Author Archives: eric

PhD and Postdoctoral positions

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Positions available in IAM department for september 2014: (click on the link to obtain a pdf version presenting the project)
– 2 PhD thesis :
Topic 1: Genetic and genomic characterization of effective mineral weathering bacteria (Description: CARACTERISATION FONCTIONNELLE D’UNE SOUCHE DE BURKHOLDERIA GLATHEI EFFICACE POUR ALTERER LES MINERAUX)

Topic 2: Impact of nutrient availability on the structure of the forest soil bacterial communities (Description: IMPACT DE LA DISPONIBILITE EN CATIONS NUTRITIFS SUR LA STRUCTURATION ET LE FONCTIONNEMENT DES COMMUNAUTES BACTERIENNES DES SOLS FORESTIERS CAPABLES D’ALTERER LES MINERAUX )

– 1 junior post-doc position :
Metagenomic analysis of the structure of the forest bacterial communities in different reactive interface of the forest ecosystem

 

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Assistant professor position in Physiology

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Maître de Conférences Section CNU : 66 (english see below)

Profil de publication: Physiologie/Biologie cellulaire Vacant au 02/09/2014

Profil enseignement :

Filières de formation concernées : UFR STB- Département Biologie Végétale- Génétique et Microbiologie – Licence Sciences du Vivant, Master (Forêt, Agronomie, Génie de l’environnement, spécialité Biologie des interactions plantes-environnement) et BioMANE (Biotechnologies, microbiologie, aliment, nutrition, environnement) (L1/L2/L3, M1 et M2).La personne recrutée devra s’intégrer dans des enseignements de Physiologie et Biologie Végétale déjà existants et devra aussi s’impliquer dans des enseignements de biologie cellulaire.

Mots-clés enseignement : Physiologie végétale, Biologie cellulaire

Profil recherche :

Le travail de recherche de la personne recrutée s’effectuera au sein de l’UMR 1136 INRA/UL « Interactions arbres/Microorganismes ». Il/Elle s’intégrera dans l’équipe « Réponses aux stress et régulation redox ». Il/Elle travaillera notamment (i) sur l’étude des processus de détoxication intracellulaire et/ou (ii) sur les mécanismes d’adaptation des champignons forestiers à leur environnement. Des compétences fortes en physiologie et/ou biologie cellulaire sont requises pour mener à bien ce projet. Des compétences en biochimie seraient un atout.

Mots-clés recherche : Champignons, Biologie cellulaire, protéines, interactions, arbre

Research:

The research program at the interface between theme 1 and theme 2 aims at studying the mechanisms of fungal adaptation to their environment focusing on the lignin decaying fungi. The mechanisms and the gene networks involved in this adaptation could be mainly due to extension/contraction of gene families in particular those involved in stress response. Among these gene families, our preliminary data on the GSTome performed on the wood decaying fungus Phanerochaete chrysosporium revealed that duplications have been followed in all investigated cases (>15 isoforms) by neo-functionnalisation processes leading to different specificities/activities in the various investigated enzymes. Furthermore, beside the classical genes involved in stress responses, we have highlighted the induction of genes coding for small secreted proteins (SSP) in response to oak extractives. These small proteins do not exhibit any homology with sequences available in the databases. A clear relationship has been observed between wood specificity and secretion of such proteins.

Besides these examples, comparative genomic analyses at inter and intra species level are underway to identify expanded new detoxification or signalling families involved in the adaptation to the degradation of various recalcitrant compounds.

 

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Assistant professor position in Microbial Ecology

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Maître de Conférences Section CNU : 66/65 (english see below)

Profil de publication : Ecologie microbienne Vacant au 02/09/2014

Profil enseignement :
 La personne recrutée devra s’intégrer dans des enseignements de Microbiologie et de physiologie végétale existants. Elle devra également développer des enseignements d’écologie microbienne à destination des Master BEFAGE et BIOMANE notamment.

UFR STB- Département Biologie Végétale- Génétique et Microbiologie – Licence Sciences du Vivant, Master BEFAGE (Biologie et Ecologie pour la Forêt, l’Agronomie et la Gestion des Ecosystèmes) et BioMANE (Biotechnologies, Microbiologie, Aliment, Nutrition, Environnement) (L1/L2/L3, M1 et M2)

Mots-clés enseignement : Microbiologie, physiologie végétale

Profil recherche :
 Les recherches dans le domaine de la filière forêt/Bois sont des thématiques prioritaires de l’UL et elles sont notamment portées par le pôle scientifique A2F, mais également par le laboratoire d’excellence « ARBRE ». La personne recrutée intégrera l’équipe « Ecogénomique des interactions» de l’UMR 1136 « Interactions arbres/Microorganismes ». Elle travaillera, en appui de la thématique « Ecologie et rôle des communautés microbiennes de l’écosystème forestier », sur l’étude des communautés microbiennes (bactéries et champignons) colonisant et dégradant le bois. En complément de compétences en écologie microbienne, biologie moléculaire, microscopie et biochimie, il ou elle devra avoir une formation solide en physiologie végétale et/ou en anatomie du bois, lui permettant de développer également des approches intégrées permettant l’étude in situ des mécanismes de la dégradation du bois
Nom laboratoire : Interactions Arbres/Microorganismes, UMR INRA/UL 1136

Mots-clés recherche : Ecologie microbienne, bactéries, champignons, bois.

