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Stages

Stage à l'Institute of Plant Sciences – Paris Saclay


Evaluation de l’utilisation d’acides aminés en tant que bio-herbicides pour lutter contre l’orobanche rameuse (Phelipanche ramosa L.), plante adventice parasite de la culture de tabac

Etablissement d’accueil :        UMR Agroécologie – INRA Dijon

Responsable :                         Philippe Lemanceau

Coordonnées :            Tél: Tél: +33 (0)3 80 69 30 56, Fax: +33 (0)3 80 69 32 24, Email: philippe.lemanceau@inra.fr

 

Maître(s) de stage :   

Stéphanie GIBOT-LECLERC

Tel: +33 (0)3 80 69 34 69

E-mail: stephanie.gibot-leclerc@inra.fr

 

Fabrice DESSAINT

Tel: +33 (0)3 80 69 31 83

E-mail: fabrice.dessaint@inra.fr

 

L’orobanche rameuse est une plante adventice parasite obligatoire du tabac. Les pertes de rendement et de qualité occasionnées par l’adventice parasite peuvent être totales et amènent les tabaculteurs à réduire la surface produite par manque de terres saines disponibles ou à abandonner la culture à un moment où elle s’offre à denouveaux marchés. L’évaluation de leviers agronomiques pour lutter contre l’orobanche passe donc par la conduite d’expérimentations spécifiques au tabac pour lequel les cahiers des charges de production excluent le recourt à certaines spécialités phytosanitaires. Différents éliciteurs de résistances, dont les acides aminés, sont aujourd’hui proposés sur le marché pour la lutte contre les pathogènes des cultures et sont de plus en plus utilisés en routine dans les itinéraires techniques culturaux.  Bien que les mécanismes induits par ces éliciteurs soient variés et encore peu connus, ils ont démontré un effet positif impactant lorsqu’ils sont utilisés sur des cultures soumises à de fortes pressions de plantes parasites telles que les orobanches.Nous nous atacherons à établir une liste d’acides aminés potentiellement éliciteurs de résistance et pouvant être testés sur le pathosystème P. ramosa/tabac, d’évaluer in vitro leur action inhibitrice sur la germination, la fixation et la pénétration du parasite sur les racines hôtes et de quantifier l’impact d’un tel traitementsur les feuilles et les racines de tabac. Il s’agira ensuite de valider leur activité inhibitrice sous leur formulation commercialisée à grande échelle et de s’assurer de la stabilité de cette activité inhibitrice.

 

 

Aptitudes recherchées, conditions pratiques:

Il s’agira d’effectuer des co-cultures in vitro du pathosystème P. ramosa/tabac afin d’identifier les AA ayant une activité inhibitrice sur les premières phases de développement de la plante parasite puis de valider l’activité inhibitrice des AA candidats et de déterminer les effets potentiels réversibles de cette activité inhibitrice.

·       Aptitudes recherchées : rigueur, aptitude pour l’expérimentation au laboratoire, travail en équipe, connaissances de bases en statistiques

 

Références bibliographiques et/ou brevets, site internet

Perronne R, Gibot-Leclerc S, Dessaint F, Reibel C, Le Corre V. 2017. Is induction ability of seed germination of Phelipanche ramosa phylogenetically structured among hosts? A case study on Fabaceae species. Genetica. In press.

 

Gibot-Leclerc S, Perronne R, Dessaint F, Reibel C, Le Corre V. 2016. Assesment of phylogenetic signal in the germination ability of Phelipanche ramosa on Brassicaceae hosts. Weed Research.56, 452–461.

 

Fernandez-Aparicio M, Reboud X, Gibot-Leclerc S. 2016. Broomrape weeds. Underground mechanisms of parasitism and associated strategies for their control: a review. Frontiers in Plant Sciences. 7: 135-147.

 

Gibot-Leclerc S, Reibel C, Le Corre V, Dessaint F. 2015. Unexpected fast development of branched broomrape on slow-growing Brassicaceae. Agronomy for Sustainable Development. 35: 151-156.

 

Gibot-Leclerc S, Dessaint F, Reibel C, Le Corre V. 2013. Phelipanche ramosa (L.) Pomel populations differ in life-history and infection response to hosts. Flora 208: 247-252.


Deux stages au Laboratoire des Interactions Plantes-Microorganismes (LIPM)

Etablissement d’accueil : Laboratoire des Interactions Plantes-Microorganismes (LIPM)   

Responsable : Claude BRUAND

Coordonnées :            Tél: 05 61 28 53 52

Fax: 05 61 28 50 61

Email: claude.bruand@inra.fr

Sujet de Stage 1 :

Intitulé du stage : Mieux comprendre les interactions entre signaux symbiotiques et auxine pour améliorer le développement racinaire et l’efficacité des symbioses

 

Maître(s) de stage : Sandra BENSMIHEN (CR1, équipe signalisation symbiotique, LIPM)

Tel: 05 61 28 54 63

Fax : 05 61 28 50 61

E-mail: sandra.bensmihen@inra.fr

 

Résumé des travaux à effectuer :

 

Contexte :Améliorer la nutrition des plantes dans le contexte d’une agriculture durable est un enjeu majeur. Parmi les critères d’amélioration possibles, un meilleur développement racinaire mais également une plus grande efficacité des interactions symbiotiques racinaires, telles que la nodulation et la mycorhization sont des pistes importantes. Les « Lipo-ChitoOligosaccharides » (LCOs) sont des molécules symbiotiques produites par des rhizobia et des champignons endomycorhiziens tel Rhizophagus irregularis. En plus de leur rôle dans la mise en place des symbioses (nodulation et mycorhization), les LCOs purifiés sont capables de stimuler la formation de racines latérales (RL) chez de nombreuses plantes dont la légumineuse modèle Medicago truncatula. L’auxine est, quant à elle, une hormone majeure du développement des plantes dont le rôle commence à émerger dans le contrôle des interactions entre plantes et micro-organismes. De manière intéressante, elle est aussi produite par les micro-organismes eux-mêmes (et notamment les rhizobia). Récemment, l’équipe a montré que la combinaison de LCOs et d’auxine est capable de stimuler de manière synergique la formation des RL et la régulation d’un grand nombre de gènes chez M. truncatula (Herrbach et al., 2017). Parmi les gènes ainsi régulés, on retrouve des candidats pour le développement des RL mais également des gènes exprimés aux cours des interactions symbiotiques, comme la nodulation.

