup, Florence Auguy, Didier Bogusz, Benjamin Péret, Gaëlle Devos, Leentje Jansen, Myriam Collin, Laurent Laplaze, Malcolm J. Bennett, Carole Santi, Valérie Hocher, Claudine Franche, Centre for Plant Integrative Biology [Nothingham] (CPIB), University of Nottingham, UK (UON), UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Laboratoire d'Ecologie Microbienne - UMR 5557 (LEM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS), Diversité, adaptation, développement des plantes (UMR DIADE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Laboratoire Génome et développement des plantes (LGDP), Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Diversité et adaptation des plantes cultivées (UMR DIAPC), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL), Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Centre for Plant Integrative Biology [Nothingham] ( CPIB ), University of Nottingham, UK ( UON ), UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement ( UMR IPME ), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement ( CIRAD ) -Université de Montpellier ( UM ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD [France-Sud] ), Ecologie microbienne ( EM ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon ( ENVL ) -Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -VetAgro Sup ( VAS ), Diversité, adaptation, développement des plantes ( DIADE ), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement ( CIRAD ) -Université de Montpellier ( UM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD [France-Sud] ), Laboratoire Génome et développement des plantes ( LGDP ), Université de Perpignan Via Domitia ( UPVD ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Diversité et adaptation des plantes cultivées ( DIAPC ), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement ( CIRAD ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques ( UM2 ), and Université de Lyon-Université de Lyon-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 0106 biological sciences, [ SDV.BV ] Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, MESH : Molecular Sequence Data, Casuarinaceae, Root nodule, NODULATION, MESH: Sequence Homology, Amino Acid, Physiology, MESH: Glycolates, Frankia, Arabidopsis, MESH : Symbiosis, Gene Expression, MESH: Amino Acid Sequence, Plant Science, 01 natural sciences, MESH : Arabidopsis Proteins, MESH : Arabidopsis, MESH: Genes, Plant, Arabidopsis thaliana, MESH: Arabidopsis, MESH: Angiosperms, chemistry.chemical_classification, MESH: Genetic Complementation Test, 0303 health sciences, MESH: Symbiosis, biology, MESH : Amino Acid Sequence, food and beverages, MESH: Frankia, MESH : Indoleacetic Acids, Arts and Architecture, MESH : Sequence Homology, Amino Acid, Cell biology, MESH: Root Nodules, Plant, MESH : Angiosperms, Multigene Family, WHITE CLOVER, MESH : Carrier Proteins, Root Nodules, Plant, Actinorhizal plant, Research Article, EXPRESSION, Auxin influx, MESH: Indoleacetic Acids, MESH: Gene Expression, Molecular Sequence Data, MESH : Multigene Family, MESH: Carrier Proteins, MESH: Arabidopsis Proteins, TREE ALLOCASUARINA-VERTICILLATA, Genes, Plant, MESH : Glycolates, Magnoliopsida, MESH : Root Nodules, Plant, 03 medical and health sciences, Auxin, Botany, Genetics, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, CORTICAL-CELLS, Amino Acid Sequence, Symbiosis, LATERAL ROOT DEVELOPMENT, MESH : Genes, Plant, 030304 developmental biology, MESH: Molecular Sequence Data, FUNCTIONAL-ANALYSIS, Indoleacetic Acids, Sequence Homology, Amino Acid, MESH : Genetic Complementation Test, Arabidopsis Proteins, MESH : Frankia, Genetic Complementation Test, fungi, MEDICAGO-TRUNCATULA, biology.organism_classification, TRANSPORT, Glycolates, MESH : Gene Expression, chemistry, ARABIDOPSIS-THALIANA, MESH: Multigene Family, Carrier Proteins, 010606 plant biology & botany
Abstract: Plants from the Casuarinaceae family enter symbiosis with the actinomycete Frankia leading to the formation of nitrogen-fixing root nodules. We observed that application of the auxin influx inhibitor 1-naphtoxyacetic acid perturbs actinorhizal nodule formation. This suggests a potential role for auxin influx carriers in the infection process. We therefore isolated and characterized homologs of the auxin influx carrier (AUX1-LAX) genes in Casuarina glauca. Two members of this family were found to share high levels of deduced protein sequence identity with Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) AUX-LAX proteins. Complementation of the Arabidopsis aux1 mutant revealed that one of them is functionally equivalent to AUX1 and was named CgAUX1. The spatial and temporal expression pattern of CgAUX1 promoter:β-glucuronidase reporter was analyzed in Casuarinaceae. We observed that CgAUX1 was expressed in plant cells infected by Frankia throughout the course of actinorhizal nodule formation. Our data suggest that auxin plays an important role during plant cell infection in actinorhizal symbioses.
Published: 2007

4. Complete genome sequencing of three clade-1 xanthomonads reveals genetic determinants for a lateral flagellin and the biosynthesis of coronatine-like molecules in Xanthomonas

Author: Chloé Peduzzi, Angeliki Sagia, Daiva Burokiene, Ildikó K. Nagy, Marion Fischer-Le Saux, Perrine Portier, Alexis Dereeper, Sebastien Cunnac, Veronica Roman-Reyna, Jonathan Jacobs, Claude Bragard, Ralf Koebnik, Université Catholique de Louvain = Catholic University of Louvain (UCL), University of Crete [Heraklion] (UOC), Nature Research Centre [Vilnius], Enviroinvest Corp, Institut de Recherche en Horticulture et Semences (IRHS), Université d'Angers (UA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Rennes Angers, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), IRHS - Équipe EmerSys (Emergence, Systématique et Ecologie des Bactéries associées aux Plantes) (IRHS-EMERSYS), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université d'Angers (UA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Rennes Angers, Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Ohio State University [Columbus] (OSU), Earth and Life Institute, Applied Microbiology - Phytopathology, Plant Health Institute of Montpellier (UMR PHIM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Montpellier (UM)
Subjects: [SDV.MP]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology, Evolution, Sequencing, Microbe-genome, Genomics, Plant Science, Agronomy and Crop Science, Bacterial Pathogens, [SDV.BV.PEP]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Phytopathology and phytopharmacy
Abstract: International audience; Evolutionarily early-branching xanthomonads, also referred to as clade-1 xanthomonads, include major plant pathogens, most of which colonize monocotyledonous plants. Seven species have been validly described, among them the two sugarcane pathogens Xanthomonas albilineans and Xanthomonas sacchari, and Xanthomonas translucens, which infects small-grain cereals, diverse grasses, but also asparagus and pistachio trees. Single-gene sequencing and genomic approaches indicated that this clade likely contains more, yet undescribed species. In this study, we sequenced representative strains of three novel species using long-read sequencing technology. Xanthomonas campestris pv. phormiicola strain CFBP 8444 causes bacterial streak on New Zealand flax, another monocotyledonous plant. Xanthomonas sp. strain CFBP 8443 has been isolated from common bean and Xanthomonas sp. strain CFBP 8445 originated from banana. Complete assemblies of the chromosomes confirmed their unique phylogenetic position within clade 1 of Xanthomonas. Genome mining revealed novel genetic features, hitherto undescribed in other members of the Xanthomonas genus. In strain CFBP 8444, we identified genes related to the synthesis of coronatine-like compounds, a phytotoxin produced by several pseudomonads, which raises interesting questions about the evolution and pathogenicity of this pathogen. In addition, strain CFBP 8444 was found to contain a second, atypical flagellar gene cluster in addition to the canonical flagellar gene cluster. Overall, this research represents an important step toward better understanding the evolutionary history and biology of early-branching xanthomonads.
Published: 2023

5. Transcriptomics of Actinorhizal Symbioses Reveals Homologs of the Whole Common Symbiotic Signaling Cascade

Author: Patrick Wincker, Clothilde Queiroux, Pascale Fournier, Nicole Alloisio, Valérie Hocher, Philippe Normand, Corrinne Da Silva, Patrick Doumas, Didier Bogusz, Petar Pujic, Hassen Gherbi, Florence Auguy, UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Laboratoire d'Ecologie Microbienne - UMR 5557 (LEM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS), Diversité et adaptation des plantes cultivées (UMR DIAPC), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2), Génomique métabolique (UMR 8030), Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] (GENOSCOPE), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement ( UMR IPME ), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement ( CIRAD ) -Université de Montpellier ( UM ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD [France-Sud] ), Ecologie microbienne ( EM ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon ( ENVL ) -Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -VetAgro Sup ( VAS ), Diversité et adaptation des plantes cultivées ( DIAPC ), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement ( CIRAD ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques ( UM2 ), Génomique métabolique ( UMR 8030 ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université d'Évry-Val-d'Essonne ( UEVE ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] ( GENOSCOPE ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes (BPMP), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut de Génomique d'Evry (IG), Université Paris-Saclay-Institut de Biologie François JACOB (JACOB), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Institut de Biologie François JACOB (JACOB), Département Biologie Végétale (DPT BV), and Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Subjects: Transcription, Genetic, Physiology, Frankia, Plant Science, Alnus, Plant Root Nodulation, Genome, Transcriptome, Gene Expression Regulation, Plant, Databases, Genetic, Génétique des plantes, alnus glutinosa, Clade, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Oligonucleotide Array Sequence Analysis, Plant Proteins, 2. Zero hunger, Genetics, azote, 0303 health sciences, Vegetal Biology, biology, actinorhizal symbioses, Up-Regulation, Actinorhizal plant, Signal Transduction, Molecular Sequence Data, Down-Regulation, Plants genetics, Genes, Plant, Models, Biological, légumineuse, 03 medical and health sciences, Symbiosis, Betulaceae, Sequence Homology, Nucleic Acid, [SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], Botany, Genetic predisposition, Plants Interacting with Other Organisms, Gene, 030304 developmental biology, [ SDE.BE ] Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, 030306 microbiology, Gene Expression Profiling, gène, génome, fungi, Membrane Proteins, Reproducibility of Results, biology.organism_classification, carbone, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, transcriptome, Biologie végétale
Abstract: L'article original est publié par The American Society of Plant Biologists; International audience; Comparative transcriptomics of two actinorhizal symbiotic plants, Casuarina glauca and Alnus glutinosa, was used to gain insight into their symbiotic programs triggered following contact with the nitrogen-fixing actinobacterium Frankia. Approximately 14,000 unigenes were recovered in roots and 3-week-old nodules of each of the two species. A transcriptomic array was designed to monitor changes in expression levels between roots and nodules, enabling the identification of up- and downregulated genes as well as root- and nodule-specific genes. The expression levels of several genes emblematic of symbiosis were confirmed by quantitative polymerase chain reaction. As expected, several genes related to carbon and nitrogen exchange, defense against pathogens, or stress resistance were strongly regulated. Furthermore, homolog genes of the common and nodule-specific signaling pathways known in legumes were identified in the two actinorhizal symbiotic plants. The conservation of the host plant signaling pathway is all the more surprising in light of the lack of canonical nod genes in the genomes of its bacterial symbiont, Frankia. The evolutionary pattern emerging from these studies reinforces the hypothesis of a common genetic ancestor of the Fabid (Eurosid I) nodulating clade with a genetic predisposition for nodulation.
Published: 2011

6. A Role for auxin during actinorhizal symbioses formation?

Author: Carole Santi, Laurent Laplaze, Florence Auguy, Benoit Lahouze, Benjamin Péret, Sergio Svistoonoff, Patrick Doumas, Centre for Plant Integrative Biology [Nothingham] (CPIB), University of Nottingham, UK (UON), Equipe Rhizogenèse (RHIZOGéNèSE- UMR DIA-PC), Diversité et adaptation des plantes cultivées (UMR DIAPC), Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Laboratoire d'Ecologie Microbienne - UMR 5557 (LEM), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL), Laboratoire Génome et développement des plantes (LGDP), Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes (BPMP), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Diversité, adaptation, développement des plantes (UMR DIADE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2), Université de Lyon-Université de Lyon-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS), Université de Montpellier (UM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre for Plant Integrative Biology [Nothingham] ( CPIB ), University of Nottingham, UK ( UON ), Equipe Rhizogenèse ( RHIZOGéNèSE- UMR DIA-PC ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques ( UM2 ), UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement ( UMR IPME ), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement ( CIRAD ) -Université de Montpellier ( UM ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD [France-Sud] ), Ecologie microbienne ( EM ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon ( ENVL ) -Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -VetAgro Sup ( VAS ), Laboratoire Génome et développement des plantes ( LGDP ), Université de Perpignan Via Domitia ( UPVD ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes ( BPMP ), Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques ( Montpellier SupAgro ) -Institut national de la recherche agronomique [Montpellier] ( INRA Montpellier ) -Université de Montpellier ( UM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ), Diversité, adaptation, développement des plantes ( DIADE ), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement ( CIRAD ) -Université de Montpellier ( UM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD [France-Sud] ), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)
Subjects: Auxin influx, [ SDV.BV ] Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Frankia, BACTERIE, Plant Science, Phenylacetic acid, chemistry.chemical_compound, ARBRE, Symbiosis, Auxin, Botany, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, heterocyclic compounds, SYMBIOSE, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, chemistry.chemical_classification, biology, NODULE RACINAIRE, FIXATION BIOLOGIQUE DE L'AZOTE, fungi, food and beverages, biology.organism_classification, MODELISATION, Addendum, chemistry, HORMONE VEGETALE, Symbiotic interaction, Nitrogen fixation, AUXINE, Actinorhizal plant
Abstract: International audience; The symbiotic interaction between the soil bacteria Frankia and actinorhizal plants leads to the formation of nitrogen-fixing nodules resembling modified lateral roots. Little is known about the signals exchanged between the two partners during the establishment of these endosymbioses. However, a role for plant hormones has been suggested.Recently, we studied the role of auxin influx activity during actinorhizal symbioses. An inhibitor of auxin influx was shown to perturb nodule formation. Moreover we identified a functional auxin influx carrier that is produced specifically in Frankia-infected cells. These results together with previous data showing auxin production by Frankia lead us to propose a model of auxin action during the symbiotic infection process.
Published: 2008

7. Evaluating the link between predation and pest control services in the mite world

Author: Adrien Taudière, Ghais Zriki, Julien Papaïx, Geoffrey Chiron, Lise Roy, Olivier Bonato, Jean-Yves Barnagaud, Rumsaïs Blatrix, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM), Biostatistique et Processus Spatiaux (BioSP), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), ITAVI, UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
Subjects: 0106 biological sciences, Dermanyssus gallinae, Biological pest control, biological control, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, Predation, 03 medical and health sciences, assemblage dynamics, lcsh:QH540-549.5, parasitic diseases, Mite, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, 030304 developmental biology, Nature and Landscape Conservation, Trophic level, Original Research, trophic interactions, 0303 health sciences, Ecology, biology, integumentary system, business.industry, Pest control, animal farming, 15. Life on land, biology.organism_classification, Agriculture, PEST analysis, lcsh:Ecology, predation, business, ecosystem services, [SDV.EE.IEO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Symbiosis
Abstract: Pest regulation by natural enemies has a strong potential to reduce the use of synthetic pesticides in agroecosystems. However, the effective role of predation as an ecosystem service remains largely speculative, especially with minute organisms such as mites.Predatory mites are natural enemies for ectoparasites in livestock farms. We tested for an ecosystem level control of the poultry pest Dermanyssus gallinae by other mites naturally present in manure in poultry farms and investigated differences among farming practices (conventional, free‐range, and organic).We used a multiscale approach involving (a) in vitro behavioral predation experiments, (b) arthropod inventories in henhouses with airborne DNA, and (c) a statistical model of covariations in mite abundances comparing farming practices.Behavioral experiments revealed that three mites are prone to feed on D. gallinae. Accordingly, we observed covariations between the pest and these three taxa only, in airborne DNA at the henhouse level, and in mites sampled from manure. In most situations, covariations in abundances were high in magnitude and their sign was positive.Predation on a pest happens naturally in livestock farms due to predatory mites. However, the complex dynamics of mite trophic network prevents the emergence of a consistent assemblage‐level signal of predation. Based on these results, we suggest perspectives for mite‐based pest control and warn against any possible disruption of ignored services through the application of veterinary drugs or pesticides., In vitro tests have been confronted with mite inventories and airborne DNA analyses. Three out of seven taxa of native predatory mites are able to feed on Dermanyssus gallinae. The same three predators are associated with the parasite in poultry houses. We've detected no obvious signals from any pest control service. This may be due to the ubiquity of predators or to prey–predator dynamics.
Published: 2020

8. An extended root phenotype: the rhizosphere, its formation and impacts on plant fitness

Author: Laurent Laplaze, Malcolm J. Bennett, Gabriel Castrillo, Marie Simonin, Lionel Moulin, Carla de la Fuente Cantó, Eoghan King, Diversité, adaptation, développement des plantes (UMR DIADE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Institut de Recherche en Horticulture et Semences (IRHS), Université d'Angers (UA)-AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire d'Ecologie Microbienne - UMR 5557 (LEM), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), School of Biosciences, University of Nottingham, UK (UON), Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), LMI Adaptation des Plantes et microorganismes associés aux Stress Environnementaux [Dakar] (LAPSE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Institut de Recherche pour le Developpement, University of Nottingham, Future Food Beacon of Excellence, Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC) : BB/T001437/1, Sustainable Intensification Innovation Lab Project (SIIL/Feed the Future) through the United States Agency for International Development (USAID): 929773554, Fondazione Cariplo : FC 2013-0891, FC 2013-1888., Wiley, ANR-17-CE20-0022,RootAdapt,Traits racinaires pour l'adaptation du mil au climat futur en Afrique de l'Ouest(2017), and ANR-16-IDEX-0006,MUSE,MUSE(2016)
Subjects: 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, Forage (honey bee), Plant Biology & Botany, Foraging, Plant Biology, microbiome, plant nutrition, drought, Plant Science, Biology, Plant Roots, 01 natural sciences, salinity, soil, [SDV.GEN.GPL]Life Sciences [q-bio]/Genetics/Plants genetics, 03 medical and health sciences, Nutrient, Genetics, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, [SDV.BBM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology, biocontrol, Plant Physiological Phenomena, Soil Microbiology, Organism, 2. Zero hunger, Rhizosphere, Ecology, exudates, Cell Biology, Plants, 15. Life on land, root, Phenotype, [SDV.BV.AP]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Plant breeding, 030104 developmental biology, Biochemistry and Cell Biology, rhizosphere, Plant nutrition, Plant genes, 010606 plant biology & botany
Abstract: Plants forage soil for water and nutrients, whose distribution is patchy and often dynamic. To improve their foraging activities, plants have evolved mechanisms to modify the physicochemical properties and microbial communities of the rhizosphere, i.e. the soil compartment under the influence of the roots. This dynamic interplay in root-soil-microbiome interactions creates emerging properties that impact plant nutrition and health. As a consequence, the rhizosphere can be considered an extended root phenotype, a manifestation of the effects of plant genes on their environment inside and/or outside of the organism. Here, we review current understanding of how plants shape the rhizosphere and the benefits it confers to plant fitness. We discuss future research challenges and how applying their solutions in crops will enable us to harvest the benefits of the extended root phenotype.
Published: 2020