The research program aims at studying the ecology of the microbial communities colonizing wood and the complex interactions established between bacteria and decaying fungi. Using a combination of cultivation dependent and independent approaches (in situ and in microcosm), the candidate will (i) decipher the direct and indirect role of these microbes in the wood degradation process and (ii) connect wood biochemistry to microbial ecology.

Required experiences: The candidate should have a background in microbial ecology, molecular biology, physiology, biochemistry and/or microscopy. Knowledge in biotic interaction domain (bacteria with eucaryotes/microeucaryotes) or trophic interactions will be appreciated.

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Article: PLOS Biology

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How Do Filamentous Pathogens Deliver Effector Proteins into Plant Cells?

B. Petre and S. Kamoun

Plos Biology, DOI: 10.1371/journal.pbio.1001801

Abstract

Fungal and oomycete plant parasites are among the most devastating pathogens of food crops. These microbes secrete effector proteins inside plant cells to manipulate host processes and facilitate colonization. How these effectors reach the host cytoplasm remains an unclear and debated area of plant research. In this article, we examine recent conflicting findings that have generated discussion in the field. We also highlight promising approaches based on studies of both parasite and host during infection. Ultimately, this knowledge may inform future broad spectrum strategies for protecting crops from such pathogens.

Article: Mycorrhiza

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Climatic variations explain annual fluctuations in French Périgord black truffle wholesale markets but do not explain the decrease in black truffle production over the last 48 years. F Le Tacon, B Marçais, M Courvoisier, C Murat, P Montpied, M Becker. Mycorrhiza.

 Abstract

Production of the black truffle (Tuber melanosporum Vittad.) has experienced a decline in France

over the last century. Different sociological factors as well as climate change have been suggested as possible explanations for this decline. The aims of this study were to assess the effects of annual climatic variations on black truffle sales by analysing reliable data. Over the past 25 years, almost 90%of French truffle sales occurred in the southeastern region of France and, despite a decrease in southwestern France, for the last 25 years, sales were stable for France as a whole. An analysis of the two main southeastern wholesale markets (Richerenches and Carpentras) revealed that the main factor explaining the huge annual variations was the cumulative hydric balance from May to August of the year n. For the first time, frost days were also identified as an important factor in Richerenches. Using the model established for the past 25 years and the climatic data for the Richerenches and Carpentras basins, the truffle sales would have been stable from 1965 to nowadays. This simulation suggested that the production decline observed since 48 years could be attributed more to the change of rural world than to the climatic changes. The stability of production or the slight increase observed during the last 25 years could reflect the input of truffle orchards recently planted.

Article:Molecular Plant-Microbe Interactions

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Populus trichocarpa and Populus deltoides Exhibit Different Metabolomic Responses to Colonization by the Symbiotic fungus Laccaria bicolor
TJ Tschaplinski, JM Plett, N Engle, A Deveau, K Cushman, MZ Martin, …
Molecular Plant-Microbe Interactions

Abstract

Within boreal and temperate forest ecosystems the majority of trees and shrubs form beneficial relationships with mutualistic ectomycorrhizal fungi (ECM) that support plant health through increased access to nutrients as well as aiding in stress and pest tolerance. The intimate interaction between fungal hyphae and plant roots result in a new symbiotic ‘organ’ called the ECM root tip. Little is understood concerning the metabolic re-programming that favors the formation of this hybrid tissue in compatible interactions and what prevents the formation of ECM root tips in incompatible interactions. We show here that the metabolic changes during favorable colonization between the ECM fungus Laccaria bicolor and its compatible host, Populus trichocarpa, are characterized by shifts in aromatic acid, organic acid, and fatty acid metabolism. We demonstrate that this extensive metabolic re-programming is repressed in incompatible interactions and that more defensive compounds are produced or retained. We also demonstrate that L. bicolor can metabolize a number of secreted defensive compounds and that the degradation of some of these compounds produce immune response metabolites (e.g., salicylic acid from salicin). Therefore, our results suggest that the metabolic responsiveness of plant roots to L. bicolor is a determinant factor in fungal:host interactions.

HDR Defense: Stéphane Uroz

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Today, Stéphane Uroz successfully defended his HDR, entitled “Ecologie des interactions biotiques et abiotiques des communautés bactériennes des sols: caractérisation des acteurs, des fonctions et des déterminants génétiques”.

Congratulations Stéphane for this brilliant defense!

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The defense was held the 24th February 2014 at 13h30 in Amphitheater 7, Faculté des Sciences, Boulevard des Aiguillettes, Vandoeuvre.