Objectifs :Ce projet propose de mieux comprendre les liens entre signaux symbiotiques et auxine, et notamment : i) d’identifier plus clairement les gènes cibles de cette interaction. Pour cela nous validerons l’expression de gènes candidats obtenus grâce à une nouvelle approche transcriptomique comportant plusieurs points de cinétique précoces de traitements auxine et LCOs ; ii) tester la variabilité génétique de cette réponse synergique entre LCOs et auxine afin d’explorer les possibilités d’approches telles que la génétique d’association.  Pour cela, nous testerons à la fois des réponses développementales (sensibilité à l’auxine) et des réponses symbiotiques (nodulation en présence de LCOs ou d’auxine, expression de gènes marqueurs symbiotiques, …) sur différentes accessions de M. truncatula contrastées pour leur développement racinaire et leur réponse aux LCOs.

Méthodes employées :extraction d’ARN, Q-RT-PCR, phénotypage racinaire en réponse à l’auxine et aux LCOs, analyses statistiques, tests de nodulation, éventuellement clonage.

Aptitudes recherchées :nous recherchons des étudiants avec des compétences en biologie moléculaire et, si possible, avec de bonnes notions d’analyse statistique. Un fort intérêt pour la biologie du développement et les interactions symbiotiques serait un plus.

Conditions pratiques:stage de 6 mois gratifiés au LIPM, à Toulouse. Présentation pour obtenir une bourse de thèse au concours de l’école doctorale à Toulouse souhaitée.

 

Sujet de Stage 2 :

Intitulé du stage : Mécanismes de reconnaissance de la structure de signaux symbiotiques rhizobiens par la légumineuse modèle Medicago truncatula : approche génétique et moléculaire

 

Maître(s) de stage :    Frédéric Debellé (CR1, équipe signalisation symbiotique, LIPM)

Tel: 05 61 28 54 63

Fax : 05 61 28 50 61

E-mail: frederic.debelle@inra.fr

 

Résumé des travaux à effectuer:

 

Contexte

Des travaux réalisés notamment dans notre laboratoire ont montré que la sécrétion par les rhizobium de lipo-chitooligosaccharides (facteurs Nod) jouait un rôle crucial dans l’établissement de symbioses fixatrices d’azote avec les légumineuses et le contrôle du spectre d’hôte, ce dernier dépendant notamment de la nature des substitutions des facteurs Nod. Des protéines de la famille des LysM-receptor-like kinases (RLK) comme NFP et LYK3 ont été identifiées comme des récepteurs potentiels des facteurs Nod, mais les mécanismes de reconnaissance des différentes substitutions sont mal connus. Pour mieux les comprendre, nous avons entrepris une approche génétique et isolé deux mutants très originaux de M. truncatula capables de noduler en présence d’un mutant nodH de S. meliloti produisant des facteurs Nod non-sulfatés (ce qu’une plante de M. truncatula « sauvage » ne peut réaliser. Des mutations causales candidates dans NFP et PUB1, une E3 ubiquitin ligase interacteur de plusieurs RLK symbiotiques ont été identifiées.

 

Objectifs

Le travail de stage consistera à caractériser les mécanismes moléculaires par lesquels les mutations identifées conduisent à un changement dans la reconnaissance de la structure des facteurs Nod : modifications des  interactions entre les protéines impliquées, de l’ubiquitination ou de la phosphorylation. Une caractérisation plus fine du phénotype des mutants sera aussi réalisée : réponses à des rhizobium produisant des facteurs Nod modifiés, réponses non-symbiotiques (développement des racines latérales etc).

 

Méthodes: double hybride chez levure, FRET-FLIM, coimmunopurification, QRT-PCR, transformation par Agrobacterium

 

Aptitudes recherchées, conditions pratiques

Bonnes connaissances en génétique et biologie moléculaire des plantes, capacités d’observation, aptitude au travail en équipe.

Travail dans une équipe avec compétences en génétique et biochimie, interactions avec plate-forme d’imagerie

 

 

 

Références bibliographiques et/ou brevets, site internet

 

Site internet : http://www.toulouse.inra.fr/lipm

 

 

Herrbach V, Chirinos X, Rengel D, Agbevenou K, Vincent R, Pateyron S, Huguet S, Balzergue S, Pasha A, Provart N, Gough C, Bensmihen S (2017) Nod factors potentiate auxin signaling for transcriptional regulation and lateral root formation in Medicago truncatula. J Exp Bot. 68(3):569-83.

 

 

 

 

Fliegmann J, Bono JJ. (2015) Lipo-chitooligosaccharidic nodulation factors and their perception by plant receptors. Glycoconj J. 32(7):455-64.

 

Vernié T, Camut S, Camps C, Rembliere C, de Carvalho-Niebel F, Mbengue M, Timmers T, Gasciolli V, Thompson R, le Signor C, Lefebvre B, Cullimore J, Hervé C (2016) PUB1 Interacts with the Receptor Kinase DMI2 and Negatively Regulates Rhizobial and Arbuscular Mycorrhizal Symbioses through Its Ubiquitination Activity in Medicago truncatula. Plant Physiol. 170(4):2312-24.

 

Camps C, Jardinaud MF, Rengel D, Carrère S, Hervé C, Debellé F, Gamas P, Bensmihen S, Gough C (2015) Combined genetic and transcriptomic analysis reveals three major signalling pathways activated by Myc-LCOs in Medicago truncatula. New Phytol. 208(1):224-40.