9. Evolutionarily conserved plant genes responsive to root-knot nematodes identified by comparative genomics

Author: Diana Fernandez, Bruno Paes de Melo, Maria Fatima Grossi-de-Sa, Etienne Danchin, Maria E. Lisei de Sa, Ana Cristina Miranda Brasileiro, Erika V.S. Albuquerque, Mario A. P. Saraiva, Patricia Messenberg Guimaraes, Fabricio B. M. Arraes, Anne-Sophie Petitot, Ana Paula Zotta Mota, Priscila Grynberg, Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia [Brasília], Departamento de Biologia Celular e Molecular, Universidade Federal do Rio Grande do Sul [Porto Alegre] (UFRGS), UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular/Bioagro, Universidade Federal de Vicosa (UFV), Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais (EPAMIG), Institut Sophia Agrobiotech (ISA), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Côte d'Azur (UCA), Universidade Católica de Brasília (UCB), CAPES, National Council for Scientific and Technological Development (CNPq) 400328/2012-7, Agropolis Fondation (Montpellier, France) 002/14, Embrapa, CAPES 1402-004, INCT PlantStress Biotech 465480/2014-4, FAPDF-Distrito Federal Research Foundation 193001265/2017, ANR-10-LABX-0001,AGRO,Agricultural Sciences for sustainable Development(2010), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)
Subjects: Crops, Agricultural, 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, Arachis, Meloidogyne, Genotype, Oryza glaberrima, Coffee, 01 natural sciences, Transcriptome, 03 medical and health sciences, Gene Expression Regulation, Plant, Genetics, Plant defense against herbivory, Animals, [SDV.BBM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology, Plant Immunity, Tylenchoidea, Molecular Biology, Gene, Disease Resistance, Plant Diseases, Plant Proteins, 2. Zero hunger, Comparative genomics, Plant evolution, biology, food and beverages, Oryza, Genomics, General Medicine, 15. Life on land, biology.organism_classification, 030104 developmental biology, Peptide transport, Host-Pathogen Interactions, Rice, Soybeans, Soybean, 010606 plant biology & botany
Abstract: Root-knot nematodes (RKNs, genus Meloidogyne) affect a large number of crops causing severe yield losses worldwide, more specifically in tropical and sub-tropical regions. Several plant species display high resistance levels to Meloidogyne, but a general view of the plant immune molecular responses underlying resistance to RKNs is still lacking. Combining comparative genomics with differential gene expression analysis may allow the identification of widely conserved plant genes involved in RKN resistance. To identify genes that are evolutionary conserved across plant species, we used OrthoFinder to compared the predicted proteome of 22 plant species, including important crops, spanning 214 Myr of plant evolution. Overall, we identified 35,238 protein orthogroups, of which 6,132 were evolutionarily conserved and universal to all the 22 plant species (PLAnts Common Orthogroups-PLACO). To identify host genes responsive to RKN infection, we analyzed the RNA-seq transcriptome data from RKN-resistant genotypes of a peanut wild relative (Arachis stenosperma), coffee (Coffea arabica L.), soybean (Glycine max L.), and African rice (Oryza glaberrima Steud.) challenged by Meloidogyne spp. using EdgeR and DESeq tools, and we found 2,597 (O. glaberrima), 743 (C. arabica), 665 (A. stenosperma), and 653 (G. max) differentially expressed genes (DEGs) during the resistance response to the nematode. DEGs' classification into the previously characterized 35,238 protein orthogroups allowed identifying 17 orthogroups containing at least one DEG of each resistant Arachis, coffee, soybean, and rice genotype analyzed. Orthogroups contain 364 DEGs related to signaling, secondary metabolite production, cell wall-related functions, peptide transport, transcription regulation, and plant defense, thus revealing evolutionarily conserved RKN-responsive genes. Interestingly, the 17 DEGs-containing orthogroups (belonging to the PLACO) were also universal to the 22 plant species studied, suggesting that these core genes may be involved in ancestrally conserved immune responses triggered by RKN infection. The comparative genomic approach that we used here represents a promising predictive tool for the identification of other core plant defense-related genes of broad interest that are involved in different plant-pathogen interactions.
Published: 2020

10. Flavor precursors and sensory attributes of coffee submitted to different post-harvest processing

Author: Cíntia Sorane Good Kitzberger, Luiz Filipe Protasio Pereira, Pierre Marraccini, David Pot, Maria Brígida dos Santos Scholz, Agronomical Institute of Paraná (IAPAR), IAPAR, Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Brazilian Agricultural Research Corporation (Embrapa), CÍNTIA SORANE GOOD KITZBERGER, IAPAR-EMATER, DAVID POT, CIRAD, PIERRE MARRACCINI, CIRAD, LUIZ FILIPE PROTASIO PEREIRA, CNPCa, MARIA BRÍGIDA DOS SANTOS SCHOLZ, IAPAR-EMATER., Instituto Agronômico do Parana (IAPAR), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
Subjects: 0106 biological sciences, Flaveur, Taste, Postharvest systems, Coffee beans, Chemical composition, Coffea, Coffea arabica var. arabica, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, Traitement des aliments, Food science, Cultivar, roasted coffee beans, Flavor, biology, S20 - Physiologie de la nutrition humaine, Qualité des aliments, Q01 - Sciences et technologies alimentaires - Considérations générales, Agricultural and Biological Sciences (miscellaneous), green coffee beans, Analyse organoleptique, Germination, Caffeine, Coffea Arabica, Sensory system, Husk, Technologie après récolte, post-harvest process, Lutte après récolte, Q02 - Traitement et conservation des produits alimentaires, Green beans, chemical composition, lcsh:Agriculture (General), Aroma, 010401 analytical chemistry, biology.organism_classification, lcsh:S1-972, 0104 chemical sciences, Propriété organoleptique, chemistry, Composé de la flaveur, [SDV.AEN]Life Sciences [q-bio]/Food and Nutrition, 010606 plant biology & botany, Food Science
Abstract: Post-harvest processing (PHP) modifies the quality of the coffee and increases the value of coffee production. The choice of PHP to apply depends primarily on the available infrastructure, local climatic conditions and the desired end-value. The objective of this study was to evaluate the influence of PHP on the physico-chemical characteristics of green and roasted coffee beans and their sensory attributes. Coffee cherries from IAPAR 59 cultivar were processed as natural coffee (CN), semi-dry coffee (CD), de-pulped coffee (CP) and floating coffee (CF). Total and reducing sugars, phenolic compounds, chlorogenic acids, lipids, proteins, caffeine and water content were determined in coffee beans collected during (10thday) and at the end of each processing. The roasted beans and their sensory attributes were also analyzed. The greatest changes at the ending point of the processes were found in total and reducing sugars, phenolic compounds, chlorogenic acids and lipids contents. The PHP presented different weight loss to achieve the same visual brown color and luminosity. Beverage sensory attributes were influenced by the PHP: CN and CP coffees presented similar intensities of coffee aroma, but higher intensity of green grassy aroma, and taste were found in CF and CN coffees. Aroma and taste precursors were modified during the PHP and these were associated to husk removal of the coffee beans, suggesting an activation of the germination metabolism during the PHP. This study allowed the characterization of the effects of the different post-harvest processing on the roasted coffee beans and provides the foundations to monitor their efficiencies in the future. Made available in DSpace on 2022-01-25T14:00:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Flavor-precursors-and-sensory-attributes.pdf: 573175 bytes, checksum: 368650d928db2098f3cb1c6ea8173d83 (MD5) Previous issue date: 2020
Published: 2020

11. A Flexible and Original Architecture of Two Unrelated Zinc Fingers Underlies the Role of the Multitask P1 in Rymv Spread

Author: Vianney Poignavent, François Hoh, Guillaume Terral, Yinshan Yang, François-Xavier Gillet, Jeong-Hyeon Kim, Frédéric Allemand, Eric Lacombe, Christophe Brugidou, Sarah Cianferani, Hélène Déméné, Florence Vignols, UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Institut de biologie moléculaire des plantes (IBMP), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Biologie Structurale [Montpellier] (CBS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), BioCampus (BCM), Laboratoire de Spectrométrie de Masse BioOrganique [Strasbourg] (LSMBO), Département Sciences Analytiques et Interactions Ioniques et Biomoléculaires (DSA-IPHC), Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Microbiologie, adaptation et pathogénie (MAP), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Diversité, adaptation, développement des plantes (UMR DIADE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM), Plant Health Institute of Montpellier (UMR PHIM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Montpellier (UM), Institut des Sciences des Plantes de Montpellier (IPSIM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro Montpellier, Campus France Orchid program (Grant no29354SD), the Taiwanese Research and Practical Training Program, GAIA PhD School of Montpellier University, France., and ANR-10-INBS-0005,FRISBI,Infrastructure Française pour la Biologie Structurale Intégrée(2010)
Subjects: History, [SDV.BBM.BS]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Structural Biology [q-bio.BM], Polymers and Plastics, Oryza, Zinc Fingers, Crystallography, X-Ray, Industrial and Manufacturing Engineering, Plant Viruses, Viral Proteins, Zinc, Protein Domains, Structural Biology, [SDV.MP.VIR]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Virology, Business and International Management, Molecular Biology, Nuclear Magnetic Resonance, Biomolecular
Abstract: International audience; Viruses of the sobemovirus genus are plant viruses, most of which generate very important agricultural and financial losses. Among them, the rice yellow mottle virus (RYMV) is one of the most damaging pathogens devastating rice fields in Africa. RYMV infectivity and propagation rely on its protein P1, identified as a key movement and potential long-distance RNA silencing suppressor. Here we describe P1′s complete 3D structure and dynamics obtained by an integrative approach combining X-Ray crystallography and NMR spectroscopy. We show that P1 is organized in two semi-independent and topologically unrelated domains, each harboring an original zinc finger. The two domains exhibit different affinities for zinc and sensitivities to oxidoreduction conditions, making the C-terminal P1 region a potential labile sensor of the plant redox status. An additional level of regulation resides on the capacity of P1 to oligomerize through its N-terminal domain. Coupling P1 structure information with site-directed mutagenesis and plant functional assays, we identified key residues in each zinc domain essential for infectivity and spread in rice tissues. Altogether, our results provide the first complete structure of a sobemoviral P1 movement protein and highlight structural and dynamical properties that may serve RYMV functions to infect and invade its host plant.
Published: 2022

12. Dealing with large volumes of complex relational data using RCA

Author: Agnès Braud, Xavier Dolques, Alain Gutierrez, Marianne Huchard, Priscilla Keip, Florence Le Ber, Pierre Martin, Cristina Nica, Pierre Silvie, HORIZON, IRD, Modèles Numériques - Fouille de données pour l'évaluation et le suivi de la qualité hydrobiologique des cours d'eau - - Fresqueau2011 - ANR-11-MONU-0014 - MN - VALID, Rokia Missaoui, Léonard Kwuida, Talel Abdessalem, Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES), Laboratoire d'Informatique de Robotique et de Microélectronique de Montpellier (LIRMM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), Models And Reuse Engineering, Languages (MAREL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), Agroécologie et Intensification Durables des cultures annuelles (UPR AIDA), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Département Performances des systèmes de production et de transformation tropicaux (Cirad-PERSYST), Nicolae Titulescu University of Bucharest, Institut de Recherche pour le Développement (IRD), UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), and ANR-11-MONU-0014,Fresqueau,Fouille de données pour l'évaluation et le suivi de la qualité hydrobiologique des cours d'eau(2011)
Subjects: [INFO.INFO-AI] Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], [SDV.BIBS] Life Sciences [q-bio]/Quantitative Methods [q-bio.QM], Relational concept analysis, Environmental data, [INFO.INFO-MO] Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, [SDV.BIBS]Life Sciences [q-bio]/Quantitative Methods [q-bio.QM], [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, [SDV.BV.PEP] Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Phytopathology and phytopharmacy, Qualitative sequential data, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], [SDV.BV.PEP]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Phytopathology and phytopharmacy
Abstract: International audience; Most of available data are inherently relational, with e.g. temporal, spatial, causal or social relations. Besides, many datasets involve complex and voluminous data. Therefore, the exploration of relational data is a major challenge for Formal Concept Analysis (FCA). Relational Concept Analysis (RCA) is specifically designed to investigate the relational structure of a dataset in the FCA paradigm. In this chapter, we examine how RCA can take over the issues raised by complex data. Using two datasets, one about the quality monitoring of waterbodies in France, the other about the use of pesticidal and antimicrobial plants in Africa, we study the limitations of different FCA algorithms, and their current implementations to explore these datasets with RCA. We also show how pattern extraction combined with the presentation of data in hierarchical structures is appropriate for the analysis of temporal datasets by the domain expert. Finally, we discuss about the possible directions to investigate.
Published: 2022

13. A semi-selective medium to isolate and identify bacteria of the genus Pantoea

Author: Bernadin Dossou, Mariame Mariko, D. Silué, Ralf Koebnik, Kossi Kini, Rachelle Dossa, UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Africa Rice Center [Bénin] (AfricaRice), Africa Rice Center [Côte d'Ivoire] (AfricaRice), and Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR)-Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR)
Subjects: 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, Microorganism, Plant Science, 01 natural sciences, Microbiology, 03 medical and health sciences, Genus Pantoea, Rice pathogens, Disease diagnosis, biology, Semi-selective medium, Pantoea, food and beverages, biology.organism_classification, Sphingomonas, Isolation (microbiology), [SDV.MP.BAC]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Bacteriology, [SDV.BV.PEP]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Phytopathology and phytopharmacy, Preliminary diagnosis, 030104 developmental biology, Africa, Pantoea genus, Agronomy and Crop Science, Bacteria, 010606 plant biology & botany
Abstract: The isolation, purification and accurate diagnosis of Pantoea and many other bacterial species that infect rice are essential for upstream studies. However, some isolates of Pantoea and other bacteria such as Sphingomonas have similar biochemical and morphological features on common culture media and are thus difficult to isolate selectively and accurately diagnose. We thus developed a semi-selective medium containing 65 g/l (65%) NaCl that allows growth of all Pantoea strains, but inhibits other microorganisms. It can be used to isolate and purify Pantoea spp. for preliminary diagnosis.
Published: 2019

14. A TonB-dependent transporter is required for secretion of protease PopC across the bacterial outer membrane

Author: Ralf Koebnik, Magdalena A. Świątek-Połatyńska, Nuria Gómez-Santos, Lotte Søgaard-Andersen, Timo Glatter, Max Planck Institute for Terrestrial Microbiology, Max-Planck-Gesellschaft, UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), and Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Subjects: 0301 basic medicine, Myxococcus xanthus, [SDV]Life Sciences [q-bio], Science, General Physics and Astronomy, 02 engineering and technology, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Article, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, Bacterial Proteins, Extracellular, polycyclic compounds, Escherichia coli, Inner membrane, Secretion, lcsh:Science, POPC, Phylogeny, Multidisciplinary, biology, Chemistry, Chemiosmosis, Cell Membrane, Genetic Complementation Test, fungi, Membrane Proteins, Proton-Motive Force, Biological Transport, General Chemistry, Periplasmic space, Gene Expression Regulation, Bacterial, biochemical phenomena, metabolism, and nutrition, 021001 nanoscience & nanotechnology, biology.organism_classification, Isoenzymes, 030104 developmental biology, Periplasm, Biophysics, bacteria, lcsh:Q, 0210 nano-technology, Bacterial outer membrane, Peptide Hydrolases
Abstract: TonB-dependent transporters (TBDTs) are ubiquitous outer membrane β-barrel proteins that import nutrients and bacteriocins across the outer membrane in a proton motive force-dependent manner, by directly connecting to the ExbB/ExbD/TonB system in the inner membrane. Here, we show that the TBDT Oar in Myxococcus xanthus is required for secretion of a protein, protease PopC, to the extracellular milieu. PopC accumulates in the periplasm before secretion across the outer membrane, and the proton motive force has a role in secretion to the extracellular milieu. Reconstitution experiments in Escherichia coli demonstrate that secretion of PopC across the outer membrane not only depends on Oar but also on the ExbB/ExbD/TonB system. Our results indicate that TBDTs and the ExbB/ExbD/TonB system may have roles not only in import processes but also in secretion of proteins., TonB-dependent transporters (TBDTs) are outer membrane proteins that import nutrients and bacteriocins in bacteria. Here, Gómez-Santos et al. show that a TBDT is required for secretion of a protease in Myxococcus xanthus, suggesting that some TBDTs may be involved in protein secretion.
Published: 2019

15. Field management of Rotylenchulus reniformis on pineapple combining crop rotation, chemical-mediated induced resistance and endophytic bacterial inoculation

Author: P. Tisseyre, E. Dorey, Alain Soler, Patrick Quénéhervé, R. Daumur, Y. Prin, H. Sanguin, J. Smith-Ravin, Paul-Alex Marie-Alphonsine, R. Gonzalez Rodriguez, N. Portal, C. Pochat, Fonctionnement écologique et gestion durable des agrosystèmes bananiers et ananas (UR GECO), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Laboratoire des symbioses tropicales et méditerranéennes (UMR LSTM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Biologie et Génétique des Interactions Plante-Parasite (UMR BGPI), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Universidad de Ciego de Avila (UNICA), Université des Antilles (UA), ERDF (European Regional Development Fund) in French Antilla (Caribbean islands)., Département Performances des systèmes de production et de transformation tropicaux (Cirad-PERSYST), Plant Health Institute of Montpellier (UMR PHIM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), and Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro
Subjects: 0106 biological sciences, Integrated pest management, Rotation culturale, F08 - Systèmes et modes de culture, [SDV]Life Sciences [q-bio], Biological pest control, Plant parasitic nematodes, Gestion intégrée des ravageurs, Biology, 01 natural sciences, tPlant parasitic nematodes, Crop, Crop rotation, Plante de couverture, Cropping system, Rotylenchulus reniformis, Lutte antinématode, 2. Zero hunger, Integrated ecological management, food and beverages, Biocontrol, 15. Life on land, biology.organism_classification, H10 - Ravageurs des plantes, Lutte biologique, Cover plant, 010602 entomology, Horticulture, ntegrated ecological managemen, Action systémique, Ananas (genre), Monoculture, Agronomy and Crop Science, Martinique, Induced systemic resistances, 010606 plant biology & botany
Abstract: International audience; In Martinique or La Reunion, French authorities recently banned the use of pesticides for the management of "soil-borne pathogens" on pineapple after several decades of intensive monoculture where the natural balance between beneficial and harmful communities of soil organisms has disappeared. Today, increasing infestation of pineapple by the nematode R. reniformis and other "soil-borne pathogens" causes severe damage to the crop. New cropping systems with innovative ecological nematode management are needed. An eco-friendly cropping system, which comprised rotation of sunn hemp (C. juncea), pineapple, a natural grass fallow and another cash crop, eggplant, consistently reduced the inoculum of nematodes. Nematode populations were reduced by 86.4%, 82% and 46.5% respectively under pineapple, sunn hemp and grass fallow compared to infestations of eggplant (3456 nematodes .100g(-1) of soil) after several rotations. Integrating a chemical induction of systemic resistance or application of an endophytic bacteria recovered from pineapple roots, Bacillus sp. GVS2, helped maintain low populations of nematodes during the vegetative cycle. On two pineapple varieties, MD2 and Victoria (Queen), two different treatments were applied monthly in the field, methyl jasmonate (10(-4) M, 10 ml per plant), or a suspension of Bacillus sp. GVS2 (10(8) CFU ml(-1), 10 ml per plant) isolated from pineapple roots. After eight months, the nematode populations were reduced respectively on MD2 and Victoria (Queen) by 58.3% and 50.3% with the methyl jasmonate and by 59.6% and 54.3% with the Bacillus sp. GVS2 compared to controls. Because of the efficiency of sunn hemp in reducing the inoculum of nematodes, no significant differences in vegetative growth were observed using the D leaf weight and the estimated root length densities (RLD). The potential of pest management through eco-friendly cropping systems for pineapple with a biocontrol for nematodes with no pesticide is discussed.
Published: 2021