Composition du jury :

M. Christophe MOUGEL Directeur de Recherche INRA Rapporteur

M. Pascal SIMONET Directeur de Recherche CNRS Rapporteur

M. Stéphane VUILLEMIER Professeur de l’Université de Strasbourg Rapporteur

M. Eric GELHAYE Professeur de l’Université de Lorraine Examinateur

M. Pierre LEBLOND Professeur de l’Université de Lorraine Examinateur

M. Roland MARMEISSE Directeur de Recherche CNRS Examinateur

M. Lionel MOULIN Chargé de Recherche IRD Examinateur

Mme Pascale FREY-KLETT Directrice de Recherche INRA Invitée

M. Phil OGER Chargé de Recherche CNRS Invité

Résumé

La disponibilité des nutriments est un paramètre fondamental des cycles biogéochimiques qui régit la fertilité d’un sol et le fonctionnement d’un écosystème. Parmi les écosystèmes terrestres, les forêts développées sur sols acides et pauvres en éléments nutritifs de nos régions tempérées sont parmi les écosystèmes les moins amendés par l’Homme, en comparaison des sols agricoles, et qui de plus subissent une exploitation grandissante de la ressource bois. Ces caractéristiques n’empêchent pourtant pas les forêts de croitre. Dans ce contexte, on peut se demander d’ou proviennent les éléments nutritifs nécessaires au maintien de la croissance et de la santé des peuplements forestiers ? En dehors des apports liés aux dépôts atmosphériques et au recyclage des éléments nutritifs contenus dans les racines mortes et les feuilles, les minéraux du sol sont la source majeure de cations nutritifs disponible pour le fonctionnement à long terme de l’écosystème. La libération des nutriments à partir de ces minéraux devient dès lors un processus déterminant pour le bon fonctionnement de l’écosystème forestier.

Cependant, du fait des conditions régnant dans ces sols (pH acide), les minéraux les plus altérables ont été dissouts, ne laissant que des minéraux faiblement altérables tels que les silicates par exemple. La libération des nutriments à partir de ces minéraux devient dès lors un facteur déterminant pour le bon fonctionnement de l’écosystème. Mais comment cette altération minérale s’opère-t-elle ? Quelles sont les contributions relatives des réactions abiotiques et biotiques dans ce processus d’altération ? Si les processus abiotiques sont relativement bien connus, l’action de la composante biotique (arbre, champignon…) et notamment des communautés bactériennes des sols reste peu documentée. L’enjeu actuel est donc de déterminer : i) les acteurs et leurs interactions, ii) leur contribution au processus d’altération minérale et à la fertilité des sols, iii) d’identifier les mécanismes moléculaires impliqués dans le processus d’altération des minéraux et iv) les moteurs de la structuration des ces communautés microbiennes.

Depuis mon recrutement en tant que chargé de recherche en 2005, j’ai combiné une démarche d’écologie microbienne (pasteurienne et métagénomique) afin de décrire la structure taxonomique et fonctionnelle des communautés bactériennes des sols forestiers, une démarche mécanistique visant à identifier et caractériser les mécanismes moléculaires et les déterminants génétiques impliqués dans la capacité à altérer les minéraux, et enfin une approche de biogéochimie. Cette interdisciplinarité a pu se faire du fait de mon recrutement à l’interface entre deux laboratoires du Centre INRA de Nancy (département EFPA), l’UMR IAM et l’UR BEF. La combinaison de ces approches a permis de mettre en évidence qu’un enrichissement de bactéries altérantes s’opérait au niveau du système racinaire des arbres, suggérant que les arbres sélectionnent des auxiliaires microbiens pour assurer leur nutrition. Plusieurs études ont par ailleurs démontré que l’enrichissement de bactéries à fort potentiel d’altération était lié à des conditions de faible disponibilité en cations nutritifs et potentiellement aux besoins nutritifs des arbres. Ces liens entre l’arbre, la disponibilité en cations nutritifs et la structuration des communautés bactériennes des sols ont été confirmés par l’utilisation de méthodes indépendantes de la mise en culture. En effet, les approches basées sur le séquençage de gènes marqueurs ou de l’ADN environnemental ont mis en évidence qu’une sélection de communautés bactériennes spécifiques s’opérait au niveau du système racinaire des arbres, avec l’enrichissement de taxons présentant de fortes homologies avec les séquences des souches bactériennes altérantes isolées des mêmes sites. De manière intéressante, la disponibilité en cations nutritifs est la aussi apparue comme un paramètre fort de structuration, révélant notamment que les minéraux des sols forestiers sont fortement colonisés par des communautés bactériennes, capables d’altérer les minéraux, et que cette sélection varie en fonction de la nature chimique et de l’altérabilité des minéraux.

L’ensemble de ces travaux forme un tout cohérant qui suggère que les communautés bactériennes des sols forestiers jouent un rôle important dans le cycle des nutriments et la nutrition des arbres, en contribuant à libérer des cations nutritifs via l’altération des minéraux du sol. Ce processus semble néanmoins régulé par les conditions de disponibilité en cations nutritifs du milieu.