 

Rival P, de Billy F, Bono JJ, Gough C, Rosenberg C, Bensmihen S (2012) Epidermal and cortical roles of NFP and DMI3 in coordinating early steps of nodulation in Medicago truncatula. Development. 139(18):3383-91.


Deux stages à l' UMR Agroécologie, Pôle GEAPSI, Equipe FILEAS

Responsable : Christophe Salon (responsable pôle GEAPSI)      

Coordonnées :            Tél: 33 80 69 32 38

Fax: 33 80 69 32 63

Email: christophe.salon@dijon.inra.fr

Sujet de Stage 1:

Intitulé du stage: Etude de l’importance du transport de sulfate au sein des nodosités pour la synthèse des peptides NCR riches en cystéine nécessaires à la différenciation des bactéroïdes. 

 

Maître(s) de stage : Karine Gallardo et Christine Le Signor

Tel: 03 80 69 33 91

Fax : 03 80 69 32 63

E-mail: karine.gallardo-guerrero@inra.fr, christine.le-signor@inra.fr

 

Résumé des travaux à effectuer (contexte, objectifs, méthodes, 10-20 lignes):

Utilisation de mutants de Medicago truncatula pour un transporteur de sulfate exprimé dans les nodosités dont le gène fait partie de la liste des gènes hypométhylés susceptibles de participer au contrôle de la différentiation des bactéroïdes (Satgé et al., 2016).

 

Aptitudes recherchées, conditions pratiques: biologie moléculaire, biologie végétale.

 

 

Sujet de Stage 2

 

Intitulé du stage: Etude des mécanismes moléculaires contrôlant la qualité de la graine de pois en conditions normale et contraignante.

 

Maître(s)  de stage : Vanessa Vernoud

Tel: 03 80 69 32 54

Fax : 03 80 69 32 63

E-mail: vanessa.vernoud@inra.fr

 

Résumé des travaux à effectuer (contexte, objectifs, méthodes, 10-20 lignes):

Exploitation d’un jeu de données RNAseq pour la construction de réseaux de régulation génique afin de mettre en évidence les modules et les gènes régulateurs clés qui contrôlent la plasticité de la qualité de la graine.

 

Aptitudes recherchées, conditions pratiques: biologie moléculaire, bio-informatique

 

 

Références bibliographiques et/ou brevets, site internet

 

Salon C, Avice JC, Colombié S, Dieuaide-Noubhani M, Gallardo K, Jeudy C, Ourry A, Prudent M, Voisin AS, Rolin D. Fluxomics links cellular functional analyses to whole-plant phenotyping. J Exp Bot. (sous presse), 2017

Le Signor C, Aimé D, Bordat A, Belghazi M, Labas V, Gouzy J, Young ND, Prosperi JM, Leprince O, Thompson RD, Buitink J, Burstin J, Gallardo K. Genome-wide association studies with proteomics data reveal genes important for synthesis, transport and packaging of globulins in legume seeds. New Phytol. (sous presse), 2017

Maillard A, Sorin E, Etienne P, Diquélou S, Koprivova A, Kopriva S, Arkoun M, Gallardo K, Turner M, Cruz F, Yvin JC, Ourry A. Non-Specific Root Transport of Nutrient Gives Access to an Early Nutritional Indicator: The Case of Sulfate and Molybdate. PLoS One. 11(11):e0166910, 2016

Satgé C, Moreau S, Sallet E, Lefort G, Auriac MC, Remblière C, Cottret L, Gallardo K, Noirot C, Jardinaud MF, Gamas P. Reprogramming of DNA methylation is critical for nodule development in Medicago truncatula. Nat Plants. Oct 31;2(11):16166, 2016

Gallardo K, Courty PE, Le Signor C, Wipf D, Vernoud V. Sulfate transporters in the plant's response to drought and salinity: regulation and possible functions. Front Plant Sci. 5:580, 2014

 


Effets de la sécheresse sur l’interaction plante-microorganismes du sol chez le pois : architecture racinaire, bactéries non-symbiotiques et cycle de l’azote

Etablissement d’accueil : INRA Dijon, UMR Agroécologie, pôle GEAPSI et BIOME

Responsable : C. Salon (GEAPSI), et F. Martin (BIOME)

Coordonnées :          Email: christophe.salon@inra.fr / fabrice.martin@inra.fr

Maître(s) de stage :    Marion Prudent (Equipe EcoLeg, GEAPSI) / Romain Barnard (Equipe EMFI)

Tel: 03.80.69.36.81 / 37.45

E-mail: marion.prudent@inra.fr, romain.barnard@inra.fr

 

 

Contexte. En Europe, les légumineuses sont cultivées pour leurs graines riches en protéines, à des fins principalement de nutrition animale. Leur croissance ne necessite pas d’apports d’azote, leur impact environnemental est ainsi très favorable. Dans un contexte de changements climatiques incluant en particulier des périodes de sécheresse plus intenses et plus longues, la nutrition azotée des légumineuses est affectée, ainsi que le cycle de l’azote dans le sol. Il est ainsi urgent de dégager des leviers d’action pour améliorer la nutrition azotée de légumineuses en conditions hydriques stressantes. Des approches innovantes récentes s’appuient sur les interactions positives entre plantes et microorganismes du sol pour améliorer les performances agronomiques, dans une démarche agroécologique. La rhizosphère est le lieu privilégié des interactions entre plantes et microorganismes du sol. L’architecture du système racinaire est ainsi un trait phénotypique majeur des plantes dans cette interaction.

Objectifs. L’objectif du projet est de déterminer, dans des systèmes de pois présentant des caractéristiques racinaires contrastées (architecture, nodulation, activité du symbiote Rhizobium), la réponse à la sécheresse de la plante et de la communauté microbienne du sol à différentes positions le long des racines, et l’impact de cette réponse sur le cycle de l’azote dans le sol, et sur le prélèvement de minéraux par la plante.