16. Molecular Epidemiology of Xanthomonas euvesicatoria Strains from the Balkan Peninsula Revealed by a New Multiple-Locus Variable-Number Tandem-Repeat Analysis Scheme

Author: Taca Vancheva, Nevena Bogatzevska, Penka Moncheva, Saša Mitrev, Christian Vernière, Ralf Koebnik, UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Sofia University 'St. Kliment Ohridski', Bulgarian Academy of Sciences (BAS), Goce Delchev University (UGD), Plant Health Institute of Montpellier (UMR PHIM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Bulgarian Ministry of Education, Youth and Science, grant number BG051PO001-3.3.05-0001., The APC was funded by COST (European Cooperation in Science and Technology)., ANR-10-BLAN-1723,XANTHracing,Nouvelles méthodes de traçage appliquées aux Xanthomonas pathogènes du riz et des citrus(2010), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
Subjects: Agricultural biotechnology, tomato, Agent pathogène, Maladie des plantes, pepper, Séquence d'ADN, Solanum lycopersicum, lcsh:QH301-705.5, Pathotype, H20 - Maladies des plantes, molecular typing, food and beverages, genetic diversity, Maladie bactérienne, [SDV.BV.PEP]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Phytopathology and phytopharmacy, Épidémiologie, lcsh:Biology (General), bacterial spot, Piper nigrum, Génotype
Abstract: Bacterial spot of pepper and tomato is caused by at least three species of Xanthomonas, among them two pathovars of Xanthomonas euvesicatoria, which are responsible for significant yield losses on all continents. In order to trace back the spread of bacterial spot pathogens within and among countries, we developed the first multilocus variable number of tandem repeat analyses (MLVA) scheme for pepper- and tomato-pathogenic strains of X. euvesicatoria. In this work, we assessed the repeat numbers by DNA sequencing of 16 tandem repeat loci and applied this new tool to analyse a representative set of 88 X. euvesicatoria pepper strains from Bulgaria and North Macedonia. The MLVA-16 scheme resulted in a Hunter–Gaston Discriminatory Index (HGDI) score of 0.944 and allowed to resolve 36 MLVA haplotypes (MTs), thus demonstrating its suitability for high-resolution molecular typing. Strains from the different regions of Bulgaria and North Macedonia were found to be widespread in genetically distant clonal complexes or singletons. Sequence types of the variable number of tandem repeats (VNTR) amplicons revealed cases of size homoplasy and suggested the coexistence of different populations and different introduction events. The large geographical distribution of MTs and the existence of epidemiologically closely related strains in different regions and countries suggest long dispersal of strains on pepper in this area. Keywords: bacterial spot; genetic diversity; molecular typing; pepper; tomato 1. Introduction Bacterial spot, which is caused by at least three Xanthomonas species, is a threat
Published: 2021

17. Genomics-Informed Multiplex PCR Scheme for Rapid Identification of Rice-Associated Bacteria of the Genus

Author: D. Silué, Ralf Koebnik, Kossi Kini, R. Agnimonhan, Rachelle Dossa, Africa Rice Center [Bénin] (AfricaRice), Africa Rice Center [Côte d'Ivoire] (AfricaRice), Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR)-Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR), UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR), Plant Health Institute of Montpellier (UMR PHIM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), International Foundation for Science grant C/5921-1, and Institute de Recherche pour le Developpement Allocation de Recherche pour une These au Sud.
Subjects: cereals and grains, Genomics, Oryza sativa, Plant Science, Crop, prokaryotes, Genus Pantoea, Multiplex polymerase chain reaction, Plant Diseases, 2. Zero hunger, Genetics, biology, Pantoea, rice, fungi, food and beverages, Oryza, multiplex PCR, biology.organism_classification, pathogen detection, plant pathogen, [SDV.BV.PEP]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Phytopathology and phytopharmacy, Rapid identification, field crops, Associated bacteria, techniques, Agronomy and Crop Science, Multiplex Polymerase Chain Reaction, diagnostic tool
Abstract: The genus Pantoea forms a complex of more than 25 species, among which several cause diseases of various crop plants, including rice. Notably, strains of Pantoea ananatis and P. stewartii have been repeatedly reported to cause bacterial leaf blight of rice, whereas other authors have observed that P. agglomerans can also cause bacterial leaf blight of rice. The contribution of these and perhaps other species of Pantoea to plant diseases and yield losses of crop plants is currently not well documented, partly due to the lack of efficient diagnostic tools. Using 32 whole-genome sequences of the three major plant-pathogenic Pantoea spp., a set of PCR primers that detect each of the three species P. agglomerans, P. ananatis, and P. stewartii was designed. A multiplex PCR scheme which can distinguish these three species and also detects members of other Pantoea spp. was further developed. Upon validation on a set of reference strains, 607 suspected Pantoea strains that were isolated from rice leaves or seed originating from 11 African countries were screened. In total, 41 P. agglomerans strains from 8 countries, 79 P. ananatis strains from 9 countries, 269 P. stewartii strains from 9 countries, and 218 unresolved Pantoea strains from 10 countries were identified. The PCR protocol allowed detection of Pantoea bacteria grown in vitro, in planta, and in rice seed. The detection threshold was estimated as total genomic DNA at 0.5 ng/µl and heated cells at 1 × 104 CFU/ml. This new molecular diagnostic tool will help to accurately diagnose major plant-pathogenic species of Pantoea. Due to its robustness, specificity, sensitivity, and cost efficiency, it will be very useful for plant protection services and for the epidemiological surveillance of these important crop-threatening bacteria.
Published: 2021

18. Development of two loop-mediated isothermal amplification (LAMP) genomics-informed diagnostic protocols for rapid detection of Pantoea species on rice

Author: Ralf Koebnik, Kossi Kini, D. Silué, Issa Wonni, Africa Rice Center [Bénin] (AfricaRice), Africa Rice Center [Côte d'Ivoire] (AfricaRice), Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR)-Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR), UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Institut de l'Environnement et Recherches Agricoles [Ouagadougou] (INERA), and Centre national de la recherche scientifique et technologique [Ouagadougou] (CNRST)
Subjects: Pantoea species, Loop-mediated isothermal amplification (LAMP), Science, Clinical Biochemistry, Loop-mediated isothermal amplification, Genomics, 010501 environmental sciences, Biology, Diagnostic tools, 01 natural sciences, Rapid detection, 03 medical and health sciences, [SDV.SA.STA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Sciences and technics of agriculture, Multiplex polymerase chain reaction, 030304 developmental biology, 0105 earth and related environmental sciences, Phytosanitary certification, 0303 health sciences, business.industry, Pantoea, food and beverages, biology.organism_classification, [SDV.MP.BAC]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Bacteriology, [SDV.BV.PEP]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Phytopathology and phytopharmacy, Biotechnology, Medical Laboratory Technology, Pantoea spp, Diagnostic protocol, Protocol Article, Rice, business
Abstract: At least three species of Pantoea are responsible for bacterial blight disease and grain discoloration of rice in Sub-Saharan Africa. Thus, measures need to be taken to limit the pathogens' dispersion and robust diagnostic tools are required for rapid and cheap diagnosis in the field as well as for routine seed certification or control. Therefore, several diagnostic tools such as simplex and multiplex PCR schemes and a semi-selective medium have been developed and are being used. However, the use of these tools is time-consuming, expensive and therefore limited to laboratories that can afford the chemicals. We have therefore developed two isothermal loop amplification (LAMP) protocols, one of which detects all Pantoea species in the genus and another one that is specific for P. ananatis.•The novel LAMP assays allow rapid and sensitive detection of these bacteria.•They will help plant protection services in routine field and laboratory tests especially for monitoring the phytosanitary status of rice seeds., Graphical abstract Image, graphical abstract
Published: 2021

19. Photoperiod-dependent transcriptional modifications in key metabolic pathways in Coffea arabica

Author: Djerrab, Doâa, Bertrand, Benoît, Breitler, Jean-Christophe, Léran, Sophie, Dechamp, Eveline, Campa, Claudine, Barrachina, Célia, Conejero, Geneviève, Etienne, Hervé, Sulpice, Ronan, UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Diversité, adaptation, développement des plantes (UMR DIADE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Institut de Génomique Fonctionnelle - Montpellier GenomiX (IGF MGX), Institut de Génomique Fonctionnelle (IGF), Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 1 (UM1)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 1 (UM1)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes (BPMP), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Plateforme d'histocytologie et d'imagerie cellulaire végétale (PHIV), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), National University of Ireland [Galway] (NUI Galway), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Plant Health Institute of Montpellier (UMR PHIM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-BioCampus (BCM), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, and Baracco, Chantal
Subjects: Arn messager, Arabidopsis thaliana, [SDV]Life Sciences [q-bio], Photoperiod, F60 - Physiologie et biochimie végétale, coffee, Arabidopsis, Coffea, Genes, Plant, F30 - Génétique et amélioration des plantes, Gene Expression Regulation, Plant, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Expression des gènes, [SDV.BV] Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Photopériodicité, AcademicSubjects/SCI01210, food and beverages, Coffea arabica, rhythmic genes, Rythme circadien, [SDV] Life Sciences [q-bio], core clock, transcriptome, Metabolic Networks and Pathways, Research Paper
Abstract: Photoperiod length induces in temperate plants major changes in growth rates, morphology and metabolism with, for example, modifications in the partitioning of photosynthates to avoid starvation at the end of long nights. However, this has never been studied for a tropical perennial species adapted to grow in a natural photoperiod close to 12 h/12 h all year long. We grew Coffea arabica L., an understorey perennial evergreen tropical species in its natural 12 h/12 h and in a short 8 h/16 h photoperiod, and we investigated its responses at the physiological, metabolic and transcriptomic levels. The expression pattern of rhythmic genes, including core clock genes, was affected by changes in photoperiod. Overall, we identified 2859 rhythmic genes, of which 89% were also rhythmic in Arabidopsis thaliana L. Under short-days, plant growth was reduced, and leaves were thinner with lower chlorophyll content. In addition, secondary metabolism was also affected with chlorogenic acid and epicatechin levels decreasing, and in agreement, the genes involved in lignin synthesis were overexpressed and those involved in the flavanol pathway were underexpressed. Our results show that the 8 h/16 h photoperiod induces drastic changes in morphology, metabolites and gene expression, and the responses for gene expression are similar to those observed in the temperate annual A. thaliana species. Short photoperiod induces drastic changes in gene expression, metabolites and leaf structure, some of these responses being similar to those observed in A. thaliana.
Published: 2021

20. Unravelling the metabolic and hormonal machinery during key steps of somatic embryogenesis: A case study in coffee

Author: Awada, Rayan, Campa, Claudine, Gibault, Estelle, Déchamp, Eveline, Georget, Frédéric, Lepelley, Maud, Abdallah, Cécile, Erban, Alexender, Martinez-Seidel, Frederico, Kopka, Joachim, LEGENDRE, Laurent, Léran, Sophie, Conejero, Geneviève, Verdeil, Jean-Luc, Crouzillat, Dominique, Breton, David, Bertrand, Benoit, Etienne, Hervé, UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [Bolivie]), Université de Montpellier (UM), Diversité, adaptation, développement des plantes (UMR DIADE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie (MPI-MP), Max-Planck-Gesellschaft, Laboratoire d'Ecologie Microbienne - UMR 5557 (LEM), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL), Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Plateforme d'histocytologie et d'imagerie cellulaire végétale (PHIV), Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes (BPMP), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), French National Research Agency (ANR) : ANR-10-INBS-04, ANR-10-INBS-0004,France-BioImaging,Développment d'une infrastructure française distribuée coordonnée(2010), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Université de Lyon-Université de Lyon-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Plant Science Unit, Institute for Agricultural and Fisheries Research, Max Planck Institute for Molecular Plant Physiology, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS), Université de Montpellier (UM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Plateforme RIO Imaging (PHIV MRI), and Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)
Subjects: Plant Somatic Embryogenesis Techniques, coffee, Coffea, Article, F30 - Génétique et amélioration des plantes, lcsh:Chemistry, histology, histologie, cellule totipotente, Plant Growth Regulators, cell imaging, Expression des gènes, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, totipotency, Marqueur génétique, hormone content, Microscopie, lcsh:QH301-705.5, Différenciation cellulaire, imagerie cellulaire, cell fate, Vegetal Biology, somatic embryogenesis, embryogénèse somatique, metabolomics, Plant Leaves, physiologie hormonale, lcsh:Biology (General), lcsh:QD1-999, Microscopie immunofluorescente, U30 - Méthodes de recherche, Biologie végétale
Abstract: RATIONALE - Somatic embryogenesis (SE) is one of the most promising processes for large-scale dissemination of elite varieties. However, whatever the species considered, SE research still remains essentially empirical resulting in many drawbacks to fulfil market demands, especially due to an overall slow technical progress over the last 20 years. Knowledge about the molecular events involved in the key steps of the SE process is urgently needed to pilot the optimization of SE protocols. In this study, we took advantage of the latest metabolomics technologies and applied them to one of the most advanced and reliable large-scale SE processes, the one developed for coffee. METHODS - Sampling covered 15 key developmental stages. Five independent leaf introductions were carried out with more than 4,000 leaf explants and a total of 25 independent cell lines. All obtained cell lines were high-yielding and time-synchronized during embryo regeneration enabling a successful sampling. Primary metabolites, secondary metabolites and phytohormones were quantified using GC-MS, HPLC and UPLC- MS/MS respectively. A robust statistical method was used to identify metabolic pathway changes associated with the main developmental phases and phase switches. Histological analysis and cell imaging were also required to characterize developmental stages and associate metabolic profiles with cell structure organization. Lastly, comparing Arabica embryogenic and non-embryogenic calli enabled the identification of metabolic markers of the embryogenic capacity. RESULTS - Statistical analysis performed on 104 metabolites revealed that massive re-configuration of metabolic pathways induced SE. During initial dedifferentiation, a sharp decrease in phenolic compounds and caffeine levels was observed while auxins, cytokinins and ethylene levels were at their highest. Totipotency reached its highest expression during the callus stages when a shut-off in hormonal and metabolic pathways related to sugar and energetic substance hydrolysis was evidenced. Abscisic acid, leucine, maltotriose, myo-inositol, proline, tricarboxylic acid cycle metabolites and zeatin appeared as key metabolic markers of the embryogenic capacity. Combining metabolomics with multiphoton microscopy led to the identification of chlorogenic acids as markers of embryo redifferentiation. CONCLUSIONS & PERSPECTIVES - The present analysis shows that metabolite fingerprints are signatures of cell fate and represent a starting point for optimizing SE protocols in a rational way. These findings should be informative and useful to a wide range of plant species, offering unprecedented perspectives in plant micropropagation.
Published: 2021

21. Frontiers in the adaptation of rice-interacting burkholderia species : genetic and functional approaches

Author: Wallner, Adrian, UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Université Montpellier, Gilles Béna, and Lionel Moulin
Subjects: [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, Frontiers, Burkholderia, Interactions, Adaptation, Frontières
Abstract: The burkholderia group is composed of multiple bacterial genera (including Burkholderia and Paraburkholderia). Some species indulge in diverse interactions with eukaryotic hosts that range from pathogenicity to symbiosis. Many burkholderia species dwell in association with rice, making this host and ideal model for burkholderia/plant interactions. The taxonomy of burkholderia delineates a frontier between the Burkholderia genus, grouping the majority of pathogenic species, and the Paraburkholderia genus, mainly phytobeneficial and environmental species. This thesis project strived to characterize the genetic frontiers between species of both genera that share the capacity to interact with rice. First, we explored the taxonomic diversity for 124 rice-isolates using dedicated markers (16S and recA), and went into a more detailed analysis for a subset of 12 supposedly different species suing whole genome sequencing. We developed the intraspecific diversity of B. cenocepacia strains which we had found to be rice associated This was unexpected for this human pathogen and led us to describe a new species, with improved plant interaction abilities (which we propose to name B. servocepacia). We then explored the genetic bases regulating plant-adaptation of Burkholderia and Paraburkholderia species using two complementary approaches. We first undertook a transcriptomic profiling of the reaction to root exudates for six rice-isolates belonging to either genus. We thus demonstrated a strain specific response of the early plant-sensing, independent of the strain’s taxonomic attribution. We also listed the principal functions involved in exudate sensing. Our second approach focused on the rice endophyte models B. vietnamiensis LMG10929 (Bv) and P. kururiensis M130 (Pk) for which we undertook a high-throughput genetic screening of insertion mutant libraries (Tn-seq), during the root surface colonization step of two rice cultivars belonging to Oryza sativa ssp. japonica and Oryza sativa ssp. indica. We noticed a strong disparity in the adaptation for rice colonization between Bv and Pk as the display genetic requisites that differ in nature and number. Furthermore, we demonstrated a host-dependent adaptation for root colonization from both strains. Finally, we investigated on the distribution of type III secretion systems (T3SS) within burkholderia. We describe two novel T3SS types and in one instance, demonstrate its role in plant colonization for Bv. The thesis is concluded by a general discussion, summarizing the results of this project and situating them in the context of adaptative frontiers for plant interactions between Burkholderia and Paraburkholderia.; Les burkholderias appartiennent à plusieurs genres bactériens (dont Burkholderia et Paraburkholderia). Certaines espèces interagissent avec de multiple hôtes eucaryotes avec lesquels elles développent une gamme d’interaction allant de la symbiose à la pathogénie. Une grande diversité d’espèces de burkholderias interagisse avec le riz, faisant de cette plante un modèle idéal pour l’étude des interactions burkholderias/plantes. Une frontière taxonomique semble se dessiner entre le genre Burkholderia, qui regroupe la majorité des espèces pathogènes, et le genre Paraburkholderia qui concentre des espèces phytobénéfiques et environnementales. Ce travail de thèse a porté sur l’étude des frontières génétiques chez des espèces de ces deux genres interagissant avec le riz. Nous avons d’abord exploré la diversité taxonomique de 124 souches isolées du riz par l’étude de marqueurs taxonomiques (16S et recA) et, pour un sous ensemble de 12 espèces potentiellement différentes, d’analyse de leurs génomes (ANI). Nous avons progressé dans la description de la diversité intraspécifique chez l’espèce Burkholderia cenocepacia dont nous possédions des isolats de racines de riz, fait étonnant pour ce pathogène humain, et qui nous a conduit à décrire une nouvelle espèce mieux adaptée à l’environnement végétale (que nous proposons de nommer B. servocepacia). Nous avons ensuite exploré les bases génétiques de l’adaptation à l’environnement plantes chez Burkholderia et Paraburkholderia par deux approches. La première portait sur les étapes précoces d’interaction avec la plante, en étudiant la réponse transcriptomique de six espèces, tirées des deux genres, stimulées aux exsudats racinaires de riz, qui nous a permis de montrer une réponse souche-spécifique indépendante de leur appartenance taxonomique, et de lister des catalogues de fonctions impliqués dans la perception des exsudats. La seconde approche a porté sur deux souches modèles endophytes du riz, Paraburkholderia kururiensis M130 (Pk) et Burkholderia vietnamiensis LMG10929 (Bv), pour lesquelles nous avons réalisé un crible génétique haut-débit de banques de mutants par Tn-Seq, visant à trouver les déterminants génétiques leur permettant de coloniser les racines des deux sous-espèces de riz, Oryza sativa ssp. japonica et Oryza sativa ssp. indica. Nous observons une forte disparité dans l’adaptation des deux souches à la colonisation racinaire puisque Bv et Pk requiert des gènes différents par leur nombre et leur nature. Par ailleurs, l’effet génotype de l’hôte induit une adaptation de la part des deux colonisateurs. En dernière partie, nous avons étudié la distribution des systèmes de sécrétion de type 3 (T3SS) chez les burkholderias. Nous décrivons deux nouveaux types de T3SS et démontrons que l’un d’eux est impliqué chez Bv dans la colonisation racinaire. Nous discutons finalement de l’ensemble des résultats de cette thèse dans le contexte de l’étude des frontières adaptatives à l’environnement plante chez les Burkholderia et Paraburkholderia.
Published: 2020

