Article: Plant Physiology

Arabidopsis glutaredoxin S17 and its partner NF-YC11/NC2α contribute to maintenance of the shoot apical meristem under long-day photoperiod

J Knuesting, C Riondet, C Maria, I Kruse, N Becuwe, N König, C Berndt, …
Plant Physiology, pp. 00049.2015

Abstract

Glutaredoxins (GRXs) catalyse the reduction of protein disulfide bonds using glutathione as a reductant. Certain GRXs are able to transfer iron-sulfur (Fe-S) clusters to other proteins. To investigate the function of Arabidopsis thaliana GRXS17, we applied a strategy combining biochemical, genetic and physiological approaches. GRXS17 was localized in the nucleus and cytosol, and its expression was elevated in the shoot meristems and reproductive tissues. Recombinant GRXS17 bound Fe2S2 clusters, a property likely contributing to its ability to complement the defects of a yeast strain lacking the mitochondrial GRX5. However, a grxs17 knock-out Arabidopsis mutant exhibited only a minor decrease in the activities of Fe-S enzymes, suggesting that its primary function is as a disulfide oxidoreductase. The grxS17 plants were sensitive to high temperature and long-day photoperiod, resulting in elongated leaves, compromised shoot apical meristem, and delayed bolting. Both environmental conditions applied simultaneously led to a growth arrest. Using affinity chromatography and split-YFP methods, a nuclear transcriptional regulator termed NF-YC11/NC2α was identified as a GRXS17 interacting partner. A mutant deficient in NF-YC11/NC2α exhibited similar phenotypes to grxs17 in response to photoperiod. Therefore, we propose that GRXS17 interacts with NF-YC11/NC2α to relay a redox signal generated by photoperiod to maintain meristem function.

Article: Molecular Ecology Resources

A survey of genome-wide single nucleotide polymorphisms through genome re-sequencing in the Périgord black truffle (Tuber melanosporum Vittad.)

Thibaut Payen, Claude Murat, Anaïs Gigant, Emmanuelle Morin, Stéphane De Mita and Francis Martin

Abstract

The Périgord black truffle (Tuber melanosporum Vittad.), considered a gastronomic delicacy worldwide, is an ectomycorrhizal filamentous fungus that is ecologically important in Mediterranean French, Italian, and Spanish woodlands. In this study, we developed a novel resource of single nucleotide polymorphisms (SNPs) for T. melanosporum using Illumina high-throughput re-sequencing. The genome from six T. melanosporum geographic accessions was sequenced to a depth of ~20×. These geographic accessions were selected from different populations within the northern and southern regions of the geographical species distribution. Approximately 80% of the reads for each of the six re-sequenced geographic accessions mapped against the reference T. melanosporum genome assembly, estimating the core genome size of this organism to be ~110 Mbp. A total of 442,326 SNPs corresponding to 3,540 SNPs/Mbps were identified as being included in all seven genomes. The SNPs occurred more frequently in repeated sequences (85%), although 4,501 SNPs were also identified in the coding regions of 2,587 genes. Using the ratio of non-synonymous mutations per non-synonymous site (pN) to synonymous mutations per synonymous site (pS) and Tajima’s D index scanning the whole genome, we were able to identify genomic regions and genes potentially subjected to positive or purifying selection. The SNPs identified represent a valuable resource for future population genetics and genomics studies.