Méthodes. Travail expérimental en serre sur la plateforme de phénotypage 4PMI. Mesures en laboratoire : écophysiologie végétale, biologie moléculaire végétale et microbiologie moléculaire.

 

Aptitudes recherchées, conditions pratiques:

Etudiant(e) motivé(e), rigoureux(se). Projet nécessitant patience et minutie. Goût pour le travail en équipe.

Indemnités de stage ~ 500 €/mois

 

Références bibliographiques et/ou brevets, site internet (5 réferences)

- Barnard RL, Osborne CA, Firestone MK (2015). Changing precipitation pattern alters soil microbial community response to wet-up under a Mediterranean-type climate. ISME J 9: 947-957.

- Pérez-Jaramillo JE, Mendes R, Raaijmakers JM. (2016) Impact of plant domestication on rhizosphere microbiome assembly and functions. Plant Mol Biol 90:635-644.

- Prudent M, Vernoud V, Girdodet S, Salon C. (2016) How nitrogen fixation is modulated in response to different water availability levels and during recovery: A structural and functional study at the whole plant level. Plant and Soil 399: 1-12.

- Pérez-Jaramillo JE, Carrión VJ, Bosse M, Ferrão LFV, de Hollander M, Garcia AAF, Ramírez CA, Mendes R, Raaijmakers JM. (2017) Linking rhizosphere microbiome composition of wild and domesticated Phaseolus vulgaris to genotypic and root phenotypic traits. ISME J doi: 10.1038/ismej.2017.85.

 


Impact des associations bi-specifiques sur l’abondance, la structure et la diversité de la communauté microbienne rhizosphérique

Etablissement d’accueil :        UMR Agroécologie – INRA Dijon

Maître(s) de stage :    Barbara Pivato

Tel: +33 (0)3 80 69 33 36

Fax : +33 (0)3 80 69 32 24

E-mail: barbara.pivato@inra.fr

Certaines associations végétales, telles que celles entre céréales et légumineuses, permettent d’obtenir des cultures dont la valeur nutritionnelle est accrue (biofortification), suite à des mécanismes de complémentarité et facilitation (Hinsinger et al., 2011 ; Xue et al., 2016). Très peu d'études visent à analyser l'impact de ces associations à bénéfice réciproque sur le microbiote rhizospherique et, en retour, la contribution des microorganismes selectionnées par l'association sur la biofortification.

Les objectifs du stage consistent à :

1.     caractériser l’abondance, la structure et la diversité génétique des communautés microbiennes associées à la rhizosphère de différentes variétés de blé et de pois, cultivées pures ou en association au Domaine Expérimental d’Epoisses, en s’appuyant sur l’essai en cours financé par le programme CereLAG ;

2.     évaluer la corrélation entre productivité primaire des associations [blé+pois] et diversité microbienne.

Les méthodes employées consisteront à extraire, purifier et quantifier les ADN à partir du sol rhizosphérique, effectuer des PCR quantitatives et préparer de banques de sequençage à haut débit (MiSeq Illumina 2x250bp).

 

Aptitudes recherchées, conditions pratiques:

Fort intérêt pour les interactions plantes-microorganismes et la microbiologie moléculaire

 

Publications:

Hinsinger P., Betencourt E., Bernard L., Brauman A., Plassard C., Shen J., Tang X., Zhang F. 2011. P for two, sharing a scarce resource: soil phosphorus acquisition in the rhizosphere of intercropped species. Plant Physiology 156: 1078-1086.

Philippot L., Spor A., Hénault C., Bru D., Bizouard F., Jones C.M., sarr A., Maron P.-A. 2013. Loss in microbial diversity affects nitrogen cycling in soil. The ISME Journal 7: 1609-1619.

Shirley M., Avoscan L., Bernaud E., Vansuyt G. (2011). Comparison of iron acquisition from Fe – pyoverdine by strategy I and strategy II plants. Botanique 89: 731–735.

Vansuyt G., Robin A., Briat J.-F., Curie C., Lemanceau P. (2007). Iron acquisition from Fe-pyoverdine by Arabidopsis thaliana. Molecular Plant-Microbe Interactions  20 : 441–447.

Xue Y., Xia H., Christie P., Zhang Z., Li L., Tang C. 2016. Crop acquisition of phosphorus, iron and zinc from soil in cereal/legume intercropping systems: a critical review. Annals of Botany, doi: 10.1093/aob/mcv182.

 

 


Etude de l’interaction Listeria monocytogenes / Festuca arundinacea : mise en évidence de composés favorables ou défavorables à cette interaction

Etablissement d’accueil :        INRA UMR Agroécologie 17 rue Sully 21000 Dijon

Maître(s) de stage : Marie-Claire Héloir et Laurent Gal        

Tel: 0033-3-80693458 ; 0033-3-80396678

Fax : 03 80 69 32 26 ;

E-mail: marie-claire.heloir@u-bourgogne.fr; laurent.gal@u-bourgogne.fr

 

Résumé des travaux à effectuer:

 

Contexte : Labactérie pathogène Listeria monocytogenes est l’agent de la listériose, une maladie infectieuse grave affectant des populations à risque (femmes enceintes, personnes âgées, personnes immunodéprimées) et entraînant la mort de 20 à 30% des patients. Depuis quelques années, l’Europe connaît une recrudescence des cas sporadiques de listériose pour des raisons qui restent encore inconnues (European Food Safety Authority, European Centre for Disease Prevention and Control, 2015). Le cycle infectieux de la bactérie est complexe et la compréhension des modalités de circulation de ce pathogène ubiquitaire, en particulier dans les agroenvironnements, est donc nécessaire afin de maitriser ce risque.