22. Diversité des populations de Xanthomonas phaseoli pv. manihotis au Mali et recherche de sources de résistance durables chez le manioc

Author: Kante, Moussa, UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Université Montpellier, Université de Bamako. Institut Supérieur de Formation et de Recherche Appliquée, Boris Szurek, and Ousmane Koita
Subjects: Changement climatique, [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, Cassava, Xanthomonas, Diversity analysis (MLVA), Climate change, Sécurité alimentaire, Food security, Manioc, Cassava Bacterial Blight, Bactériose vasculaire du manio, Analyse de diversité (MLVA)
Abstract: The problem of plant diseases occupies a prominent place in the axes of agronomic research in many countries, especially developing ones, where agriculture is generally the engine of the economy. Despite extensive agronomic research, there is a good deal of crop production which until now seemed to be neglected such as cassava (Manihot esculenta). This culture nowadays occupies the front of a lot of research given its strengths as one of the avenues for convincing solutions to the two major challenges (climate change and food security) in southern countries such as Mali. However, it faces a major parasitic constraint, the vascular bacteriosis of cassava (CBB, for Cassava Bacterial Blight) caused by the gram-negative bacterium Xanthomonas phaseoli pv manihotis (Xpm).In Mali in order to offer a source of diversification to conventional food crops largely dominated by cereals and to promote crops resilient to the effects of climate change, we carried out a socio-agronomic and phytoparasitic study on cassava. This is how we focused on: (i) the socio-economic characteristics of cassava production in 05 of the most important cassava-producing regions; (ii) the biological and genetic knowledge of Xpm on cassava in Mali and elsewhere in Africa (Nigeria and Cameroon) and (iii) the resistance to Xpm of local varieties of cassava widely produced in Mali.A series of survey and prospecting followed by field sampling in Mali, but also in Nigeria and Cameroon have enabled us to collect epidemiological data and obtain a range of plant material symptomatic of CBB. With these data we had better sharpened our reflections and arguments on the use of samples: isolation, bio-molecular characterization, pathogenicity test, MLVA analysis of genetic diversity, varietal screening.Our results denote the presence of CBB in the 03 countries surveyed and specifically allow confirmation of the disease presence status (CBB) in Mali. In this country, the production system remains very vulnerable to pests, dominated by a family approach with a small area (from 0.15 to 2 ha in general) with a long-year use of the same varieties, a majority use of the hand of family work and also exchanges of cuttings between producers from the same village who are in the majority (78% of cases of acquisition of cuttings). The study of the diversity and structure of xpm populations in Mali allows us to assume an endemic presence of the disease in Mali. As for the local varieties cultivated in Mali, they are for the most part sensitive to the most present strains (according to the analysis of the family tree from the MLVA analysis.; La problématique des maladies des plantes occupe une place de choix dans les axes de recherche agronomique dans bon nombre de pays surtout ceux en voie de développement ou l'agriculture est généralement le moteur de l’économie. Malgré les nombreuses recherches agronomiques, il existe bon nombre de production végétale qui jusque-là semblait être négligée telle que le manioc (Manihot esculenta). Cette culture de nos jours, occupe le devant de beaucoup de recherche compte tenu de ses atouts comme l’une des pistes de solutions probantse aux deux enjeux majeurs (le changement climatique et la sécurité alimentaire) dans les pays du sud comme le Mali. Cependant elle fait face à une contrainte parasitaire de taille, la bactériose vasculaire du manioc (CBB , pour Cassava Bacterial Blight en anglais) provoquée par la bactérie gram négatif Xanthomonas phaseoli pv manihotis(Xpm).Au Mali dans le but de proposer une source de diversification aux cultures vivrières classiques largement dominées par les céréales et de promouvoir des cultures résiliente aux effets du changement climatique, nous avons mené une étude socio-agronomique et phytoparasitaire sur le manioc. C’est ainsi que nous nous sommes intéressés : (i) aux caractéristiques socioéconomiques de la production du manioc dans 05 des plus importantes régions productrices de manioc ; (ii) aux connaissances biologique et génétique de Xpm sur le manioc au Mali et ailleurs en Afrique (Nigeria et Cameroun) et (iii) à la résistance face à Xpm des variétés locale de manioc largement produites au Mali.Une série d’enquête et de prospection suivie d’échantillonnage sur le terrain au Mali, mais également au Nigeria et au Cameroun nous ont permis de collecter des données epidemiologiques et d’obtenir une gamme de matériel végétal symptomatique de la CBB. Avec ces données nous avions mieux aiguisé notre réflexions et argumentaires sur l'exploitation des échantillons : isolement, caractérisation bio-moleculaire, test de pathogénicité, analyse MLVA de la diversité génétique, screening variétale. Nos résultats dénotent de la présence de la CBB dans les 03 pays prospectés et spécifiquement permettent une confirmation du statut de presence de la maladie (la CBB) au Mali. Dans ce pays le système de production reste très vulnérables aux bioagresseurs, dominé par une approche familiale avec de petite superficie (de 0,15 à 2ha en générale) avec un usage sur de longue année des mêmes variétés, un usage majoritaire de la main d’œuvre familial et aussi des échanges de boutures entre producteurs de même village qui sont majoritaires (78% des cas d’acquisition de boutures). L’étude de diversité et de la structure des populations xpm du Mali nous permet de supposer une présence endémique de la maladie au Mali. Quant aux variétés locales cultivées au Mali, elles sont pour la plus part sensible aux souches les plus présentes (selon l’analyse de l’arbre de descendance issues de l’analyse MLVA.
Published: 2020

23. Phenolic compounds in the response of Coffea arabica L. to abiotic stresses

Author: Duangsodsri, Teerarat, UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Université Montpellier, Claudine Campa, and Yannick Guari
Subjects: Acide chlorogénique, [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, Protoplasts, Stress abiotiques, Nanoparticules, Biomarqueur génétique, Nanoparticles, Chlorogenic acid, Protoplastes, Abiotic stresses, Genetic biomarker, Phenolic compounds, Composes phenoliques
Abstract: This work has two major goals: clarifying in what abiotic stress responses the phenolic compounds, and more particularly, the chlorogenic acid 5-CQA, were involved in C. arabica leaves and developing an innovative tool to study the cellular mechanisms by which 5-CQA intervene during stress response.To achieve the first goal, coffee plants have been grown in field or in controlled conditions and the phenolic content of mature leaves in different stress conditions have been analyzed. A previous study comparing leaves grown in field and in controlled conditions showed that leaves from field contained a greater number of phenolic compounds (17 vs 12 in controlled conditions) and that glycosylated flavonoids are quasi absent in leaves grown under controlled conditions. In field, stresses were applied by growing at full sun or under shade 35 genotypes, including Ethiopian wild accessions, American pure lines and their hybrids, in four different locations in America. Results show that 5-CQA, F-dihex, mangiferin and rutin are four phenolics that could still predict the degree of adaptation to full sunlight or shade. Two of them, 5-CQA and mangiferin appeared as genetic biomarkers, able to differentiate Ethiopian wild accessions from American pure lines. In controlled conditions, all the major phenolic compounds, including 5-CQA and 3,5-diCQA are involved in the response to variation in light intensity, N deprivation, moderate elevation of the thermal regime (mimicking climate changes) or heat wave stress. This suggests that 5-CQA has a central role in the response of Arabica to stress I controlled conditions. However, the absence of glycosylated flavonoids, involved in stress response in field, may modify the phenolic profile of the coffee plant response to abiotic stresses..The second goal proposes to use nanoparticles to make entering 5-CQA into the nucleus of coffee cells. The first step was to obtain nanoparticles. Prussian-blue nanoparticles (PB-NPs) with a cubic shape of 70 nm were synthetized and 2-aminoanthracene was grafted on their structure to make them observable at 504 nm with a confocal microscope. Using calli culture of coffee plants, it was shown that PB-NPs were unable to penetrate into the cells by passive transport. By preparing coffee protoplasts, penetration of nanoparticles was observable, beginning by the invagination of the protoplast membrane. Among different treatments used to facilitate the penetration, electroporation provides the best results, without altering the viability of the protoplasts. These initial results lead to nanoparticle usage for transporting targeted molecules into plant cells. The enrichment of nanoparticles in 5-CQA for its release in the protoplasts will constitute the continuation of this work and will make it possible to better understand the mode of action of 5-CQA in the stress response.; Ces travaux comportent deux objectifs majeurs: clarifier dans quelles réponses au stress abiotique les composés phénoliques, et plus particulièrement l'acide chlorogénique 5-CQA, sont impliqués dans les feuilles de café de C. arabica et développer un outil innovant pour étudier les mécanismes cellulaires par lesquels 5- CQA intervient lors de la réponse au stress.Pour atteindre le premier objectif, les plants de café ont été cultivés au champ ou dans des conditions contrôlées et la teneur en composés phénoliques des feuilles matures dans différentes conditions de stress a été analysée. Une première étude comparant les feuilles cultivées au champ ou en conditions contrôlées a montré que les feuilles du champ contenaient un plus grand nombre de composés phénoliques (17 vs 12 dans des conditions contrôlées) et que les flavonoïdes glycosylés sont quasi absents en culture contrôlée. Au champ, en Amérique, 35 génotypes d'Arabica comprenant des accessions sauvages éthiopiennes, des lignées pures américaines et leurs hybrides ont été cultivés en plein soleil ou à l'ombre sous 4 différents climats. Parmi les 17 composés phénoliques, le 5-CQA, le F-dihex, la mangiférine et la rutine pourraient prédire le degré d'adaptation au plein soleil ou à l'ombre. Deux d'entre eux, le 5-CQA et la mangiférine apparaissent comme des biomarqueurs génétiques, capables de différencier les accessions sauvages éthiopiennes des lignées pures américaines. Les travaux en conditions contrôlées ont montré que tous les principaux composés phénoliques, y compris le 5-CQA et le 3,5-diCQA sont impliqués dans la réponse à la variation de l'intensité lumineuse, à la privation d'azote, à l'élévation modérée du régime thermique (imitant les changements climatiques) ou au stress canicule. Cela suggère que le 5-CQA a un rôle central dans la réponse d'Arabica au stress en conditions contrôlées. Cependant, l'absence de flavonoïdes glycosylés, impliqués dans la réponse au stress en conditions naturelles, modifie peut-être le profil de réponse phénolique.Le deuxième objectif propose d'utiliser des nanoparticules pour faire entrer le 5-CQA dans le noyau des cellules de café. La première étape a consisté à obtenir des nanoparticules. Des nanoparticules de bleu de Prusse (PB-NP) de forme cubique de 70 nm de chaque côté ont été synthétisées et du 2-amino anthracène a été greffé sur leur structure pour les rendre observables à 504 nm au microscope confocal. En utilisant la culture de cals de plants de café, il a été montré qu'aucune des nanoparticules de PB-NPs n'était incapable de pénétrer dans les cellules par transport passif. En préparant des protoplastes de café, la pénétration de nanoparticules était observable, en commençant par l'invagination de la membrane du protoplaste. Parmi les différents traitements utilisés pour faciliter la pénétration, l'électroporation donne les meilleurs résultats, sans altérer la viabilité des protoplastes. Ces premiers résultats ouvrent la voie à l'utilisation des nanoparticules pour l'entrée de molécules ciblées dans les cellules végétales. L'enrichissement de nanoparticules en 5-CQA pour sa libération dans les protoplastes constituera la suite de ce travail et permettra de mieux comprendre le mode d'action du 5-CQA dans la réponse au stress.
Published: 2020

24. Diversity of populations of Xanthomonas axonopodis pv. manihotis in Mali and finding sustainable sources of resistance in cassava

Author: Kante, Moussa, UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Université Montpellier, Université de Bamako. Institut Supérieur de Formation et de Recherche Appliquée, Boris Szurek, and Ousmane Koita
Subjects: Changement climatique, [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, Cassava, Xanthomonas, Diversity analysis (MLVA), Climate change, Sécurité alimentaire, Food security, Manioc, Cassava Bacterial Blight, Bactériose vasculaire du manio, Analyse de diversité (MLVA)
Abstract: The problem of plant diseases occupies a prominent place in the axes of agronomic research in many countries, especially developing ones, where agriculture is generally the engine of the economy. Despite extensive agronomic research, there is a good deal of crop production which until now seemed to be neglected such as cassava (Manihot esculenta). This culture nowadays occupies the front of a lot of research given its strengths as one of the avenues for convincing solutions to the two major challenges (climate change and food security) in southern countries such as Mali. However, it faces a major parasitic constraint, the vascular bacteriosis of cassava (CBB, for Cassava Bacterial Blight) caused by the gram-negative bacterium Xanthomonas phaseoli pv manihotis (Xpm).In Mali in order to offer a source of diversification to conventional food crops largely dominated by cereals and to promote crops resilient to the effects of climate change, we carried out a socio-agronomic and phytoparasitic study on cassava. This is how we focused on: (i) the socio-economic characteristics of cassava production in 05 of the most important cassava-producing regions; (ii) the biological and genetic knowledge of Xpm on cassava in Mali and elsewhere in Africa (Nigeria and Cameroon) and (iii) the resistance to Xpm of local varieties of cassava widely produced in Mali.A series of survey and prospecting followed by field sampling in Mali, but also in Nigeria and Cameroon have enabled us to collect epidemiological data and obtain a range of plant material symptomatic of CBB. With these data we had better sharpened our reflections and arguments on the use of samples: isolation, bio-molecular characterization, pathogenicity test, MLVA analysis of genetic diversity, varietal screening.Our results denote the presence of CBB in the 03 countries surveyed and specifically allow confirmation of the disease presence status (CBB) in Mali. In this country, the production system remains very vulnerable to pests, dominated by a family approach with a small area (from 0.15 to 2 ha in general) with a long-year use of the same varieties, a majority use of the hand of family work and also exchanges of cuttings between producers from the same village who are in the majority (78% of cases of acquisition of cuttings). The study of the diversity and structure of xpm populations in Mali allows us to assume an endemic presence of the disease in Mali. As for the local varieties cultivated in Mali, they are for the most part sensitive to the most present strains (according to the analysis of the family tree from the MLVA analysis.; La problématique des maladies des plantes occupe une place de choix dans les axes de recherche agronomique dans bon nombre de pays surtout ceux en voie de développement ou l'agriculture est généralement le moteur de l’économie. Malgré les nombreuses recherches agronomiques, il existe bon nombre de production végétale qui jusque-là semblait être négligée telle que le manioc (Manihot esculenta). Cette culture de nos jours, occupe le devant de beaucoup de recherche compte tenu de ses atouts comme l’une des pistes de solutions probantse aux deux enjeux majeurs (le changement climatique et la sécurité alimentaire) dans les pays du sud comme le Mali. Cependant elle fait face à une contrainte parasitaire de taille, la bactériose vasculaire du manioc (CBB , pour Cassava Bacterial Blight en anglais) provoquée par la bactérie gram négatif Xanthomonas phaseoli pv manihotis(Xpm).Au Mali dans le but de proposer une source de diversification aux cultures vivrières classiques largement dominées par les céréales et de promouvoir des cultures résiliente aux effets du changement climatique, nous avons mené une étude socio-agronomique et phytoparasitaire sur le manioc. C’est ainsi que nous nous sommes intéressés : (i) aux caractéristiques socioéconomiques de la production du manioc dans 05 des plus importantes régions productrices de manioc ; (ii) aux connaissances biologique et génétique de Xpm sur le manioc au Mali et ailleurs en Afrique (Nigeria et Cameroun) et (iii) à la résistance face à Xpm des variétés locale de manioc largement produites au Mali.Une série d’enquête et de prospection suivie d’échantillonnage sur le terrain au Mali, mais également au Nigeria et au Cameroun nous ont permis de collecter des données epidemiologiques et d’obtenir une gamme de matériel végétal symptomatique de la CBB. Avec ces données nous avions mieux aiguisé notre réflexions et argumentaires sur l'exploitation des échantillons : isolement, caractérisation bio-moleculaire, test de pathogénicité, analyse MLVA de la diversité génétique, screening variétale. Nos résultats dénotent de la présence de la CBB dans les 03 pays prospectés et spécifiquement permettent une confirmation du statut de presence de la maladie (la CBB) au Mali. Dans ce pays le système de production reste très vulnérables aux bioagresseurs, dominé par une approche familiale avec de petite superficie (de 0,15 à 2ha en générale) avec un usage sur de longue année des mêmes variétés, un usage majoritaire de la main d’œuvre familial et aussi des échanges de boutures entre producteurs de même village qui sont majoritaires (78% des cas d’acquisition de boutures). L’étude de diversité et de la structure des populations xpm du Mali nous permet de supposer une présence endémique de la maladie au Mali. Quant aux variétés locales cultivées au Mali, elles sont pour la plus part sensible aux souches les plus présentes (selon l’analyse de l’arbre de descendance issues de l’analyse MLVA.
Published: 2020

25. Coffee Microbiota and Its Potential Use in Sustainable Crop Management. A Review

Author: Benoit, Duong, Pierre, Marraccini, Maeght, Jean Luc, Vaast, Philippe, Duponnois, Robin, Laboratoire des symbioses tropicales et méditerranéennes (UMR LSTM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), LMI RICE, Agricultural Genetics Institute, Institut de Recherche pour le Développement (IRD), UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Botanique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des Végétations (UMR AMAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris (iEES Paris ), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes (UMR Eco&Sols), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Département Performances des systèmes de production et de transformation tropicaux (Cirad-PERSYST), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro
Subjects: Coffee microbiota, [SDV.EE.ECO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Ecosystems, Wastes and by-products management, Biocontrol agent, Core microbiota, Plant growth promoting agents, [SDV.BV.BOT]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Botanics, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, [SDV.BID.SPT]Life Sciences [q-bio]/Biodiversity/Systematics, Phylogenetics and taxonomy, Quality
Abstract: International audience; Intensive coffee production is accompanied by several environmental issues, including soil degradation, biodiversity loss, and pollution due to the wide use of agrochemical inputs and wastes generated by processing. In addition, climate change is expected to decrease the suitability of cultivated areas while potentially increasing the distribution and impact of pests and diseases. In this context, the coffee microbiota has been increasingly studied over the past decades in order to improve the sustainability of the coffee production. Therefore, coffee associated microorganisms have been isolated and characterized in order to highlight their useful characteristics and study their potential use as sustainable alternatives to agrochemical inputs. Indeed, several microorganisms (including bacteria and fungi) are able to display plant growth-promoting capacities and/or biocontrol abilities toward coffee pests and diseases. Despite that numerous studies emphasized the potential of coffee-associated microorganisms under controlled environments, the present review highlights the lack of confirmation of such beneficial effects under field conditions. Nowadays, next-generation sequencing technologies allow to study coffee associated microorganisms with a metabarcoding/metagenomic approach. This strategy, which does not require cultivating microorganisms, now provides a deeper insight in the coffee-associated microbial communities and their implication not only in the coffee plant fitness but also in the quality of the final product. The present review aims at (i) providing an extensive description of coffee microbiota diversity both at the farming and processing levels, (ii) identifying the “coffee core microbiota,” (iii) making an overview of microbiota ability to promote coffee plant growth and to control its pests and diseases, and (iv) highlighting the microbiota potential to improve coffee quality and waste management sustainability.
Published: 2020