La génomique au service de la gestion des truffières

La génomique au service de la gestion des truffières 

Pour lutter contre la disparition de la truffe, des chercheurs de l’Inra l’étudie depuis plus de quarante ans sous toutes les coutures : mycorhization contrôlée, génomique, physiologie, reproduction et écologie1. Magiques ou aphrodisiaques, on a souvent prêté à la truffe de nombreux pouvoirs. Aujourd’hui, elle est surtout appréciée par les gourmets prêts à dépenser des fortunes pour se procurer ces diamants de la cuisine. Qu’elle soit du Périgord, du Tricastin, de Teruel (Espagne) ou encore du Piémont (Italie), la championne des champignons est rare et donc chère : la truffe noire du Périgord (Tuber melanosporum) coûte en moyenne 500 €/kg. La truffe blanche du Piémont (T. magnatum) peut avoisiner 6000 €/kg. Son parfum varie en fonction du lieu où elle est cultivée, du terroir et de sa maturité. Grâce entre autres aux efforts de l’Inra depuis plus de quarante ans, la baisse de production observée au cours du 20ème siècle est enrayée. Les apports de l’Inra sont significatifs autant d’un point de vue scientifique, avec plus de 70 articles publiés dans des revues internationales dont deux dans la prestigieuse revue Nature, que d’un point de vue pratique avec la mise au point de l’inoculation des plants mycorhizés, qui associe en laboratoire l’arbre et la truffe, et l’amélioration des techniques culturales. Depuis 25 ans, la production est stable avec même une tendance à l’augmentation ces dernières années. Toutefois, malgré la mise en place à grande échelle de plantations de plants truffiers (environ 1000 hectares par an), ainsi que l’amélioration des techniques de gestion des truffières, nous n’avons pas encore retrouvé le niveau de production de la fin du 19ème siècle. La production française ne suffit plus à répondre à la demande, ce qui nécessite son importation accrue. Afin de pallier ce problème, six laboratoires et deux organisations professionnelles se sont regroupées autour du projet Systruf «Bases d’une intensification écologique durable des écosystèmes truffiers», financé par l’Agence Nationale de la Recherche. Pendant quatre ans (2010-2013), ce programme de recherche participative entre la recherche agronomique et la filière trufficole a étudié la biologie et l’écologie de la Truffe noire du Périgord sous différents aspects complémentaires : génomique, nutrition, développement, reproduction et interactions avec les plantes, les autres champignons et les bactéries du sol. Les chercheurs nous dévoilent ainsi une partie des mystères de la truffe. http://www.inra.fr/Grand-public/Genetique/Tous-les-dossiers/La-truffe-etudiee-sous-toutes-les-coutures

Article: Annals of Forest Science

Certainties and uncertainties about the life cycle of the Périgord black truffle (Tuber melanosporum Vittad.) F. LeTacon, A Rubini, C Murat, C. Riccioni, C Robin… Annals of Forest Science

Abstract

• Key message

Several aspects of the life cycle of the Périgord black truffle have been elucidated only recently, while others remain either controversial or unstudied. In this paper, we present a revised life cycle of this fungus and highlight key aspects that have yet to be addressed or require further understanding.

• Context

The hypogeous sporophores of several Tuber species, renowned for their aromatic and gustatory qualities, are widely commercialized. One of the most valuable species is Tuber melanosporumVittad., the Périgord black truffle also known as “the black diamond”. However, many aspects of T. melanosporum life cycle remain unsolved.

• Aims

In this work, we examine past and recent findings on the life cycle of T. melanosporum, currently regarded as a model system for Tuber species, with the view of highlighting aspects of its life cycle which remain unsolved.

• Results

Several aspects of its life cycle have recently been elucidated (i.e. characterization of two mating type genes, heterothallism, prevalence of sexual reproduction on vegetative propagation, exclusion of one mating type by its opposite on ectomycorrhizas, dependency of ascocarps on their host for carbon allocation), while others remain unaddressed.

• Conclusion

Numerous additional aspects of the T. melanosporum life cycle remain unsolved, such as exclusion or competition mechanisms between ectomycorrhizal mating types, factors involved in ascocarp initiation, the nature of the connection linking ascocarps and mycorrhizas and atmospheric nitrogen fixation.

Article: Biochimica et Biophysica Acta

Involvement of thiol-based mechanisms in plant development. N Rouhier, D Cerveau, J Couturier, JP Reichheld, P Rey Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-General Subjects

Abstract

Background

Increasing knowledge has been recently gained regarding the redox regulation of plant developmental stages.

Scope of view

The current state of knowledge concerning the involvement of glutathione, glutaredoxins and thioredoxins in plant development is reviewed.

Major conclusions

The control of the thiol redox status is mainly ensured by glutathione (GSH), a cysteine-containing tripeptide and by reductases sharing redox-active cysteines, glutaredoxins (GRXs) and thioredoxins (TRXs). Indeed, thiol groups present in many regulatory proteins and metabolic enzymes are prone to oxidation, ultimately leading to post-translational modifications such as disulfide bond formation or glutathionylation. This review focuses on the involvement of GSH, GRXs and TRXs in plant development. Recent studies showed that the proper functioning of root and shoot apical meristems depends on glutathione content and redox status, which regulate, among others, cell cycle and hormone-related processes. A critical role of GRXs in the formation of floral organs has been uncovered, likely through the redox regulation of TGA transcription factor activity. TRXs fulfill many functions in plant development via the regulation of embryo formation, the control of cell-to-cell communication, the mobilization of seed reserves, the biogenesis of chloroplastic structures, the metabolism of carbon and the maintenance of cell redox homeostasis. This review also highlights the tight relationships between thiols, hormones and carbon metabolism, allowing a proper development of plants in relation with the varying environment and the energy availability.