Au laboratoire nous nous sommes engagés dans l’analyse des réseaux de régulation qui participent à l’adaptation de Listeria monocytogenes dans le sol et au niveau de la rhizosphère (Vivant et al. 2014, 2015). Des expériences menées sur des mésocosmes de sols ont clairement démontré que la présence de plantes et en particulier de la poaceae Festuca arundinacea améliore la survie de la bactérie dans le sol. A partir de ce constat, nous avons lancé un programme d’analyse transcriptomique différentielle (RNA-Seq) dans le but d’identifier les mécanismes participant à l’adaptation physiologique de L. monocytogenes au cours de la colonisation des racines de F. arundinacae. De plus, nous disposons de mutants de L. monocytogenes affectés dans leur capacité de croissance sur racine. Afin d’approfondir notre connaissance du système, ces données doivent, maintenant, être corrélées avec des informations relatives au végétal associé.

 

Objectifs du Master : les objectifs du Master sont de savoir, d’une part, si la rhizosphère crée un environnement favorable à la survie et au développement de la bactérie et, d’autre part, si la plante perçoit le microorganisme.

 

Aptitudes recherchées, conditions pratiques:

L’étudiant(e) sera en charge de :

  • caractériser et comparer les profils métaboliques racinaires de F. arundinacae cultivée in vitro en présence ou absence de Listeria monocytogenes. Pour cela, les exsudats racinaires seront récoltés, les métabolites primaires (en particulier sucres et composés azotés) et secondaires (composés phénoliques comme les phytoalexines) produits par les racines dans les deux conditions seront caractérisés.
  • évaluer au niveau racinaire la réponse de la plante en quantifiant par Q-PCR des marqueursd’élicitation des réactions de défense.

 

 

 

Références bibliographiques et/ou brevets, site internet

 

·     European Food Safety Authority, European Centre for Disease Prevention and Control, 2015.The European Union Summary Report on Trends and Sources of Zoonoses, Zoonotic Agents and Food-borne Outbreaks in 2014. EFSA Journal. 13(12):4329.

·     Vivant A-L, Garmyn D, Gal L, Piveteau P. 2014. The Agr communication system provides a benefit to the populations of Listeria monocytogenes in soil. Front. Cell. Infect. Microbiol. Nov 6;4:160.

·     Vivant A-L, Garmyn D, Gal L, Hartmann A, Piveteau P.2015. Survival of Listeria monocytogenes in soil requires AgrA-mediated regulation. Appl. Environ. Microbiol. 81:5073-5084.

 


Etude de l’impact de modifications du trafic membranaire sur le devenir des interactions trophiques entre les plantes et les microorganismes bénéfiques ou pathogènes

Responsable de l’équipe d’accueil : Daniel Wipf (Pôle IPM)

Encadrants : Nathalie Leborgne-Castel / Pierre-Emmanuel  Courty

Les plantes sont continuellement confrontées à des microorganismes bénéfiques ou pathogènes. Lors de la perception d’un signal microbien, la plante met en place des mécanismes cellulaires et moléculaires qui conduisent soit : i) à la résistance par la mise en place de réactions de défense, ii) au développement contrôlé des microorganismes bénéfiques (mutualisme), ou iii) au développement non contrôlé des microorganismes pathogènes conduisant à la maladie de l’hôte (pathogenèse).

Quelque soit le type d’interaction, les sucres, provenant de la photosynthèse végétale, sont détournés par les microorganismes pour leur survie. Cela peut se faire au détriment de la plante sans contrepartie dans le cas d’une relation plante-pathogène ou en échange d’un apport de nutriments à la plante (P et N) lors de la symbiose mutualiste (Garcia et al, 2016). En réponse à une interaction, les plantes peuvent donc développer des mécanismes pour limiter la disponibilité des sucres aux microorganismes (Doidy, et al, 2012).

Le trafic vésiculaire qui convoie les composants membranaires (par exemple des transporteurs de sucres membranaires) par des phénomènes d’adressage (exocytose) et de retrait (endocytose) de la membrane plasmique, peut gouverner la modification de l’interface biotrophe des cellules végétales et donc leur interaction avec les microorganismes (Leborgne-Castel & Bouhidel, 2014). Une telle modification peut-être finement régulée lors de la perception précoce des microorganismes pour participer à la défense des plantes (Chen et al, 2014) ou bien permettre la formation tardive de compartiments péri-microbiens (par exemple les arbuscules lors de la symbiose mutualiste) en détournant la synthèse et/ou l’adressage de protéines de l’hôte (Abdallah et al, 2014).

Le devenir des interactions entre des microorganismes (bénéfiques et pathogènes) et des plantes sauvages ou mutantes pour des gènes codant des protéines du trafic membranaire (endocytose ou exocytose) sera étudié. Le lien avec le métabolisme des sucres dans les cellules végétales (expression de gènes de transporteurs, localisation de transporteurs de sucres) sera en particulier examiné. Cette étude se base sur des travaux chez le tabac montrant que i) l’expression de gènes de transporteurs de sucres est augmentée lors de la mise en place de défense et que cette expression est altérée chez des cellules mutantes pour le trafic membranaire et ii) que la mise en place de la symbiose mycorhizienne est modifiée chez des plantes mutantes. Ces travaux seront complétés et continués chez une autre solanacée où une banque de mutants et des données de RNAseq sont disponibles.

Ces travaux pourraient contribuer à mieux appréhender et comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires qui gouvernent la disponibilité des sucres à travers la plante et l’orientation au long du continuum symbiose-pathogénèse, un des challenges majeurs pour s’acheminer vers une meilleure gestion des interactions plantes-microorganismes en production végétale.

 

Abdallah C, Valot B, Guillier C, Mounier A, Balliau T, Zivy M, van Tuinen D, Renaut J, Wipf D, Dumas-Gaudot E, Recorbet G (2014) The membrane proteome of Medicago truncatula roots displays qualitative and quantitative changes in response to arbuscular mycorrhizal symbiosis. J Proteomics. 108:354-68.