26. Repeated gain and loss of a single gene modulates the evolution of vascular plant pathogen lifestyles

Author: Emile, Gluck-Thaler, Cerruti, A., Pérez-Quintero, Alvaro L., Veronica, Roman-Reyna, Vishnu, Madhavan, Deepak, Shantharaj, Marcus, Merfa, Taca, Vancheva, Beckham, Gregg T, de La Fuente, Leonardo, Hitendra, Patel, Sonti, Ramesh V., Leach, Jan E., Noël, Laurent D., Slot, Jason C., Jacobs, Jonathan M., Gluck-Thaler, Emile, Cerutti, Aude, Perez-Quintero, Alvaro, Butchacas, Jules, Roman-Reyna, Verónica, Madhavan, Vishnu, Shantharaj, Deepak, Merfa, Marcus, Pesce, Céline, Jauneau, Alain, Vancheva, Taca, Lang, Jillian, Allen, Caitilyn, Verdier, Valerie, Gagnevin, Lionel, Szurek, Boris, Beckham, Gregg, De, Leonardo, Fuente, La, Patel, Hitendra, Sonti, Ramesh, Bragard, Claude, Leach, Jan, Noël, Laurent, Slot, Jason, Koebnik, Ralf, Jacobs, Jonathan, Ohio State University [Columbus] (OSU), University of Pennsylvania, Laboratoire des Interactions Plantes Microbes Environnement (LIPME), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Colorado State University [Fort Collins] (CSU), Council of Scientific and Industrial Research [India] (CSIR), Auburn University (AU), Université Catholique de Louvain = Catholic University of Louvain (UCL), National Renewable Energy Laboratory (NREL), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), HM CLAUSE [USA Canada], Plateforme Imagerie [Castanet-Tolosan] (IFR 3450 - Pôle de Biotechnologie Végétale), Institut Fédératif de Recherche, Colorado State University [Pueblo] (CSUPueblo), University of Wisconsin-Madison, UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), NSF Postdoctoral Fellowship in Biology : 1306196, U.S. Fulbright Scholar Award, Science and Engineering Research Board, Government of India : SB/52/JCB-12/2014, European Cooperation in Science and Technology (COST) : CA16107 EuroXanth, United States Department of Energy (DOE) : DE-AC36-08GO28308, United States Department of Energy (DOE), USDA NIFA Postdoctoral Fellowship : 2017-67012-26116, COST SUSTAIN travel grant, National Science Foundation (NSF) : DEB-1638999, Fonds de Recherche du Quebec-Nature et Technologies Doctoral Research Scholarship, University Grants Commission, India, Department of Science & Technology (India), French Ministry of National Education and Research, USDA NIFA through NSF/NIFA Plant Biotic Interactions Program : 2018-67013-28490, ANR-18-CE20-0020,NEPHRON,Analyse génétique et moléculaire de l'immunité de l'hydathode et du système vasculaire(2018), ANR-10-LABX-0041,TULIP,Towards a Unified theory of biotic Interactions: the roLe of environmental(2010), University of Pennsylvania [Philadelphia], Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS)
Subjects: 0106 biological sciences, Genetics, 0303 health sciences, Xanthomonas, Multidisciplinary, Bacteria, Phylogenetic tree, Hydrolases, Host (biology), Mutagenesis (molecular biology technique), [SDV.BBM.BM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Molecular biology, Plants, Biology, [SDV.BV.BOT]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Botanics, biology.organism_classification, 01 natural sciences, Genome, Phenotype, Pathogenesis, 03 medical and health sciences, Pathogen, Phylogeny, 030304 developmental biology, 010606 plant biology & botany
Abstract: Vascular plant pathogens travel long distances through host veins, leading to life-threatening, systemic infections. In contrast, nonvascular pathogens remain restricted to infection sites, triggering localized symptom development. The contrasting features of vascular and nonvascular diseases suggest distinct etiologies, but the basis for each remains unclear. Here, we show that the hydrolase CbsA acts as a phenotypic switch between vascular and nonvascular plant pathogenesis. cbsA was enriched in genomes of vascular phytopathogenic bacteria in the family Xanthomonadaceae and absent in most nonvascular species. CbsA expression allowed nonvascular Xanthomonas to cause vascular blight, while cbsA mutagenesis resulted in reduction of vascular or enhanced nonvascular symptom development. Phylogenetic hypothesis testing further revealed that cbsA was lost in multiple nonvascular lineages and more recently gained by some vascular subgroups, suggesting that vascular pathogenesis is ancestral. Our results overall demonstrate how the gain and loss of single loci can facilitate the evolution of complex ecological traits. evolution of complex ecological traits.
Published: 2020

27. Phylogenetic distribution and evolutionary dynamics of nod and T3SS genes in the genus Bradyrhizobium

Author: Teulet, Albin, Gully, Djamel, Rouy, Zoe, Camuel, Alicia, Koebnik, Ralf, Giraud, Eric, Lassalle, Florent, Laboratoire des symbioses tropicales et méditerranéennes (UMR LSTM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Analyse Bio-Informatique pour la Génomique et le Métabolisme (LABGeM), Génomique métabolique (UMR 8030), Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] (GENOSCOPE), Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] (GENOSCOPE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Imperial College London, Wellcome Trust Genome Campus, French Ministry of National Education, Higher Education and Research, Medical Research Council UK (MRC) MR/N010760/1, ANR-16-CE20-0013,SymEffectors,Système de sécrétion de type 3 pour la symbiose fixatrice d'azote(2016), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] (GENOSCOPE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)
Subjects: [SDV.GEN]Life Sciences [q-bio]/Genetics, Genomics, legume, biochemical phenomena, metabolism, and nutrition, symbiosis, type III secretion system, Evolution, Molecular, rhizobium, effector, [SDV.MP]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology, Bacterial Proteins, Multigene Family, Type III Secretion Systems, bacteria, nodulation, Bradyrhizobium, Microbe-Niche Interactions: Mutualism, commensalism and parasitism, Phylogeny, Research Article, Peptide Hydrolases
Abstract: International audience; Bradyrhizobium are abundant soil bacteria and the major symbiont of legumes. The recent availability of Bradyrhizobium genome sequences provides a large source of information for analysis of symbiotic traits. In this study, we investigated the evolutionary dynamics of the nodulation genes (nod) and their relationship with the genes encoding type III secretion systems (T3SS) and their effectors among bradyrhizobia. Based on the comparative analysis of 146 Bradyrhizobium genome sequences, we identified six different types of T3SS gene clusters. The two predominant cluster types are designated RhcIa and RhcIb and both belong to the RhcI-T3SS family previously described in other rhizobia. They are found in 92/146 strains, most of them also containing nod genes. RhcIa and RhcIb gene clusters differ in the genes they carry: while the translocon-encoding gene nopX is systematically found in strains containing RhcIb, the nopE and nopH genes are specifically conserved in strains containing RhcIa, suggesting that these last two genes might functionally substitute nopX and play a role related to effector translocation. Phylogenetic analysis suggests that bradyrhizobia simultaneously gained nod and RhcI-T3SS gene clusters via horizontal transfer or subsequent vertical inheritance of a symbiotic island containing both. Sequence similarity searches for known Nop effector proteins in bradyrhizobial proteomes revealed the absence of a so-called core effectome, i.e. that no effector is conserved among all Bradyrhizobium strains. However, NopM and SUMO proteases were found to be the main effector families, being represented in the majority of the genus. This study indicates that bradyrhizobial T3SSs might play a more significant symbiotic role than previously thought and provides new candidates among T3SS structural proteins and effectors for future functional investigations.
Published: 2020

28. The Rice DNA-Binding Protein ZBED Controls Stress Regulators and Maintains Disease Resistance After a Mild Drought

Author: Zuluaga, Paola A., Bidzinski, Przemyslaw, Chanclud, Emilie, Ducasse, Aurélie, Cayrol, Bastien, Gomez Selvaraj, Michael, Ishitani, Manabu, Jauneau, Alain, Deslandes, Laurent, Kroj, Thomas, Michel, Corinne, Szurek, Boris, Koebnik, Ralf, Morel, Jean-Benoit, Biologie et Génétique des Interactions Plante-Parasite (UMR BGPI), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), International Center for Tropical Agriculture [Colombie] (CIAT), Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR), Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire des Interactions Plantes Microbes Environnement (LIPME), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), INRA project from the SPE division (Decoy), Agropolis Foundation : 1201-001, Fondazione Cariplo : 1201-001, ANR-10-LABX-0001,AGRO,Agricultural Sciences for sustainable Development(2010), European Project: 609398,EC:FP7:PEOPLE,FP7-PEOPLE-2013-COFUND,AGREENSKILLSPLUS(2014), Erist, Montpellier, Agricultural Sciences for sustainable Development - - AGRO2010 - ANR-10-LABX-0001 - LABX - VALID, AgreenSkills+ - AGREENSKILLSPLUS - - EC:FP7:PEOPLE2014-05-05 - 2019-05-04 - 609398 - VALID, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)
Subjects: disease resistance, plant-pathogen interactions, [SDV]Life Sciences [q-bio], drought resistance, fungi, plant– pathogen interactions, food and beverages, Magnaporthe oryzae, Plant Science, lcsh:Plant culture, [SDV] Life Sciences [q-bio], lcsh:SB1-1110, Zn-finger BED domains, plant–pathogen interactions, Original Research
Abstract: BGPI : Equipe 4 : Interactions Céréales Agents Pathogènes (ICAP) ; Equipe 2 : Interactions Virus Insecte Plante (VIP); Background: Identifying new sources of disease resistance and the corresponding underlying resistance mechanisms remains very challenging, particularly in Monocots. Moreover, the modification of most disease resistance pathways made so far is detrimental to tolerance to abiotic stresses such as drought. This is largely due to negative cross-talks between disease resistance and abiotic stress tolerance signaling pathways. We have previously described the role of the rice ZBED protein containing three Zn-finger BED domains in disease resistance against the fungal pathogen Magnaporthe oryzae. The molecular and biological functions of such BED domains in plant proteins remain elusive.Results: Using Nicotiana benthamiana as a heterologous system, we show that ZBED localizes in the nucleus, binds DNA, and triggers basal immunity. These activities require conserved cysteine residues of the Zn-finger BED domains that are involved in DNA binding. Interestingly, ZBED overexpressor rice lines show increased drought tolerance. More importantly, the disease resistance response conferred by ZBED is not compromised by drought-induced stress.Conclusions: Together our data indicate that ZBED might represent a new type of transcriptional regulator playing simultaneously a positive role in both disease resistance and drought tolerance. We demonstrate that it is possible to provide disease resistance and drought resistance simultaneously.
Published: 2020
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29. Identification and characterization of Vietnamese coffee bacterial endophytes displaying in vitro antifungal and nematicidal activities

Author: Stefano Colella, Giang Thi Hoang, Michel Lebrun, Ha Viet Phan, Tuyet Thi Nguyen, Benoit Duong, Phap Quang Trinh, Robin Duponnois, Hoa Xuan Nguyen, Pierre Marraccini, Laboratoire des symbioses tropicales et méditerranéennes (UMR LSTM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), WASI, Institute of Ecology and Biological Resources, Vietnam Academy of Science and Technology, National Key Laboratory for Plant Cell Biotechnology, Vietnam Academy of Agricultural Sciences (VAAS), MAARD, LMI RICE, Agricultural Genetics Institute, Institut de Recherche pour le Développement (IRD), UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: Antifungal Agents, Coffea, Endophyte, Coffee, Plant Roots, Fusarium, RNA, Ribosomal, 16S, Endophytes, Antifungal activity, Phylogeny, Symbiote, 0303 health sciences, biology, Antinematodal Agents, food and beverages, Propriété antifongique, Biological Control Agents, Proteobacteria, Bacillus, Plant Development, Coffea canephora, Microbiology, DNA, Ribosomal, 03 medical and health sciences, Fusarium oxysporum, Nematicidal activity, Pratylenchus coffeae, Croissance, Plant growth-promoting, H20 - Maladies des plantes, 030304 developmental biology, Plant Diseases, Bacteria, Nématocide, 030306 microbiology, Fungi, Biocontrol, Coffea liberica, biology.organism_classification, H10 - Ravageurs des plantes, Burkholderia, bacteria, Biopesticide, [SDV.EE.IEO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Symbiosis
Abstract: International audience; The endophytic bacteria were isolated from coffee roots and seeds in Vietnam and identified with 16S rDNA sequencing as belonging to the Actinobacteria, Firmicutes and Proteobacteria phyla with the Nocardia, Bacillus and Burkholderia as dominant genera, respectively. Out of the thirty genera recovered from Coffea canephora and Coffea liberica, twelve were reported for the first time in endophytic association with coffee including members of the genera Brachybacterium, Caballeronia, Kitasatospora, Lechevalieria, Leifsonia, Luteibacter, Lysinibacillus, Mycolicibacterium, Nakamurella, Paracoccus, Sinomonas and Sphingobium. A total of eighty bacterial endophytes were characterized in vitro for several plant growth promoting and biocontrol traits including: the phosphate solubilization, the indolic compounds, siderophores, HCN, esterase, lipase, gelatinase and chitinase production. A subset of fifty selected bacteria were tested for their potential as biocontrol agents with in vitro confrontations with the fungal pathogen Fusarium oxysporum as well as the coffee parasitic nematodes Radopholus duriophilus and Pratylenchus coffeae. The three most efficient isolates on F. oxysporum belonging to the Bacillus, Burkholderia, and Streptomyces genera displayed a growth inhibition rate higher than 40%. Finally, five isolates from the Bacillus genus were able to lead to 100% of mortality in 24 h on both R. duriophilus and P. coffeae.
Published: 2020

30. Populations of the Parasitic Plant Phelipanche ramosa Influence Their Seed Microbiota

Author: Sarah, Huet, Jean-Bernard, Pouvreau, Erwan, Delage, Sabine, Delgrange, Coralie, Marais, Muriel, Bahut, Philippe, Delavault, Philippe, Simier, Lucie, Poulin, Laboratoire de biologie et pathologie végétales (LBPV), Nantes université - UFR des Sciences et des Techniques (Nantes univ - UFR ST), Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ), Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (LS2N), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Centrale de Nantes (Nantes Univ - ECN), Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes université - UFR des Sciences et des Techniques (Nantes univ - UFR ST), Nantes Université (Nantes Univ), SFR UA 4207 QUAlité et SAnté du Végétal (QUASAV), Université d'Angers (UA)-Ecole supérieure d'Agricultures d'Angers (ESA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Nantes Université (Nantes Univ)-Institut Agro Rennes Angers, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Institut de Recherche en Horticulture et Semences (IRHS), Université d'Angers (UA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest, UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), and RFI Objectif Vegetal Starter grant by the Pays de la Loire Regional Council.
Subjects: core microbiota, food and beverages, seed germination, seed microbiota, Plant Science, lcsh:Plant culture, host adaptation, [SDV.BV.BOT]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Botanics, parasitic weeds, [SDV.BV.PEP]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Phytopathology and phytopharmacy, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, lcsh:SB1-1110, [SDV.BBM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Original Research
Abstract: International audience; Seeds of the parasitic weedPhelipanche ramosaare well adapted to their hosts because they germinate and form haustorial structures to connect to roots in response to diverse host-derived molecular signals.P. ramosapresents different genetic groups that are preferentially adapted to certain hosts. Since there are indications that microbes play a role in the interaction especially in the early stages of the interaction, we studied the microbial diversity harbored by the parasitic seeds with respect to their host and genetic group. Twenty-six seed lots from seven cropping plots of three different hosts-oilseed rape, tobacco, and hemp-in the west of France were characterized for their bacterial and fungal communities using 16S rRNA gene and ITS (Internal transcribed spacer) sequences, respectively. First seeds were characterized genetically using twenty microsatellite markers and phenotyped for their sensibility to various germination stimulants including strigolactones and isothiocyanates. This led to the distinction of threeP. ramosagroups that corresponded to their host of origin. The observed seed diversity was correlated to the host specialization and germination stimulant sensitivity withinP. ramosaspecies. Microbial communities were both clustered by host and plot of origin. The seed core microbiota was composed of seventeen species that were also retrieved from soil and was in lower abundances for bacteria and similar abundances for fungi compared to seeds. The host-related core microbiota of parasitic seeds was limited and presumably well adapted to the interaction with its hosts. Two microbial candidates ofSphingobacteriumspecies andLeptosphaeria maculanswere especially identified in seeds from oilseed rape plots, suggesting their involvement in host recognition and specialization as well as seed fitness forP. ramosaby improving the production of isothiocyanates from glucosinolates in the rhizosphere of oilseed rape.
Published: 2020

31. Constitutive Contribution by the Rice OsHKT1;4 Na+ Transporter to Xylem Sap Desalinization and Low Na+ Accumulation in Young Leaves Under Low as High External Na+ Conditions