Symposium FTFoS

Les symposiums FTFoS ont pour objectif de permettre à des chercheurs français et taïwanais, de moins de quarante-cinq ans, sélectionnés pour leur qualité scientifique, d’établir un dialogue interdisciplinaire susceptible de favoriser de nouvelles approches de la recherche ainsi que d’éventuelles coopérations scientifiques.
Le dépôt des candidatures doit s’effectuer sur l’extranet du site : http://www.sciencefrontiers.fr

Truffinet

Biologistes et statisticiens explorent l’impact des communautés microbiennes sur le développement des truffes

Aurélie Deveau et Aurélie Gueudin consultent des documents sur ordinateur.

Aurélie Gueudin est maître de conférences à l’Institut Elie Cartan de Lorraine. L’an dernier, le groupe de travail qui se réunit chaque semaine pour traiter de statistiques a accueilli un exposé consacré à la modélisation de réseaux de gènes en biologie. Le sujet a attiré Aurélie Deveau : chargée de recherche au laboratoire Interactions Arbres-Microorganismes (IAM), elle étudie les interactions entre les bactéries et les champignons. Très vite, l’idée germe de nouer une collaboration avec des collègues du LORIA et du CRAN.

« Dans un gramme de truffe, on dénombre un million de bactéries. Grâce aux nouvelles techniques de séquençage ADN, nous sommes en mesure de caractériser l’essentiel des espèces microbiennes présentes » explique Aurélie Deveau, « reste à tirer parti de cet inventaire pour comprendre l’impact des bactéries sur leur écosystème ». Dans le cas de la trufficulture, l’enjeu est de taille puisque la maturation du précieux champignon pourrait bien dépendre des interactions entre tous ces microorganismes, dont moins de 1% peuvent être cultivés en vue de manipulations en laboratoire.

Les données biologiques ont été confiées aux statisticiens et aux informaticiens, mis au défi d’élaborer des modèles d’analyse à même d’indiquer quels microorganismes interagissent ensemble. « Mais les statisticiens ont besoin de larges jeux de données, or nous ne pouvions pas en fournir tant » déplore Aurélie Deveau qui a pu recueillir un jeu de données élargi grâce au soutien du programme Projets Exploratoires Premier Soutien, PEPS Mirabelle 2014 dont le projet Truffinet est lauréat. Pour analyser ces données, « nous formulons diverses hypothèses simplificatrices pour faire émerger un système applicable à la truffe, mais aussi à d’autres situations » ajoute Aurélie Gueudin. La mathématicienne compte sur la comparaison des résultats statistiques avec les connaissances détenues par les biologistes pour valider ou non les modèles d’analyse déployés.

Bien que les chercheurs du CRAN soient plus coutumiers du traitement d’importants jeux de données, ils apportent leur concours à la partie conceptuelle du projet. Quant aux chercheurs du LORIA, il s’agit de faire bénéficier Truffinet de leurs compétences en algorithmique et en fouille de graphes. Quelle que soit l’issue de cette recherche exploratoire, la collaboration interdisciplinaire est un succès. « Nous nous comprenons bien, même si nous venons de disciplines différentes » constate Aurélie Gueudin. « Chacun a su se mettre au niveau de l’autre et faire abstraction du jargon propre à sa discipline » ajoute Aurélie Deveau.