Doidy J, Grace E, Kühn C, Simon-Plas F, Casieri L, Wipf D (2012) Sugar transporters in plants and in their interactions with fungi. Trends Plant Biol. 17(7),413-22

Garcia K, Doidy J, Zimmermann SD, Wipf D, Courty PE. (2016) Take a Trip Through the Plant and Fungal Transportome of Mycorrhiza.Trends Plant Sci. 21(11):937-950

Leborgne-Castel N, Bouhidel K (2014) Plasma membrane protein trafficking in plant-microbe interactions: a plant cell point of view. Front Plant Sci.22;5:735

 


Rôle de la glutamine et du métabolisme des acides aminés dans la réponse de Medicago truncatula à l’agent pathogène Aphanomyces euteiches et dans la qualité de la graine

Maître(s) de stage :             Hoai-Nam Truong – Sylvain jeandroz

E-mail: hoai-nam.truong-cellier@inra.fr, s.jeandroz@agrosupdijon.fr

Les acides aminés (aa) jouent un rôle important dans les processus de croissance, de développement de la plante et dans la qualité de la graine. En effet les aa comme la glutamine (Gln) et l’asparagine (Asn) constituent les formes de transport majoritaires d’azote chez la plupart des plantes, des organes sources vers les organes puits (en croissance). Les aa sont également importants dans les interactions plantes-microorganismes. Plusieurs études indiquent une modulation du métabolisme azoté lors des réponses aux stress biotiques et des modifications des teneurs en aa sont souvent observées. La signification de ces réponses est mal connue et plusieurs hypothèses peuvent être émises.

Nos résultats indiquent que le métabolisme des aa et plus particulièrement la glutamine pourraient être un déterminant de la résistance de la plante M. truncatula vis-à-vis du pathogène A. euteiches (Ae). L’objectif du travail sera de :

(1) vérifier l’hypothèse que la Gln est un marqueur de sensibilité à Ae,

(2) mieux appréhender les mécanismes sous-jacents liés à cette accumulation de Gln,

(3) analyser si la capacité d’un génotype à accumuler de la Gln en réponse à un stress biotique est liée à sa capacité à remobiliser l’azote vers les graines.

 

Aptitudes recherchées, conditions pratiques:

Physiologie végétale (niveau moléculaire et plante entière) et génétique.

Connaissances des mécanismes des interactions plantes-microorganismes.

 

Références bibliographiques et/ou brevets, site internet

 

  • Thalineau E, Fournier C, Gravot A, Wendehenne D, Jeandroz S, Truong HN. (2017) Nitrogen modulation of Medicago truncatula resistance to Aphanomyces  euteiches depends on plant genotype Molecular Plant Pathology DOI: 10.1111/mpp.12550
  • Thalineau E, Truong HN, Berger A, Fournier C, Boscari A, Wendehenne D, Jeandroz  S (2016) Cross-regulation between N metabolism and Nitric Oxide (NO) signaling during plant immunity. Frontiers in Plant Science, 7.
  • Truong HN, Thalineau E,  Bonneau L, Fournier C, Potin S,  Balzergue S, van Tuinen D,  Jeandroz S,  Morandi D (2015) The Medicago truncatula hypermycorrhizal B9 mutant displays an altered response to phosphate and is more susceptible to Aphanomyces euteiches. Plant Cell & Environment 38:73–88


Etude de la fonction filtre du sol : Caractérisation du potentiel de dégradation et de l’adsorption de l’atrazine dans des matrices de sols aux textures contrastées

Etablissement d’accueil : INRA

Responsables : Nathalie Munier-Jolain, Directrice de centre INRA; Philippe Lemanceau, Directeur UMR Agroécologie

Possibilités d’accueil : UMR Agroécologie, INRA batiment Coste, AgroSup Dijon Batiment Combe Berthaux

Maître(s) de stage :

Fabrice Martin (INRA)                                     Marjorie Ubertosi (AgroSup Dijon)

Tel : 33 (0)3 8069 3406                                  Tel : 33(0)3 8077 2346

Fax : 33 (0)3 069 3224                                    Fax : 33(0)3 8077 2346

Mail : fabrice.martin@inra.fr                         Mail : marjorie.ubertosi@agrosupdijon.fr

 

Le but du travail est de caractériser la fonction de biofiltration de matrice de sols aux textures contrastées. Plusieurs expérimentations ont permis de montrer l’impact de la texture du sol sur les propriétés de dégradation et de sorption / désorption comme les travaux de Mamy et al. (2007). Ces études n’ont pas caractérisé la minéralogie des sols. Ainsi aucune différenciation n’est faite entre un sol argileux à kaolinite ou à smectite par exemple. Or le comportement de ces deux minéraux est différent (Tessier 1984). L’idée ici est d’étudier la biodégradation et l’adsorption d’un pesticide modèle (herbicide atrazine) dans des matrices de sol reconstituées de minéralogie et de texture connue. Cela permettra de caractériser l’impact d’un gradient d’argile sur la fonction de biofiltration du sol.

Il s’agira dans un premier temps de prélever des échantillons de sol connu et déjà caractérisé. Ces échantillons seront traités de deux façons :

Etape 1 : En microbiologie des sols où deux approches seront suivies : L’une visant à travailler avec la communauté microbienne indigène du sol (Martin-Laurent et al., 2004) et l’autre avec une souche modèle dégradant l’atrazine (Pseudomonas sp. ADP) (Devers-Lamrani et al., 2016). L’activité de biodégradation et le potentiel génétique dégradant de la communauté microbienne extraite du sol d’Epoisses et de la souche dégradante seront caractérisées par radioresprimétrie et par des techniques moléculaires, respectivement (Devers-Lamrani et al., 2007).

Etape 2 : En physico-chimie de sols. Après attaque de la matière organique les 5 fractions (argile, limons fins, limons grossiers, sables fins et sables grossiers) seront séparées grâce à la méthode de la pipette de Robinson (Afnor NF X31-107). Ensuite des microcosmes de texture et de minéralogie connue seront reconstitués.