Author: Imran Khan, Sonia Mohamed, Thomas Regnault, Delphine Mieulet, Emmanuel Guiderdoni, Hervé Sentenac, Anne-Aliénor Véry, Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes (BPMP), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Higher Education Commission of Pakistan, European Research Area Network Plant Genomics Programme : ERA-PG FP/06. 018B, Agropolis Fondation under the Rice Functional Genomics platform (Montpellier, France), European Project: 06. 018B,ERA-PG FP, Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), and Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Subjects: 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, [SDV]Life Sciences [q-bio], Mutant, Chromosomal translocation, GUS reporter system, Plant Science, rice (Oryza sativa), lcsh:Plant culture, 01 natural sciences, HKT transporters, 03 medical and health sciences, Botany, Parenchyma, OsHKT1, 4 Na+ transporter, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, lcsh:SB1-1110, xylem sap desalinization, low Na+ growth conditions, Original Research, Na+ transport affinity, salt tolerance, Chemistry, fungi, Xylem, food and beverages, Transporter, 15. Life on land, Genetically modified rice, 030104 developmental biology, Shoot, artificial microRNA, 010606 plant biology & botany
Abstract: HKT Na+ transporters correspond to major salt tolerance QTLs in different plant species and are targets of great interest for breeders. In rice, the HKT family is composed of seven or eight functional genes depending on cultivars. Three rice HKT genes, OsHKT1;1, OsHKT1;4 and OsHKT1;5, are known to contribute to salt tolerance by reducing Na+ accumulation in shoots upon salt stress. Here, we further investigate the mechanisms by which OsHKT1;4 contributes to this process and extend this analysis to the role of this transporter in plants in presence of low Na+ concentrations. By analyzing transgenic rice plants expressing a GUS reporter gene construct, we observed that OsHKT1;4 is mainly expressed in xylem parenchyma in both roots and leaves. Using mutant lines expressing artificial microRNA that selectively reduced OsHKT1;4 expression, the involvement of OsHKT1;4 in retrieving Na+ from the xylem sap in the roots upon salt stress was evidenced. Since OsHKT1;4 was found to be also well expressed in the roots in absence of salt stress, we extended the analysis of its role when plants were subjected to non-toxic Na+ conditions (0.5 and 5 mM). Our finding that the transporter, expressed in Xenopus oocytes, displayed a relatively high affinity for Na+, just above 1 mM, provided first support to the hypothesis that OsHKT1;4 could have a physiological role at low Na+ concentrations. We observed that progressive desalinization of the xylem sap along its ascent to the leaf blades still occurred in plants grown at submillimolar Na+ concentration, and that OsHKT1;4 was involved in reducing xylem sap Na+ concentration in roots in these conditions too. Its contribution to tissue desalinization from roots to young mature leaf blades appeared to be rather similar in the whole range of explored external Na+ concentrations, from submillimolar to salt stress conditions. Our data therefore indicate that HKT transporters can be involved in controlling Na+ translocation from roots to shoots in a much wider range of Na+ concentrations than previously thought. This asks questions about the roles of such a transporter-mediated maintaining of tissue Na+ content gradients in non-toxic conditions.
Published: 2020

32. Diversidad de hongos y patogenicidad de Fusarium oxysporum asociados a la corchosis de la raíz del cafeto en México

Author: Daniel LÃ³pez-Lima, Gloria CarriÃ³n, Petra SÃ¡nchez-Nava, Damaris Desgarennes, Luc Villain, Instituto de Ecologia, Universidad Nacional Autónoma de México = National Autonomous University of Mexico (UNAM), Universidad Autónoma del Estado de México (UAEM), UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)
Subjects: Coffea, [SDV.BID.SPT]Life Sciences [q-bio]/Biodiversity/Systematics, Phylogenetics and taxonomy, Agent pathogène, Food processing and manufacture, lcsh:Agriculture, nematodo agallador, root-knot nematodes, hongos filamentosos, [SDV.MP.MYC]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Mycology, H20 - Maladies des plantes, lcsh:TP368-456, fungi, filamentous fungi, lcsh:S, food and beverages, Agriculture, Coffea arabica, TP368-456, [SDV.BV.PEP]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Phytopathology and phytopharmacy, Fusarium oxysporum, lcsh:Food processing and manufacture
Abstract: International audience; The disease known as coffee corky-roots associated to the infection by the root-knot nematode Meloidogyne paranaensis is an important issue for coffee crop in several countries. In Mexico, particularly in the Veracruz state, considerable loses are recorded annually in Coffea arabica plantations by corky-root disease. Previous studies have revealed the presence of fungi in coffee corky-root tissues. However, these fungi have not been yet identified. This work aimed to identify at species level the fungi associated to the coffee corky-root symptoms and determine their pathogenicity on coffee plants. Coffee roots with corky-root symptoms were collected in eight sites distributed through the major coffee growing region of Veracruz. Observations of inside cortical root tissues under scanning electron microscope revealed abundant mycelium and conidia incorky-root samples in contrast with absence of any fungi development in healthy roots. Forty-nine fungi strains from internal corky-root tissue were isolated and identified at species level by ITS sequences. Fusarium oxysporum was the most frequent species and the only present in all of the corky-root samples. These strains were selected for the pathogenicity test. All F. oxysporum strains colonized the vascular system of coffee plants although none caused wilting symptoms.; La corchosis de la raíz del café asociada a la infección del nematodo agallador de la raíz Meloidogyne paranaensis es un importante problema para el cultivo de café en varios países. En México, particularmente en el estado de Veracruz, se registran considerables pérdidas anuales en las plantaciones de Coffea arabica por esta enfermedad. Estudios anteriores han revelado la presencia de hongos en los tejidos afectados con corchosis de la raíz del café. Sin embargo, estos hongos aún no han sido identificados. El objetivo de este trabajo fue identificar a nivel de especie los hongos asociados a la corchosis de la raíz y determinar su patogenicidad en plantas de café. Se recolectaron raíces de cafetos con síntomas de corchosis en ocho sitios distribuidos a través de la principal región cafetalera de Veracruz. Las observaciones de los tejidos internos de las raíces bajo el microscopio electrónico de barrido revelaron abundante micelio y conidios en muestras de raíz con corchosis, en contraste con su ausencia en raíces sanas. Se aislaron 49 hongos de los tejidos internos afectados con corchosis y se identificaron a nivel de especie mediante secuencias de ITS. Fusarium oxysporum fue la especie más frecuente y la única presente en todos los sitios de muestreo, por lo que estas cepas fueron seleccionadas para la prueba de patogenicidad. Todas las cepas de F. oxysporum fueron capaces de colonizar el sistema vascular de las plantas de café, aunque ninguna causó síntomas de marchitez.
Published: 2020

33. Deep modifications of the microbiome of rice roots infected by the parasitic nematode Meloidogyne graminicola in highly infested fields in Vietnam

Author: Stéphane Bellafiore, Hue Nguyen Thi, Lionel Moulin, Marie Simonin, Pierre Czernic, Hai Ho Bich, Anne-Sophie Masson, UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Institute of Environmental Technology [Hanoi] (IET), Vietnam Academy of Science and Technology (VAST), Institut de Recherche en Horticulture et Semences (IRHS), Université d'Angers (UA)-AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire d'Ecologie Microbienne - UMR 5557 (LEM), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Lab Mixte Int RICE2, Laboratoire des symbioses tropicales et méditerranéennes (UMR LSTM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Consultative Group for International Agricultural Research (CGIAR) Program on Rice Agri-food Systems (RICE), 'Mission Longue Duree' (MLD) fellowship programof Research Institute for Development (IRD), and French Ministry of Higher Education, Research and Innovation.
Subjects: 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, root-knot nematode, co-occurrence network, 01 natural sciences, Applied Microbiology and Biotechnology, Microbiology, bacterial community, 03 medical and health sciences, Graminicola, Botany, medicine, Gall, Root-knot nematode, Animals, Microbiome, Tylenchoidea, 2. Zero hunger, Ecology, biology, Obligate, Microbiota, Root microbiome, Oryza, 15. Life on land, biology.organism_classification, medicine.disease, lowland rice, 030104 developmental biology, Nematode, Nematode infection, Vietnam, metabarcoding, [SDE]Environmental Sciences, gall microbiome, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, 010606 plant biology & botany
Abstract: Meloidogyne graminicola, also known as the rice root-knot nematode, is one of the most damaging plant-parasitic nematode, especially on rice. This obligate soilborne parasite induces the formation of galls that disturb the root morphology and physiology. Its impact on the root microbiome is still not well described. Here, we conducted a survey in Northern Vietnam where we collected infected (with galls) and non-infected root tips from the same plants in three naturally infested fields. Using a metabarcoding approach, we discovered that M. graminicola infection caused modifications of the root bacterial community composition and network structure. Interestingly, we observed in infected roots a higher diversity and species richness (+24% observed ESVs) as well as a denser and more complex co-occurrence network (+44% nodes and +136% links). We identified enriched taxa that include several hubs, which could serve as potential indicators or biocontrol agents of the nematode infection. Moreover, the community of infected roots is more specific suggesting changes in the functional capabilities to survive in the gall environment. We thus describe the signature of the gall microbiome (the ‘gallobiome’) with shifting abundances and enrichments that lead to a strong restructuration of the root microbiome.
Published: 2020

34. Environmental Drivers of Microbial Functioning in Mediterranean Forest Soils

Author: Raphaël Gros, Anne Marie Farnet da Silva, Caroline Brunel, Institut méditerranéen de biodiversité et d'écologie marine et continentale (IMBE), Avignon Université (AU)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UMR237-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)
Subjects: 0301 basic medicine, Mediterranean climate, Microorganism, Microbial metabolism, Scale-dependent structuration, Forests, chemistry.chemical_compound, Nitrate, Mediterranean forest stands, Microbiologie, K01 - Foresterie - Considérations générales, Soil Microbiology, Soil physicochemical properties, 2. Zero hunger, Ecology, Soil microbial communities, [SDE]Environmental Sciences, France, Ecological filters, P33 - Chimie et physique du sol, Soil test, 030106 microbiology, Soil Science, Biology, Bacterial Physiological Phenomena, complex mixtures, 03 medical and health sciences, Écologie forestière, Microbial ecology, Carbon source, Propriété physicochimique du sol, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, Bacteria, P34 - Biologie du sol, 15. Life on land, Zone méditerranéenne, Carbon, 030104 developmental biology, chemistry, 13. Climate action, Soil water, Sol de forêt, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Écologie microbienne
Abstract: International audience; Mediterranean forests own distinct characteristics resulting from climate, soil, and vegetation that affect soil microbial communities’ assembly and their associated functions. We initiated a multi-scalar analysis of environmental drivers of soil functioning to (1) identify pertinent factorial scales and (2) determine the relative importance of soil, vegetation, and geoclimate influences in shaping soil microbial functions across the French Mediterranean forests. Soil samples (0–15 cm) were collected from 60 forest sites and soil physicochemical and microbiological properties were assessed across different factorial scales i.e., bioclimates, slope exposures, and forest stands. Patterns in microbial catabolic potential (i.e., extracellular enzymes and microbial respiration) and carbon (C) source utilization (i.e., catabolic-level physiological profiling) were partitioned between vegetation cover, soil characteristics, and geoclimate components. Our results reveal that the catabolic potential of soil microbes was strongly influenced by the forest stands and mainly relied on ammonium and nitrate contents. In contrast, variation in C source utilization was mainly explained by vegetation cover. Soil metabolic capacities of microorganisms and resulting C dynamics were largely constrained by climate parameters, which suggests potentially important consequences for soil C storage. Our study revealed diverse structuration patterns between the catabolic potential and the carbon source utilization of soil microbial communities, and gives insights into the underlying mechanisms of soil microbial functioning in Mediterranean forests.
Published: 2020

35. Design of a new multiplex PCR assay for rice pathogenic bacteria detection and its application to infer disease incidence and detect co-infection in rice fields in Burkina Faso

Author: Bangratz, Martine, Wonni, Issa, Kini, Kossi, Sondo, Moussa, Brugidou, Christophe, Béna, Gilles, Gnacko, Fatoumata, Barro, Mariam, Koebnik, Ralf, Silué, Drissa, Tollenaere, Charlotte, UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Institut de l'Environnement et Recherches Agricoles [Ouagadougou] (INERA), Centre national de la recherche scientifique et technologique [Ouagadougou] (CNRST), Africa Rice Center [Côte d'Ivoire] (AfricaRice), Consultative Group on International Agricultural Research [CGIAR] (CGIAR), and ANR-16-IDEX-0006,MUSE,MUSE(2016)
Subjects: DNA, Bacterial, Leaves, Xanthomonas, Burkholderia, Epidemiology, Science, [SDV]Life Sciences [q-bio], Plant Pathogens, Artificial Gene Amplification and Extension, Plant Science, Research and Analysis Methods, Pathology and Laboratory Medicine, Polymerase Chain Reaction, Sphingomonas, Microbiology, Plant and Algal Models, Pseudomonas, Burkina Faso, Medicine and Health Sciences, Grasses, Molecular Biology Techniques, Molecular Biology, Microbial Pathogens, Plant Diseases, Bacteria, Plant Bacterial Pathogens, Coinfection, Plant Anatomy, Incidence, Organisms, Biology and Life Sciences, Eukaryota, Oryza, Plants, Plant Pathology, Bacterial Pathogens, Experimental Organism Systems, Medical Microbiology, Animal Studies, Medicine, Rice, Pathogens, Multiplex Polymerase Chain Reaction, Research Article
Abstract: International audience; Crop diseases are responsible for considerable yield losses worldwide and particularly in sub-Saharan Africa. To implement efficient disease control measures, detection of the pathogens and understanding pathogen spatio-temporal dynamics is crucial and requires the use of molecular detection tools, especially to distinguish different pathogens causing more or less similar symptoms. We report here the design a new molecular diagnostic tool able to simultaneously detect five bacterial taxa causing important diseases on rice in Africa: (1) Pseudomonas fuscovaginae, (2) Xanthomonas oryzae, (3) Burkholderia glumae and Burkholderia gladioli, (4) Sphingomonas and (5) Pantoea species. This new detection tool consists of a multiplex PCR, which is cost effective and easily applicable. Validation of the method is presented through its application on a global collection of bacterial strains. Moreover, sensitivity assessment for the detection of all five bacteria is reported to be at 0.5 ng DNA by μl. As a proof of concept, we applied the new molecular detection method to a set of 256 rice leaves collected from 16 fields in two irrigated areas in western Burkina Faso. Our results show high levels of Sphingomonas spp. (up to 100% of tested samples in one field), with significant variation in the incidence between the two sampled sites. Xanthomonas oryzae incidence levels were mostly congruent with bacterial leaf streak (BLS) and bacterial leaf blight (BLB) symptom observations in the field. Low levels of Pantoea spp. were found while none of the 256 analysed samples was positive for Burkholderia or Pseudomonas fuscovaginae. Finally, many samples (up to 37.5% in one studied field) were positive for more than one bacterium (co-infection). Documenting co-infection levels are important because of their drastic consequences on epidemiology, evolution of pathogen populations and yield losses. The newly designed multiplex PCR for multiple bacterial pathogens of rice is a significant improvement for disease monitoring in the field, thus contributing to efficient disease control and food safety.
Published: 2020

36. Route of a Multipartite Nanovirus across the Body of Its Aphid Vector

Author: Yannis Michalakis, Jean-Louis Zeddam, Heiko Ziebell, Yahya Z. A. Gaafar, Jeremy Di Mattia, Stéphane Blanc, Mathilde Villegas, Marie-Stéphanie Vernerey, Michel Yvon, Elodie Pirolles, Biologie et Génétique des Interactions Plante-Parasite (UMR BGPI), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Julius Kühn-Institut (JKI), Evolution Théorique et Expérimentale (MIVEGEC-ETE), Perturbations, Evolution, Virulence (PEV), Maladies infectieuses et vecteurs : écologie, génétique, évolution et contrôle (MIVEGEC), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Maladies infectieuses et vecteurs : écologie, génétique, évolution et contrôle (MIVEGEC), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), ANR-14-CE02-0014,Nano,Exploration de la biologie des virus multipartite(2014), ANR-18-CE92-0028,Nanovirus,Aspects moléculaires et cellulaires du cycle de vie des virus multipartites: les nanovirus(2018), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: 0106 biological sciences, Viral protein, [SDV]Life Sciences [q-bio], Immunology, vector transmission, circulative, plant, Luteoviridae, medicine.disease_cause, 01 natural sciences, Microbiology, Genome, Virus, Plant Viruses, 03 medical and health sciences, Viral Proteins, nanovirus, Viral entry, Virology, Plant virus, medicine, Animals, Geminiviridae, In Situ Hybridization, Fluorescence, 030304 developmental biology, Plant Diseases, Genetics, 0303 health sciences, biology, Nanovirus, DNA Viruses, Virion, biology.organism_classification, 3. Good health, Virus-Cell Interactions, Insect Vectors, aphid, Insect Science, insect vector, Aphids, [SDV.MP.VIR]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Virology, multipartite virus, Nanoviridae, nonpropagative, 010606 plant biology & botany
Abstract: BGPI : Equipe 2 : Interactions Virus Insecte Plante (VIP); International audience; Vector transmission plays a primary role in the life cycle of viruses, and insects are the most common vectors. An important mode of vector transmission, reported only for plant viruses, is circulative nonpropagative transmission whereby the virus cycles within the body of its insect vector, from gut to salivary glands and saliva, without replicating. This mode of transmission has been extensively studied in the viral families Luteoviridae and Geminiviridae and is also reported for Nanoviridae. The biology of viruses within these three families is different, and whether the viruses have evolved similar molecular/cellular virus-vector interactions is unclear. In particular, nanoviruses have a multipartite genome organization, and how the distinct genome segments encapsidated individually transit through the insect body is unknown. Here, using a combination of fluorescent in situ hybridization and immunofluorescence, we monitor distinct proteins and genome segments of the nanovirus Faba bean necrotic stunt virus (FBNSV) during transcytosis through the gut and salivary gland cells of its aphid vector Acyrthosiphon pisum. FBNSV specifically transits through cells of the anterior midgut and principal salivary gland cells, a route similar to that of geminiviruses but distinct from that of luteoviruses. Our results further demonstrate that a large number of virus particles enter every single susceptible cell so that distinct genome segments always remain together. Finally, we confirm that the success of nanovirus-vector interaction depends on a nonstructural helper component, the viral protein nuclear shuttle protein (NSP), which is shown to be mandatory for viral accumulation within gut cells.IMPORTANCE An intriguing mode of vector transmission described only for plant viruses is circulative nonpropagative transmission, whereby the virus passes through the gut and salivary glands of the insect vector without replicating. Three plant virus families are transmitted this way, but details of the molecular/cellular mechanisms of the virus-vector interaction are missing. This is striking for nanoviruses that are believed to interact with aphid vectors in ways similar to those of luteoviruses or geminiviruses but for which empirical evidence is scarce. We here confirm that nanoviruses follow a within-vector route similar to that of geminiviruses but distinct from that of luteoviruses. We show that they produce a nonstructural protein mandatory for viral entry into gut cells, a unique phenomenon for this mode of transmission. Finally, noting that nanoviruses are multipartite viruses, we demonstrate that a large number of viral particles penetrate susceptible cells of the vector, allowing distinct genome segments to remain together.
Published: 2020

37. An original structural fold underlies the multitask P1, a silencing suppressor encoded by the Rice yellow mottle virus

Author: Poignavent, Vianney, Hoh, François, Terral, Guillaume, Yinshan, Yang, Gillet, François-Xavier, Kim, Jeong-Hyeon, Allemand, Frédéric, Lacombe, Eric, Brugidou, Christophe, Cianférani, Sarah, Démèné, Héléne, Vignols, Florence, UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Centre de Biochimie Structurale [Montpellier] (CBS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Spectrométrie de Masse BioOrganique [Strasbourg] (LSMBO), Département Sciences Analytiques et Interactions Ioniques et Biomoléculaires (DSA-IPHC), Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), BioCampus (BCM), Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes (BPMP), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), BioCampus Montpellier (BCM), Université Montpellier 1 (UM1)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: [SDV]Life Sciences [q-bio], food and beverages, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, MESH: 3D structure / Oryza sativa / Sobemovirus / Viral suppressor of gene silencing / Zinc finger protein
Abstract: The Rice Yellow Mottle sobemovirus (RYMV) belongs to the most damaging pathogens devastating rice fields in Africa. P1, a key protein for RYMV, was reported as a potent RNAi suppressor counteracting RNA silencing in plant reporter systems. Here we describe the complete 3D structure and dynamics of P1. Its N-terminal region contains ZnF1, a structural CCCC-type zinc finger strongly affine to zinc and a prominent short helix, rendering this region poorly amenable to structural changes. P1 C-terminal region contains ZnF2, an atypical HCHC-type ZnF that does not belong to any existing class of Zn finger proteins. ZnF2 appeared much less affine to zinc and more sensitive to oxidizing environments than ZnF1, and may serve as a sensor of plant redox status. The structure helped us to identify key residues essential for RYMV infectivity and spread in rice tissues through their participation in P1 oligomerization and folding. Altogether, our results provide the first complete structure of an antiviral silencing suppressor encoded by a virus infecting rice and highlight P1 structural and dynamical properties that may serve RYMV functions to infect and invade its host plant.
Published: 2020