Article: Molecular Plant-Microbe Interactions

Candidate Effector Proteins of the Rust Pathogen Melampsora Larici-Populina Target Diverse Plant Cell Compartments

B Petre, DGO Saunders, J Sklenar, C Lorrain, J Win, S Duplessis, …
Molecular Plant-Microbe Interactions
Summary
Rust fungi are devastating crop pathogens that deliver effector proteins into infected tissues to modulate plant functions and promote parasitic growth. The genome of the poplar leaf rust fungus Melampsora larici-populina revealed a large catalogue of secreted proteins, some of which have been considered candidate effectors. Unravelling how these proteins function in host cells is key to understanding pathogenicity mechanisms and developing resistant plants. In this study, we used an effectoromics pipeline to select, clone, and express 20 candidate effectors in Nicotiana benthamiana leaf cells to determine their subcellular localisation and identify the plant proteins they interact with. Confocal microscopy revealed that six candidate effectors target the nucleus, nucleoli, chloroplasts, mitochondria and discrete cellular bodies. We also used coimmunoprecipitation and mass spectrometry to identify 606 N. benthamiana proteins that associate with the candidate effectors. Five candidate effectors specifically associated with a small set of plant proteins that may represent biologically relevant interactors. We confirmed the interaction between the candidate effector MLP124017 and the TOPLESS-Related Protein 4 from poplar by in planta coimmunoprecipitation. Altogether, our data enable us to validate effector proteins from M. larici-populina and reveal that these proteins may target multiple compartments and processes in plant cells. It also shows that N. benthamiana can be a powerful heterologous system to study effectors of obligate biotrophic pathogens.

Article: New Phytologist

Evolving insights to understanding mycorrhizasIA Dickie, I Alexander, S Lennon, M Öpik, MA Selosse, MGA Heijden, … New Phytologist 205 (4), 1369-1374

Mycorrhizal ecology and evolution: the past, the present, and the future MGA Heijden, FM Martin, MA Selosse, IR Sanders. New Phytologist

Summary

Almost all land plants form symbiotic associations with mycorrhizal fungi. These below-ground fungi play a key role in terrestrial ecosystems as they regulate nutrient and carbon cycles, and influence soil structure and ecosystem multifunctionality. Up to 80% of plant N and P is provided by mycorrhizal fungi and many plant species depend on these symbionts for growth and survival. Estimates suggest that there are c. 50 000 fungal species that form mycorrhizal associations with c. 250 000 plant species. The development of high-throughput molecular tools has helped us to better understand the biology, evolution, and biodiversity of mycorrhizal associations. Nuclear genome assemblies and gene annotations of 33 mycorrhizal fungal species are now available providing fascinating opportunities to deepen our understanding of the mycorrhizal lifestyle, the metabolic capabilities of these plant symbionts, the molecular dialogue between symbionts, and evolutionary adaptations across a range of mycorrhizal associations. Large-scale molecular surveys have provided novel insights into the diversity, spatial and temporal dynamics of mycorrhizal fungal communities. At the ecological level, network theory makes it possible to analyze interactions between plant–fungal partners as complex underground multi-species networks. Our analysis suggests that nestedness, modularity and specificity of mycorrhizal networks vary and depend on mycorrhizal type. Mechanistic models explaining partner choice, resource exchange, and coevolution in mycorrhizal associations have been developed and are being tested. This review ends with major frontiers for further research.

Fonds Unique Interministériel

Le FUI (Fonds Unique Interministériel) finance les projets de R&D collaboratifs des Pôles de compétitivité. Il a pour vocation de soutenir des projets de recherche appliquée portant sur le développement de produits ou services technologiquement innovants susceptibles d’être mis sur le marché à court ou moyen terme.

Les projets susceptibles d’être financés sont retenus à l’issue d’appels à projets (deux par an). Les projets présentés doivent être des projets de R&D collaboratifs impliquant au moins deux entreprises et un laboratoire ou centre de recherche.
Le label « Pôle de compétitivité » est obligatoire pour présenter son projet au FUI.

Calendrier du processus de labellisation du pôle de compétitivité Fibres-Énergivie pour le FUI20

Le Pôle vous accompagne pour vous apporter une expertise sur le montage de votre projet et la constitution de votre dossier auprès du FUI. Cet accompagnement s’opèrera de fin janvier à avril 2015.
La première étape de cet accompagnement est l’obtention du label « Pôle de compétitivité » puis la préparation de votre dossier pour le dépôt du 20ème appel à projets FUI.

Voici les dates importantes à retenir :

20 février 2015 : Date limite de demande au Pôle Fibres-Energivie pour le traitement du dossier avec une présentation du projet. Pour soumettre votre lettre d’intention au Pôle, Un avis justifié vous sera envoyé

  •  22 avril 2015 : Dépôt final du dossier sur l’extranet BPI France
  • 21 juillet 2015 : connaissance des résultats