Etape 3 : Il s’agira ensuite d’utiliser la communauté complexe extraite du sol d’Epoisses ou la population dégradante (caractérisé dans l’étape 1) pour conduire une expérimentation de bioaugmentation (inoculation microbienne) dans des échantillons de sol reconstitués (préparés dans l’étape 2). Ces microcosmes de sol seront incubés, dans des conditions contrôlées de laboratoire et analysés par radiorespirométrie pour évaluer la biodégradation etl’adsorption de l’atrazine.

 

Aptitudes recherchées, conditions pratiques:

§  Bonne connaissance en microbiologie des sols, connaissances en science du sol

§  Goût pour le travail de laboratoire

§  Autonomie, sens du relationnel, capacités d’analyse et de synthèse, aptitude à l’expression écrite et orale

 

Références bibliographiques et/ou brevets, site internet

Devers-Lamrani M., Spor A., Mounier A., Martin-Laurent F. (2016) Draft genome sequence of Pseudomonas sp. Strain ADP, a bacterial model for studying the degradation of the herbicide atrazine. Genome Announcement 4(1):e01733-15. doi:10.1128/genomeA.01733-15.

Devers M., El Azhari Najoi, Udikovic-Kolic N. and Martin-Laurent F. (2007) Analysis of genomic organization of the atrazine-degrading genes (atz, trz) in seventeen atrazine-degrading bacteria. FEMS Microbiology Letters.273: 78-86.

Mamy, L., and E. Barriuso. 2007. Desorption and time-dependent sorption of herbicides in soils. European Journal of Soil Science 58 (1):174-187.

Martin-Laurent F., Cornet L.., Ranjard L., Lopez-Gutiérrez J.C., Philippot L., Schwartz C., Chaussod R., Catroux G., Soulas G. (2004). Estimation of atrazine-degrading genetic potential and activity in three French agricultural soils. FEMS Micobiology Ecology 48:425-435.

Tessier, D. 1984. Etude expérimentale de l'organisation des matériaux argileux: Hydratation, gonflement et structuration au cours de la dessiccation et de la réhumectation. Thèse de doctorat, Departement de Science du Sol, Université de Paris VII, Paris.

 


Stage à l'Institut Technique de l’Agriculture Biologique (ITAB)


Deux stages à l'Université de Liège

Etablissement d’accueil : ASBL CEDEVITet Université de Liège, Unité de Biologie moléculaire et Biotechnologie Végétales        

Responsable : J. DOMMES              

Coordonnées :            Tél: 32 (0) 4 366 38 99

Fax: 32 (0) 4 366 38 72

Email: j.dommes@ulg.ac.be

 

Possibilités d’accueil: 2

 

Sujet de Stage 1:

Intitulé du stage: Effet de composés phénoliques sur l’enracinement de pousses feuillées en culture in vitro

 

Maître(s) de stage :    Evelyne Etienne et Claire Kevers

Tel: 32 (0) 4 366 38 59

Fax : 32 (0) 4 366 38 72

E-mail: Cedevit@guest.ulg.ac.be/ c.kevers@ulg.ac.be

 

Résumé des travaux à effectuer

L’enracinement des pousses feuillées obtenues lors de la micropropagation des plantes par culture in vitro est une étape importante avant de pouvoir les acclimater, c’est-à-dire les transférer en serre (ex vitro).

L’enracinement est généralement obtenu en ajoutant une auxine dans le milieu de culture. Certaines plantes sont cependant plus difficiles à enraciner et nécessitent de modifier le milieu de culture nécessaire à l’enracinement en y ajoutant différents composés ou en effectuant différents traitements.

Les composés phénoliques comme les acides phénoliques sont connus pour interférer avec le métabolisme de l’auxine. L’ajout de ces composés dans le milieu de culture peut soit améliorer l’enracinement soit le perturber suivant le type, les concentrations utilisées ou le moment (induction de l’enracinement, initiation des racines ou leur développement) où ils sont ajoutés.

Les composés phénoliques ont un effet sur l’enracinement variant suivant leur type et le moment ou ils sont ajoutés aux milieux de culture. Il serait intéressant d’étudier les modifications endogènes en composés phénoliques et en auxines liées à la présence de ces composés dans le milieu de culture. Le modèle d’étude proposé est le pommier en culture in vitro.

Techniques utilisées:

Spectrométrie pour les mesures de teneur en composés phénoliques totaux dans les plantes et activités enzymatiques

HPLC et UPLC pour le dosage des différents composés phénoliques et des auxines dans les plantes

Techniques de micropropagation in vitro des plantes.

 

Sujet de Stage 2

 

Intitulé du stage: Etude de la biodisponibilité de divers types de composés phénoliques antioxydants par leur dosage dans le plasma sanguin en fonction de différents régimes alimentaires

 

Maître(s)  de stage : Jessica Tabart

Tel: 32 (0) 4 366 38 46

Fax : 32 (0)4 366 38 72

E-mail: c.kevers@ulg.ac.be/jessica.tabart@alumni.ulg.ac.be

 

Résumé des travaux à effectuer:

Le respect d’une alimentation dite saine et équilibrée figure parmi les facteurs essentiels permettant de limiter le stress oxydant. Au niveau des antioxydants, toutes les recherches se focalisent actuellement sur les effets de prévention de la grande famille des polyphénols, contenus en très grande quantité dans les fruits et légumes et divers produits transformés (vin rouge, huile d’olive, thé, chocolat noir). Les effets santé de ces aliments sont liée au fait qu’ils permettent de maintenir un bon tonus vasculaire via une amélioration de la fonction endothéliale. Toutefois, peu d’études ont pu démontrer la relation directe entre cette amélioration et le taux sanguin des différents polyphénols. Ils ne sont en effet présents dans le sang qu’à des concentrations de l’ordre du µM et pas nécessairement sous leur forme naturelle. Pour doser ces antioxydants importants, il convient donc de disposer de techniques de dosages fiables (UPLC/DAD) mais aussi extrêmement sensibles afin de mieux étudier la biodisponibilité des polyphénols issus de produits naturels mais aussi d’établir des valeurs normales de référence pour différentes molécules à caractère polyphénolique. Avoir en main cette technique de dosage sera aussi très utile pour développer des recherches avec le monde agro – alimentaire. En effet, commencent à apparaître sur le marché des « alicaments », c’est–à-dire des aliments (yogourt, lait, viande) enrichis en polyphénols. Il reste cependant à prouver les réels bénéfices santé de tels produits. Il faudra donc montrer que l’absorption de ces derniers permet bien d’augmenter la concentration sanguine en polyphénols. Pratiquement, après ingestion d'un ou plusieurs aliments riches en certains types de composés phénoliques (anthocyanes, catéchines, acides phénoliques, ...), un suivi de leurs teneurs dans le sang (séparation UPLC, à améliorer pour certains) sera fait parallèlement à la mesure de la capacité antioxydante totale (spectrophotométrie, fluorimétrie), la teneur en acide ascorbique et une mesure de la tension artérielle.

Collaborations : CEDEVIT, Université de Liège, Laboratoire de Biotechnologie Végétale et CREDEC (CHU).

Dans le cadre de ce travail, l’étudiant utilisera :

-       Spectrométrie, fluorimétrie pour les mesures de capacités antioxydantes.

-       HPLC et UPLC pour le dosage des composés phénoliques.

 

 

 

Références bibliographiques et/ou brevets, site internet

 

CEDEVIT : labos.ulg.ac.be/cedevit

 

Plate-forme nutrition-santé : http://www.chu.ulg.ac.be/jcms/c_4353795/nutrition-antioxydante-sante-nas

 

J. TABART, T. FRANCK, C. KEVERS and J. DOMMES: Effect of polyamines or precursors on the hyperhydricity process in micropropagated apple shoots. Plant Cell Tissues and Organ culture, 2015, 120: 11-18.

 

C. KEVERS, J. PINCEMAIL, JO DEFRAIGNE and J. DOMMES Antioxidant capacity of small dark fruits. Influence of cultivars and harvest time. J Berry Research, 2014, 4: 97-105.

 

A.J. GONZÁLEZ, T. SHARIF, A. KAYALI, M. ABBAS,S. ALI AZOUAOU, I. DANDACHE, N. ETIENNE-SELLOUM,C. KEVERS, J. PINCEMAIL, C. AUGER, P. CHABERT, M. ALHOSIN, V.E B. SCHINI-KERTH: Delphinidin-3-O-glucoside and delphinidin-3-O-rutinoside mediate the redox-sensitive caspase 3-related pro-apoptotic effect of black currant juice on leukemia Jurkat cells. J. Functional Foods, 2015, 17 :847-856.

 


Recherche des déterminants génétiques de l’interaction pois x rhizobium

Directeur du laboratoire : Philippe Lemanceau (UMR Agroécologie)

Responsables de l’équipe d’accueil :Judith Burstin (Equipe ECP) et Christophe Salon (Pôle GEAPSI)

Encadrants : Virginie Bourion, Mathieu Siol

Les recherches menées par le pôle GEAPSI portent sur les Légumineuses, espèces végétales présentant le fort intérêt de permettre une production de graines à haute valeur nutritionnelle sans nécessité d’un apport d’engrais azoté,assurant ainsi à la fois sécurité alimentaire et respect de l’environnement. L’identification d’idéotypes de pois, maximisant les interactions biotiques bénéfiques pour l’acquisition de nutriments ou la tolérance aux stress, est un de ces principaux objectifs finalisés. Au sein du pôle, l’équipe ECP est leader dans le domaine de la génétique et la génomique du pois. Les ressources qui y ont été développées permettent aujourd’hui d’aborder en particulier la question de l’interaction entre le pois et son partenaire symbiotique fixateur d’azote, le rhizobium, pour pouvoir, à terme, optimiser cette interaction dans les conditions de culture en plein champ. De façon complémentaire, la plateforme de Phénotypage Haut Débit récemment mise en place à l’UMR Agroécologie permet l’analyse détaillée des phénotypes aériens et racinaires d’un très grand nombre de plantes.

L’établissement de la symbiose entre pois et rhizobium nécessite une reconnaissance mutuelle spécifique entre les deux partenaires, induisant par la suite le développement des organes symbiotiques appelés nodosités. Afin d’acquérir une meilleure connaissance des déterminants génétiques du choix entre ces partenaires symbiotiques, nous allons réaliser une étude de génétique d’association sur une vaste collection d’accessions de pois (génotypées avec un grand nombre de marqueurs) et inoculées par un mélange de souches de rhizobium. L’étudiant(e) participera à la mise en place et au suivi de l’expérimentation qui aura lieu dans la plateforme de phénotypage haut-débit. Pour chacune des accessions de pois, des plantules seront repiquées dans des rhizotubes et inoculées. Les images des systèmes aériens et racinaires acquises en cours d’expérimentation seront analysées par l’étudiant(e) et permettront d’établir les cinétiques de croissance et de mise en place des nodosités pour chaque accession. L’étudiant(e) participera à la récolte finale des systèmes racinaires des plantes à partir desquels, pour chaque accession, sera quantifié par « barcoding » son choix parmi les différentes souches de rhizobium. Enfin, l’étudiant(e) réalisera les analyses statistiques (Genome Wide Association Study ; GWAS) qui permettront de disséquer l’architecture génétique du choix des partenaires symbiotiques et d’identifier des gènes potentiellement impliqués.

NB : le financement de ce stage est acquis dans le cadre du projet de recherche ANR GRaSP (Genetics of Rhizobia Selection by Pea) dont l’équipe est coordinatrice.Ce projet associe les compétences multidisciplinaires de quatre laboratoires de recherche académique et d’un institut technique impliqué dans la promotion de la culture des Légumineuses en France.






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