38. Thirty Years of Genome Engineering in Rice: From Gene Addition to Gene Editing

Author: Martine Bes, Murielle Portefaix, Emmanuel Guiderdoni, Delphine Mieulet, Christophe Perin, Donaldo Meynard, Anne Cecile Meunier, Aurore Vernet, Jean-Christophe Breitler, Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Diversité, adaptation, développement des plantes (UMR DIADE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), ANR-11-BTBR-0001,GENIUS,Ingénierie cellulaire : amélioration et innovation technologiques pour les plantes d'une agriculture(2011), and ANR-10-LABX-0001,AGRO,Agricultural Sciences for sustainable Development(2010)
Subjects: 0106 biological sciences, Oryza sativa, Computational biology, Biology, 01 natural sciences, Genome, F30 - Génétique et amélioration des plantes, Genome engineering, 03 medical and health sciences, Genome editing, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Gene, Transfert de gène, 030304 developmental biology, Génie génétique, 2. Zero hunger, 0303 health sciences, genetic engineering, Génome, gene editing, rice, Gene targeting, food and beverages, Genetically modified rice, Functional genomics, functional genomics, 010606 plant biology & botany
Abstract: International audience; Rice, the staple food for more than half of humankind and the model monocot crop, was the first cereal in which efficient gene transfer procedures were implemented: 30 years ago, the first transgenic rice plant was regenerated following direct gene transfer to cell suspension-derived protoplasts. Shortly thereafter, transgenic plants were regenerated from zygotic embryo-derived cells following their subjection to micro-projectile acceleration and Agrobacterium-mediated transfection treatments. The high efficiency of transfer deoxyribonucleic acid (T-DNA) integration in seed embryo-derived cells of rice has allowed the transfer of genes of agronomical relevance and the generation of large collections of insertion lines and has provided a key contribution to deciphering the function of more than 2000 rice genes. The high efficiency of T-DNA integration in seed embryo-derived cells of rice also permitted the first implementation of gene targeting and knock-in (KI) events, relying on the albeit very low natural frequency of homology-directed repair (HDR) in the rice genome. In the late 2000s, the advent of site-directed nucleases (SDNs) that induce either single or double-strand breaks at a high frequency and their rapid application to rice permitted routine targeted mutagenesis, which can be multiplexed to simultaneously alter several targets or create deletions, and base and gene editing (e.g. correction of amino acids). Currently, the challenge remains to attain a high frequency of KI and replacement of long stretches of DNA for protein domain or coding sequence swapping. We present herein a historical perspective of the advances that have been readily implemented to determine the function of rice genes and to manipulate traits of agronomical relevance. Two main bottlenecks remain to be alleviated in rice genomic engineering: the low frequency of HDR and the genotype dependence of gene transfer efficiency. Alleviation of these bottlenecks is needed to reach the potential of intra- and interspecific gene replacement and SDN-mediated multiplex editing of alleles in elite materials, which will assist in the breeding and deployment of rice cultivars embedded in sustainable and climate-smart agricultural practices.
Published: 2020

39. Functional Characterization of the Arabidopsis Abscisic Acid Transporters NPF4.5 and NPF4.6 in Xenopus Oocytes

Author: Mélanie Noguero, Sophie Léran, Claire Corratgé-Faillie, Chantal Brachet, Yann Boursiac, Benoît Lacombe, UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes (BPMP), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), ANR-11-JSV6-0002,NUTSE,Perception des nutriments chez les plantes(2011), ANR-14-CE34-0007,HONIT,Hormone cross-talk drives nutrient dependent plant development(2014), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), and Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, Subfamily, Arabidopsis thaliana, F60 - Physiologie et biochimie végétale, membrane transport, acide abscisique, hormone, Xenopus, F62 - Physiologie végétale - Croissance et développement, Plant Science, yeast, lcsh:Plant culture, 01 natural sciences, Km, abscisic acid, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, Arabidopsis, abscissins, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, lcsh:SB1-1110, ovocyte de xénope, transport membranaire, Receptor, Abscisic acid, levure, Original Research, Pyrabactin, biology, pH, organic chemicals, fungi, food and beverages, Transporter, Membrane transport, biology.organism_classification, Cell biology, arabidopsis, 030104 developmental biology, chemistry, ABA, transport, 010606 plant biology & botany
Abstract: Dynamic reprogramming of gene regulatory networks (GRNs) enables organisms to rapidlyrespond to environmental perturbation. However, the underlying transient interactionsbetween transcription factors (TFs) and genome-wide targets typically elude biochemicaldetection. Here, we capture both stable and transient TF-target interactions genome-widewithin minutes after controlled TF nuclear import using time-series chromatin immunoprecipitation(ChIP-seq) and/or DNA adenine methyltransferase identification (DamID-seq).The transient TF-target interactions captured uncover the early mode-of-action of NIN-LIKEPROTEIN 7 (NLP7), a master regulator of the nitrogen signaling pathway in plants. Thesetransient NLP7 targets captured in root cells using temporal TF perturbation account for 50%of NLP7-regulated genes not detectably bound by NLP7 in planta. Rapid and transient NLP7binding activates early nitrogen response TFs, which we validate to amplify the NLP7-initiatedtranscriptional cascade. Our approaches to capture transient TF-target interactions genomewidecan be applied to validate dynamic GRN models for any pathway or organism of interest.
Published: 2020

40. The complete genome sequence of Xanthomonas theicola, the causal agent of canker on tea plants, reveals novel secretion systems in clade-1 xanthomonads

Author: Koebnik, Ralf, Burokiene, Daiva, Bragard, Claude, Chang, Christine, Fischer-Le Saux, Marion, Kölliker, Roland, Lang, Jillian, Leach, Jan, Luna, Emily, Portier, Perrine, Sagia, Angeliki, Ziegle, Janet, Cohen, Stephen Philip, Jacobs, Jonathan, UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), NATURE RESEARCH CENTER VILNIUS LTU, Partenaires IRSTEA, Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), INSTITUTE OF LIFE SCIENCES UNIVERSITE CATHOLIQUE DE LOUVAIN LOUVAIN-LA-NEUVE BEL, Pacific Biosciences [Menlo Park], Pacific Biosciences of California, Institut de Recherche en Horticulture et Semences (IRHS), Université d'Angers (UA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich), DEPARTMENT OF BIOLOGY COLORADO STATE UNIVERSITY FORT COLLINS COLORADO USA, Colorado State University [Fort Collins] (CSU), University of Crete [Heraklion] (UOC), Ohio State University [Columbus] (OSU), United States Department of Agriculture National Institute of Food and Agriculture Postdoctoral Fellowship (2018-08122), for SPC, European Project, UCL - SST/ELI/ELIM - Applied Microbiology, Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Université d'Angers (UA)-AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Ohio State University, and Partenaires INRAE
Subjects: Tea plant, Evolution, pathogen effectors, Plant Science, microbe-genome sequencing, host parasite interactions, Bacterial canker, [SDV.BV.PEP]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Phytopathology and phytopharmacy, Type 3 secretion, bacterial pathogens, Type 2 secretion, genomics, Xanthomonas theicola, Effector-encoding transposon, Agronomy and Crop Science
Abstract: International audience; Xanthomonas theicola is the causal agent of bacterial canker on tea plants. There is no complete genome sequence available for X. theicola, a close relative of the species X. translucens and X. hyacinthi, thus limiting basic research for this group of pathogens. Here we release a highquality complete genome sequence for the X. theicola type strain, CFBP 4691T. Single-molecule real-time sequencing with a mean coverage of 264X revealed two contigs of 4,744,641 bp (chromosome) and 40,955 bp (plasmid) in size. Genome mining revealed the presence of nonribosomal peptide synthases, two CRISPR systems, the Xps type 2 secretion system, and the Hrp type 3 secretion system. Surprisingly, this strain encodes an additional type 2 secretion system and a novel type 3 secretion system with enigmatic function, hitherto undescribed for xanthomonads. Four type 3 effector genes were found on complete or partial transposons, suggesting a role of transposons in effector gene evolution and spread. This genome sequence fills an important gap to better understand the biology and evolution of the early-branching xanthomonads, also known as clade-1 xanthomonads.
Published: 2020

41. Towards unraveling macroecological patterns in rhizosphere microbiomes

Author: Wayne Dawson, Caroline Brunel, Mark van Kleunen, Kelly S. Ramirez, Robin Pouteau, Michael Pester, Taizhou University, UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Botanique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des Végétations (UMR AMAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Duke University [Durham], Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH / Leibniz Institute DSMZ-German Collection of Microorganisms and Cell Cultures (DSMZ), Netherlands Institute of Ecology - NIOO-KNAW (NETHERLANDS), Terrestrial Ecology (TE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), and Durham University
Subjects: 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, Plant Science, Biology, Reference database, [SDV.BID.SPT]Life Sciences [q-bio]/Biodiversity/Systematics, Phylogenetics and taxonomy, 01 natural sciences, Plant Roots, Rhizosphere microbiome, Meta-analysis of sequencing data, 03 medical and health sciences, [SDV.EE.ECO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Ecosystems, F01 - Culture des plantes, ddc:570, Microbiome, Temporal scales, Plan_S-Compliant_TA, Amplicon sequencing variants, Soil Microbiology, Rhizosphere, Ecology, Microbiota, P34 - Biologie du sol, Macroecological patterns, [SDV.BV.BOT]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Botanics, 15. Life on land, Plants, rizosphere microbiomes, macroecological patterns, rhizoshere soil microbes, holobionts, Data availability, 030104 developmental biology, Rhizosphère, international, Micro-organisme du sol, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, 010606 plant biology & botany
Abstract: It is generally accepted that plants locally influence the composition and activity of their rhizosphere microbiome, and that rhizosphere community assembly further involves a hierarchy of constraints with varying strengths across spatial and temporal scales. However, our knowledge of rhizosphere microbiomes is largely based on single-location and time-point studies. Consequently, it remains difficult to predict patterns at large landscape scales, and we lack a clear understanding of how the rhizosphere microbiome forms and is maintained by drivers beyond the influence of the plant. By synthesizing recent literature and collating data on rhizosphere microbiomes, we point out the opportunities and challenges offered by advances in molecular biology, bioinformatics, and data availability. Specifically, we highlight the use of exact sequence variants, coupled with existing and newly generated data to decipher the rules of rhizosphere community assembly across large spatial and taxonomic scales. published
Published: 2020

42. Datamining, genetic diversity analyses, and phylogeographic reconstructions redefine the worldwide evolutionary history of grapevine Pinot gris virus and grapevine berry inner necrosis virus

Author: Nils Poulicard, Thierry Candresse, Olivier Lemaire, Jean-Michel Hily, Amandine Velt, Anne-Sophie Spilmont, Monique Beuve, Lauriane Renault, Emmanuelle Vigne, Santé de la vigne et qualité du vin (SVQV), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut Français de la Vigne et du Vin (IFV), UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Biologie du fruit et pathologie (BFP), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université de Bordeaux (UB), and Université de Bordeaux (UB)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, [SDV]Life Sciences [q-bio], Datamining, Plant Science, phylogeography, 01 natural sciences, plante fruitière, Genus, Plant pathology, Grapevine berry inner necrosis virus, Ecology, plant pathology, Center of origin, 3. Good health, virology, Phylogeography, lcsh:QR100-130, Grapevine, Grapevine Pinot gris virus, grapevine berry inner necrosis virus, trichovirus, Virologie végétale, Trichovirus, Virus phytopathogène, Biology, lcsh:Plant culture, lcsh:Microbial ecology, 03 medical and health sciences, grapevine pinot gris virus, Virology, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, lcsh:SB1-1110, datamining, Molecular Biology, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, Genetic diversity, metagenomics, center of origin, lcsh:QK900-989, biology.organism_classification, [SDV.BV.PEP]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Phytopathology and phytopharmacy, grapevine, Santé des plantes, 030104 developmental biology, Evolutionary biology, Metagenomics, lcsh:Plant ecology, Agronomy and Crop Science, 010606 plant biology & botany
Abstract: The recently described member of the genus Trichovirus grapevine Pinot gris virus (GPGV) has now been detected in most grape-growing countries. While it has been associated with severe mottling and deformation symptoms under some circumstances, it has generally been detected in asymptomatic infections. The cause(s) underlying this variable association with symptoms remain(s) subject to speculations. GPGV genetic diversity has been studied using short genomic regions amplified by RT-PCR but not so far at the pan-genomic level. In an attempt to gain insight into GPGV diversity and evolutionary history, a systematic datamining effort was performed on our own high-throughput sequencing (HTS) data as well as on publicly available sequence read archive files. One hundred new complete or near complete GPGV genomic sequences were thus obtained, together with 69 new complete genomes for the other grapevine-infecting Trichovirus, grapevine berry inner necrosis virus (GINV). Phylogenetic and diversity analyses revealed that both viruses likely have their origin in Asia and that China is the most probable country of origin of GPGV. However, despite their common taxonomy, origin, and host, these two trichoviruses display very distinct genetic features and evolutionary traits. GINV shows an important overall genetic diversity, and is likely evolving under a balancing selection in a very restricted region of the world. On the contrary, GPGV shows a worldwide distribution with a modest genetic diversity and presents a strong selective sweep pattern. Taken together, these results show how two closely related trichoviruses differ drastically in their evolutionary history and epidemiological success. Possible causes for these differences are discussed. [Formula: see text] Copyright © 2020 The Author(s). This is an open access article distributed under the CC BY-NC-ND 4.0 International license .
Published: 2020

43. Special section on insects and the UN sustainable development goals

Author: Pierre Silvie, Quentin Struelens, Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), doctoral grant from Doctoral School ED227, McKnight Foundation through grant 16-213 (LEGUMIP), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire des Interactions Plantes Microbes Environnement (LIPME), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Agroécologie et Intensification Durables des cultures annuelles (UPR AIDA), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Dangles, Olivier (ed.), and Crespo-Pérez, V. (ed.)
Subjects: 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, Integrated pest management, H01 - Protection des végétaux - Considérations générales, Insecticides, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, Biodiversity, Biology, Gestion intégrée des ravageurs, Insect Control, 010603 evolutionary biology, 01 natural sciences, 03 medical and health sciences, Tropical climate, Traditional knowledge, Lutte intégrée, Environmental planning, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, Insecticide, Bibliographie, 2. Zero hunger, Sustainable development, Lutte anti-insecte, Objectifs de développement durable, Tropics, Sustainable Development, 15. Life on land, H10 - Ravageurs des plantes, 030104 developmental biology, 13. Climate action, Insect Science, Sustainability, Système de culture, P01 - Conservation de la nature et ressources foncières, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Goals, Cropping, Zone tropicale
Abstract: International audience; Tropical cropping systems are highly dependent on synthetic insecticides, which generates sustainability issues. We performed a bibliometric analysis of the current insecticide literature (2017-2019) and used the Sustainable Development Goals roadmap to identify research topics in insecticide research that should be promoted to attain sustainable cropping systems. Bioinsecticides and integrated pest management were identified as potential substitutes for synthetic insecticides while insecticide contamination, degradation and impacts on non-target organisms were pinpointed as topics with the potential to lessen detrimental effects of synthetic insecticides. We also highlighted how peculiarities specific to the tropics (tropical climate, high biodiversity, strong traditional knowledge, insecticide regulations, lack of local scientific data, and farmer training through extension services) affect the identified research topics and why they should be taken into account. We finally suggest to combine the identified research topics in order to promote research synergies across disciplines.
Published: 2020

44. An innovative automated active compound screening system allows high-throughput optimization of somatic embryogenesis in Coffea arabica

Author: Awada, Rayan, Verdier, Dorothée, Froger, Solène, Brulard, Eric, de Faria Maraschin, Simone, Etienne, Hervé, Breton, David, UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), and Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)
Subjects: MESH: Coffea / cytology, MESH: Hydroxamic Acids / pharmacology, lcsh:Medicine, MESH: Automation, Laboratory, Coffea, Pilot Projects, Hydroxamic Acids, Coffee, MESH: Hight-Throughput Screening Assays / methods, Embryogénèse somatique, lcsh:Science, MESH: Hydroxylamines / pharmacology, Active compounds, MESH: Seeds / cytology, Micropropagation, Coffea arabica, Somatic embryogenesis, MESH: Seeds / growth & development, [SDV.BV.BOT]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Botanics, MESH: Reproducibility of Results, MESH: Quinolines / pharmacology, F02 - Multiplication végétative des plantes, Seeds, Quinolines, MESH: Coffea / drug effects, Plant Somatic Embryogenesis Techniques, MESH: Histone Deacetylase inhibitors / pharmacology, MESH: Hight-Throughput Screening Assays / instrumentation, MESH: Plant Somatic Embryogenesis Techniques / methods, Chemical libraries, Multiplication des plantes, Hydroxylamines, Article, Plant Cells, Régénération in vitro, High throughput optimization, MESH: Seeds / drug effects, Automation, Laboratory, Miniaturization, MESH: Plant Cells / drug effects, lcsh:R, Reproducibility of Results, Automated screening system, MESH: Miniaturization, MESH: Pilot Projects, Développement embryonnaire, High-Throughput Screening Assays, Histone Deacetylase Inhibitors, [SDV.BDD.EO]Life Sciences [q-bio]/Development Biology/Embryology and Organogenesis, lcsh:Q, U30 - Méthodes de recherche, Plant regeneration
Abstract: International audience; Somatic embryogenesis (SE) faces many challenges in fulfilling the growing demand for elite materials. A high-throughput approach is required to accelerate the optimization of SE protocols by multiplying experimental conditions within a limited time period. For the first time in plant micropropagation, we have developed a miniaturized and automated screening system to meet high-throughput standards. Coffea arabica embryo regeneration, classically achieved in 250-ml Erlenmeyer flasks, was successfully miniaturized in 24-well plates, allowing a volume downscaling factor of 100 and a space saving of 53 cm 2 /well. Cell clusters were ground and filtered to fit the automated pipetting platform, leading to fast, reproducible and uniform cluster distribution (23.0 ± 5.5 cell clusters/well) and successful regeneration (6.5 ± 2.2 embryos/well). Pilot screening of active compounds on SE was carried out. Compounds belonging to the histone deacetylase inhibitor family were tested for embryo regeneration efficiency. Cells treated with 1 µM Trichostatin A showed a marked 3-fold increase in the number of regenerated embryos. When re-tested in 250-ml flasks, the same enhancement was obtained, thereby validating the miniaturized and automated screening method. These results showed that our screening system is reliable and well suited to screening hundreds of compounds, offering unprecedented perspectives in plant micropropagation.
Published: 2020

45. Et si on cherchait autrement ? Plaidoyer pour une science de la durabilité

Author: Valérie Verdier, Olivier Dangles, Philippe Charvis, Philippe Cury, UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Géoazur (GEOAZUR 7329), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur, COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), HORIZON, IRD, Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: [SDE.MCG] Environmental Sciences/Global Changes, [SDV.SPEE] Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, [SDV.SPEE]Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie, [SDE.ES] Environmental Sciences/Environmental and Society, [SDE.ES]Environmental Sciences/Environmental and Society
Published: 2020

46. Phenotypic and molecular responses of rice to Burkholderia s.l. species

Author: King, Eoghan, UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Université Montpellier, Pierre Czernic, and Lionel Moulin
Subjects: Transcriptomique, Burkholderia, Pgpr, Rhizobacteria, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Rice, Transcriptomics, Endophyte, Rhizobactéries, Riz
Abstract: In natural conditions, plants interact with a large diversity of microorganisms maintaining with them various types of interaction ranging from mutualism to pathogenesis. Whatever the type of interaction established, the plants are able to recognize conserved microbial molecular motifs which trigger a so-called “non-host” immune response when perceived. This basal immune response has been extensively studied in the case of interactions with mutualistic and pathogenic microorganisms. However, in the case of “associative symbiosis” with beneficial rhizobacteria or bacterial endophytes, grouped under the term Plant Growth-Promoting Rhizobacteria (PGPR), the immune and physiological responses of plants have been scarcely described. In this context, this thesis project aimed at describing the transcriptional regulations of the model monocotyledonous rice, in response to the interaction with beneficial -rhizospheric or endophytic- and pathogenic bacteria of the genus Burkholderia sensu lato (s.l.). This ubiquitous genus of beta-proteobacteria has the particularity of having been subdivided into two genera with distinct ecologies: the genus Paraburkholderia, which groups together environmental and plant-associated species, and the genus Burkholderia sensu stricto (s.s.), which groups together human opportunistic and pathogenic species but also phytobeneficial species such as B. vietnamiensis. RNA-Seq analysis of the transcriptomic response of rice to three endophytic strains, Paraburkholderia kururiensis M130, Burkholderia vietnamiensis TVV75 and Paraburkholderia phytofirmans PsJN, revealed contrasting physiological regulations depending on the inoculated strain; in addition, comparative analyses of root tissue colonization by these strains enabled to associate some of these regulations with different colonization patterns. Finally, the expression of genes involved in the immune response of plants, identified by the functional analysis of transcriptomes, was measured during interaction kinetics with a wider diversity of strains. For this, ten strains of Burkholderia s.l., comprising three pathogenic strains, as well as three model rice PGPR strains of the genera Azospirillum, Herbaspirillum and Pseudomonas were selected. This last approach highlighted transcriptional regulations associated with the types of colonization, rhizospheric and endophytic, or interaction, beneficial and deleterious.This work is part of the characterization of the molecular bases of plants’ response to beneficial microorganisms which represent an important potential for the development of sustainable agronomic solutions favoring nutrition and plant resistance to diseases.; Dans les conditions naturelles, les plantes interagissent avec une grande diversité de microorganismes, entretenant avec elles des types d’interactions variées allant du mutualisme à la pathogénie. Quelque soit le type d’interaction mis en place, les plantes sont capables de reconnaitre des motifs moléculaires microbiens conservés qui induisent l’activation d’une réponse immunitaire dite « non-hôte ». Cette réponse immunitaire basale a largement été étudiée dans le cas des interactions avec des microorganismes mutualistes et pathogènes. Cependant, dans le cas des « symbioses associatives » avec des rhizobactéries ou des bactéries endophytes bénéfiques, regroupées sous le terme de Plant Growth-Promoting Rhizobacteria (PGPR), les réponses immunitaires et physiologiques des plantes ont très peu été décrites. Dans ce contexte, ce projet de thèse a eu pour objectif de décrire les régulations transcriptionnelles de la monocotylédone modèle, le riz, en réponse à l’interaction avec des bactéries bénéfiques -rhizosphériques ou endophytes- et pathogènes du genre Burkholderia sensu lato (s.l.). Ce genre ubiquiste de béta-protéobactéries a la particularité d'avoir été subdivisé en deux genres aux écologies distinctes : le genre Paraburkholderia regroupant des espèces environnementales et bénéfiques des plantes, et le genre Burkholderia sensu stricto (s.s.) qui regroupe des espèces opportunistes et pathogènes de l'homme ainsi que des pathogènes de plantes, mais aussi des espèces phytobénéfiques (comme B. vietnamiensis). L’analyse par RNA-Seq de la réponse transcriptomique du riz à trois souches endophytes, Paraburkholderia kururiensis M130, Burkholderia vietnamiensis TVV75 et Paraburkholderia phytofirmans PsJN, ont permis de mettre en évidence des régulations physiologiques contrastées en fonction de la souche inoculée. De plus, des analyses comparatives de la colonisation des tissus racinaires par ces souches ont pu associer certaines de ces régulations à différents modes de colonisation. Enfin, l’expression de gènes impliqués dans la réponse immunitaire des plantes, identifiés par l’analyse fonctionnelle des transcriptomes, a été mesurée au cours de cinétiques d’interaction avec une plus large diversité de souches. Pour cela, dix souches de Burkholderia s.l., comprenant trois souches pathogènes, ainsi que trois souches PGPR modèles du riz des genres Azospirillum, Herbaspirillum et Pseudomonas ont été choisies. Cette dernière approche a permis de mettre en évidence des régulations transcriptionnelles associées à des types de colonisation, rhizosphérique et endophytique, ou d’interactions, bénéfiques et délétères. Ces travaux s’intègrent dans la caractérisation des bases moléculaires de la réponse des plantes aux microorganismes bénéfiques qui représentent un potentiel important pour le développement de solutions agronomiques durables favorisant la nutrition et la résistance des plantes aux maladies.
Published: 2019

47. Caractérisation phénotypique et moléculaire de la réponse du riz au cours de l’interaction avec des espèces de Burkholderia s.l

Author: King, Eoghan, UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Université Montpellier, Pierre Czernic, and Lionel Moulin
Subjects: Transcriptomique, Burkholderia, Pgpr, Rhizobacteria, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Rice, Transcriptomics, Endophyte, Rhizobactéries, Riz
Abstract: In natural conditions, plants interact with a large diversity of microorganisms maintaining with them various types of interaction ranging from mutualism to pathogenesis. Whatever the type of interaction established, the plants are able to recognize conserved microbial molecular motifs which trigger a so-called “non-host” immune response when perceived. This basal immune response has been extensively studied in the case of interactions with mutualistic and pathogenic microorganisms. However, in the case of “associative symbiosis” with beneficial rhizobacteria or bacterial endophytes, grouped under the term Plant Growth-Promoting Rhizobacteria (PGPR), the immune and physiological responses of plants have been scarcely described. In this context, this thesis project aimed at describing the transcriptional regulations of the model monocotyledonous rice, in response to the interaction with beneficial -rhizospheric or endophytic- and pathogenic bacteria of the genus Burkholderia sensu lato (s.l.). This ubiquitous genus of beta-proteobacteria has the particularity of having been subdivided into two genera with distinct ecologies: the genus Paraburkholderia, which groups together environmental and plant-associated species, and the genus Burkholderia sensu stricto (s.s.), which groups together human opportunistic and pathogenic species but also phytobeneficial species such as B. vietnamiensis. RNA-Seq analysis of the transcriptomic response of rice to three endophytic strains, Paraburkholderia kururiensis M130, Burkholderia vietnamiensis TVV75 and Paraburkholderia phytofirmans PsJN, revealed contrasting physiological regulations depending on the inoculated strain; in addition, comparative analyses of root tissue colonization by these strains enabled to associate some of these regulations with different colonization patterns. Finally, the expression of genes involved in the immune response of plants, identified by the functional analysis of transcriptomes, was measured during interaction kinetics with a wider diversity of strains. For this, ten strains of Burkholderia s.l., comprising three pathogenic strains, as well as three model rice PGPR strains of the genera Azospirillum, Herbaspirillum and Pseudomonas were selected. This last approach highlighted transcriptional regulations associated with the types of colonization, rhizospheric and endophytic, or interaction, beneficial and deleterious.This work is part of the characterization of the molecular bases of plants’ response to beneficial microorganisms which represent an important potential for the development of sustainable agronomic solutions favoring nutrition and plant resistance to diseases.; Dans les conditions naturelles, les plantes interagissent avec une grande diversité de microorganismes, entretenant avec elles des types d’interactions variées allant du mutualisme à la pathogénie. Quelque soit le type d’interaction mis en place, les plantes sont capables de reconnaitre des motifs moléculaires microbiens conservés qui induisent l’activation d’une réponse immunitaire dite « non-hôte ». Cette réponse immunitaire basale a largement été étudiée dans le cas des interactions avec des microorganismes mutualistes et pathogènes. Cependant, dans le cas des « symbioses associatives » avec des rhizobactéries ou des bactéries endophytes bénéfiques, regroupées sous le terme de Plant Growth-Promoting Rhizobacteria (PGPR), les réponses immunitaires et physiologiques des plantes ont très peu été décrites. Dans ce contexte, ce projet de thèse a eu pour objectif de décrire les régulations transcriptionnelles de la monocotylédone modèle, le riz, en réponse à l’interaction avec des bactéries bénéfiques -rhizosphériques ou endophytes- et pathogènes du genre Burkholderia sensu lato (s.l.). Ce genre ubiquiste de béta-protéobactéries a la particularité d'avoir été subdivisé en deux genres aux écologies distinctes : le genre Paraburkholderia regroupant des espèces environnementales et bénéfiques des plantes, et le genre Burkholderia sensu stricto (s.s.) qui regroupe des espèces opportunistes et pathogènes de l'homme ainsi que des pathogènes de plantes, mais aussi des espèces phytobénéfiques (comme B. vietnamiensis). L’analyse par RNA-Seq de la réponse transcriptomique du riz à trois souches endophytes, Paraburkholderia kururiensis M130, Burkholderia vietnamiensis TVV75 et Paraburkholderia phytofirmans PsJN, ont permis de mettre en évidence des régulations physiologiques contrastées en fonction de la souche inoculée. De plus, des analyses comparatives de la colonisation des tissus racinaires par ces souches ont pu associer certaines de ces régulations à différents modes de colonisation. Enfin, l’expression de gènes impliqués dans la réponse immunitaire des plantes, identifiés par l’analyse fonctionnelle des transcriptomes, a été mesurée au cours de cinétiques d’interaction avec une plus large diversité de souches. Pour cela, dix souches de Burkholderia s.l., comprenant trois souches pathogènes, ainsi que trois souches PGPR modèles du riz des genres Azospirillum, Herbaspirillum et Pseudomonas ont été choisies. Cette dernière approche a permis de mettre en évidence des régulations transcriptionnelles associées à des types de colonisation, rhizosphérique et endophytique, ou d’interactions, bénéfiques et délétères. Ces travaux s’intègrent dans la caractérisation des bases moléculaires de la réponse des plantes aux microorganismes bénéfiques qui représentent un potentiel important pour le développement de solutions agronomiques durables favorisant la nutrition et la résistance des plantes aux maladies.
Published: 2019

48. CRISPR elements provide a new framework for the genealogy of the citrus canker pathogen Xanthomonas citri pv. citri

Author: Kwanho Jeong, Alejandra Muñoz-Bodnar, Nathalia Arias Rojas, Lucie Poulin, Luis Miguel Rodriguez-R, Lionel Gagnevin, Christian Vernière, Olivier Pruvost, Ralf Koebnik, UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Laboratoire de biologie et pathologie végétales (LBPV), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN), Georgia Institute of Technology [Atlanta], 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), Biologie et Génétique des Interactions Plante-Parasite (UMR BGPI), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), ANR-10-BLAN-1723,XANTHracing,Nouvelles méthodes de traçage appliquées aux Xanthomonas pathogènes du riz et des citrus(2010), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Université de Nantes - Faculté des Sciences et des Techniques, Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), and ANR: XANTHracing,ANR-2010-BLAN-1723
Subjects: Xanthomonas, lcsh:QH426-470, Genotyping Techniques, Epidemiology, Evolution, lcsh:Biotechnology, CRISPR-Associated Proteins, Pathologie végétale, Molecular typing, Agent pathogène, Polymerase Chain Reaction, Genetic diversity, short palindromic repeats, F30 - Génétique et amélioration des plantes, Variation génétique, lcsh:TP248.13-248.65, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Surveillance épidémiologique, Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, Clustered regularly interspaced, Phylogeny, H20 - Maladies des plantes, 2. Zero hunger, Spoligotyping, Xanthomonas citri pv citri, Xanthomonas citri pv. citri, lcsh:Genetics, Variable numbers of tandem repeats, Research Article
Abstract: Background Xanthomonads are an important clade of Gram-negative bacteria infecting a plethora of economically important host plants, including citrus. Knowledge about the pathogen’s diversity and population structure are prerequisite for epidemiological surveillance and efficient disease management. Rapidly evolving genetic loci, such as Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR), are of special interest to develop new molecular typing tools. Results We analyzed CRISPR loci of 56 Xanthomonas citri pv. citri strains of world-wide origin, a regulated pathogen causing Asiatic citrus canker in several regions of the world. With one exception, 23 unique sequences built up the repertoire of spacers, suggesting that this set of strains originated from a common ancestor that already harbored these 23 spacers. One isolate originating from Pakistan contained a string of 14 additional, probably more recently acquired spacers indicating that this genetic lineage has or had until recently the capacity to acquire new spacers. Comparison of CRISPR arrays with previously obtained molecular typing data, such as amplified fragment length polymorphisms (AFLP), variable-number of tandem-repeats (VNTR) and genome-wide single-nucleotide polymorphisms (SNP), demonstrated that these methods reveal similar evolutionary trajectories. Notably, genome analyses allowed to generate a model for CRISPR array evolution in X. citri pv. citri, which provides a new framework for the genealogy of the citrus canker pathogen. Conclusions CRISPR-based typing will further improve the accuracy of the genetic identification of X. citri pv. citri outbreak strains in molecular epidemiology analyses, especially when used concomitantly with another genotyping method.
Published: 2019

49. Nucleotide Diversity of the Coding and Promoter Regions of DREB1D, a Candidate Gene for Drought Tolerance in Coffea Species

Author: Luana Ferreira Torres, Tharyn Reichel, Dominique This, David Pot, Gabriel Sergio Costa Alves, Luciana Perreira Freire, Felipe Vinecky, Natalia Gomes Vieira, Sinara Oliveira de Aquino, Luciano Vilela Paiva, Alan Carvalho Andrade, Pierre Marraccini, Hervé Etienne, Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia [Brasília], Federal University of Lavras, Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Diversité, adaptation, développement des plantes (UMR DIADE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Consorcio Pesquisa Cafe, Instituto Nacional de Ciencia e Tecnologia - Cafe (Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico/Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais), and Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior/Comite Francais d'Evaluation de la Cooperation Universitaire et Scientifique avec le Bresil : 407-2012
Subjects: 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, Résistance génétique, Candidate gene, Tolérance à la sécheresse, adaptation aux changements climatiques, Coffea, Plant Science, Coffee, 01 natural sciences, Genetic diversity, F30 - Génétique et amélioration des plantes, Nucleotide diversity, Haplotype, 2. Zero hunger, Genetics, food and beverages, Coffea arabica, Drought stress, Canephora, Drought tolerance, Biology, Coffea canephora, 03 medical and health sciences, Variation génétique, Genetic variation, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, Gene, DREB1D, fungi, Promoter, Coffea eugenioides, 15. Life on land, biology.organism_classification, 030104 developmental biology, Gène, 13. Climate action, H50 - Troubles divers des plantes, 010606 plant biology & botany
Abstract: International audience; Climate change is posing a major challenge to coffee production worldwide leading to a need for the development of coffee cultivars with increased drought tolerance. In several plant species, the use of DREB genes in crop improvement has achieved promising results to desiccation tolerance engineering. Recent studies reported CcDREB1D specific patterns of expression in Coffea canephora and functional evidence of this gene involvement in drought stress responses. However, knowledge on natural diversity of this gene is largely unknown. In this context, this study aimed at evaluating the sequence variability of the DREB1D gene in several Coffea genotypes. Nucleotide variation in promoters and coding regions of this gene were evaluated in a population consisting of 38 genotypes of C. canephora, C. arabica and C. eugenioides, most of them characterized by different phenotypes (tolerance vs. susceptibility) in relation to drought. The genetic diversity of the loci revealed different haplotypes for the promoter and coding regions. In particular, our findings suggest association between drought tolerance and the genetic variations on DREB1D promoter regions, but not with those from its corresponding coding regions. Gene expression studies revealed up-regulated expression of DREB1D gene upon drought mainly in leaves of drought-tolerant clones of C. canephora, and in response to drought, high, and low temperatures in leaves of C. arabica, suggesting a key role of this gene in coffee responses to abiotic stress.
Published: 2018

50. Efficient enrichment cloning of TAL effector genes from Xanthomonas

Author: Ralf Koebnik, Mathilde Hutin, Boris Szurek, Tuan Tu Tran, Hinda Doucoure, L.M. Jaimes Niño, Sébastien Cunnac, UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), and Universidad de los Andes [Bogota] (UNIANDES)
Subjects: 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, Xanthomonas, Bacterial leaf blight, Clinical Biochemistry, 01 natural sciences, Genome, 03 medical and health sciences, Type III effector, Xanthomonas oryzae, TAL effector, [SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], TALome, lcsh:Science, Gene, Genetics, biology, urogenital system, Effector, food and beverages, biology.organism_classification, [SDV.MP.BAC]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Bacteriology, [SDV.BV.PEP]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Phytopathology and phytopharmacy, Medical Laboratory Technology, genomic DNA, 030104 developmental biology, Enrichment cloning, Bacterial leaf streak, Type III secretion, lcsh:Q, Restriction digest, Rice, 010606 plant biology & botany
Abstract: Many plant-pathogenic xanthomonads use a type III secretion system to translocate Transcription Activator-Like (TAL) effectors into eukaryotic host cells where they act as transcription factors. Target genes are induced upon binding of a TAL effector to double-stranded DNA in a sequence-specific manner. DNA binding is governed by a highly repetitive protein domain, which consists of an array of nearly identical repeats of ca. 102 base pairs. Many species and pathovars of Xanthomonas, including pathogens of rice, cereals, cassava, citrus and cotton, encode multiple TAL effectors in their genomes. Some of the TAL effectors have been shown to act as key pathogenicity factors, which induce the expression of susceptibility genes to the benefit of the pathogen. However, due to the repetitive character and the presence of multiple gene copies, high-throughput cloning of TAL effector genes remains a challenge. In order to isolate complete TAL effector gene repertoires, we developed an enrichment cloning strategy based on • genome-informed in silico optimization of restriction digestions, • selective restriction digestion of genomic DNA, and • size fractionation of DNA fragments.Our rapid, cheap and powerful method allows efficient cloning of TAL effector genes from xanthomonads, as demonstrated for two rice-pathogenic strains of Xanthomonas oryzae from Africa. Method name: TAL fishing, Keywords: Enrichment cloning, Type III secretion, Type III effector, TAL effector, TALome, Xanthomonas, Bacterial leaf blight, Bacterial leaf streak, Rice
Published: 2018

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