Alkaloids isolated from Crinum giganteum with anti-acetylcholinesterase activity
Seydou Ka
Azotobacter vinelandii, un PGPR fixateur d’azote altruiste en co-culture
Julie Leroux
Biodiversité intranodulaire et prévalence des espèces de Micromonospora chez les plantes actinorhiziennes
Sophie Lalonde
Characterization of a Bacterial Feeding Strategy based on the Manipulation of the Host Sugar Export Machinery
Gaële Lajeunesse
Croissance des champignons saprophytes et à mycorhizes éricoïdes sous culture de bleuets sauvages soumise à des applications de fertilisants et de fongicides
Geneviève Telmosse
Détermination de l’impact d’une infection virale sur les pores nucléaires de cellules végétales
Joelle Rancourt
Deux familles d'effecteurs candidats ont des localisations cellulaires atypiques, en quoi leurs rôles contribuent à la pathogénicité de Melampsora larici-populina?
Claire Letanneur
Dispersion of cranberry fruit rot pathogens in eastern Canada
Matteo Conti
Effects of biostimulants on plant development, crop productivity and fruit quality of protected strawberries
VEEDAA SOLTANIBAND
Effet du mycélium autoclavé de différents agents phytopathogènes sur la production de lipopeptides et les propriétés antimicrobiennes de Bacillus subtilis PTB185
Louis Cossus
Évaluation de la capacité d’adaptation des parasitoïdes Ganaspis brasiliensis et Leptopilina japonica aux conditions thermiques extrêmes
Jérôme Gélinas Bélanger
Évolution et compétition bactérienne entre des espèces de Bacillus et Pseudomonas sur la plante
Vincent Charron-Lamoureux
Fertilité du sol et stratégie photosynthétique
Jennifer Paillassa
Fractions labiles du plomb dans un sol calcaire riche en éléments traces métalliques traité avec des amendements acides et cultivé avec du saule
Bocar Allaye Diallo
Functional studies of silicon influx transporters in plants
Daphné Govare
Identification and characterization of the nucleopore complex in different specific cell lines in Arabidopsis thaliana
Ingrid Sánchez
Identifying the genetic determinants for virulence in Heterodera glycines: A new approach to an old problem
Dave Thibouthot-Ste-Croix
Jasmonic acid is important for Argonaute-mediated defense against virus infection
Guilherme Silva-Martins
La complémentarité des ennemis naturels, un potentiel de contrôle efficace de la drosophile à ailes tachetées
Phanie Bonneau
La phycocyanine : un outil efficace pour estimer la biomasse de cyanobactéries associées aux mousses en forêt boréale
Marie Renaudin
Le « Service de détection de la résistance des mauvaises herbes aux herbicides » : le portrait de la résistance au Québec entre 2011 et 2018.
Sandra Flores-Mejia
Les effets de l’irrigation en gouttières sur l’expression de protéines recombinantes d’intérêt pharmaceutique chez Nicotiana benthamiana
Jessica Samson-Tshimbalanga
Les mousses sont-elles réellement une source d'azote pour la forêt boréale ?
Charlotte Blasi
Les populations du charançon de la carotte développent-elles une préférence à leur plante hôte locale ?
Marianne Bessette
Les résidus forestiers peuvent-ils combattre les maladies et la germination des pommes de terre lors de leur entreposage?
Michelle Boivin
Méthodes biophysiques, enzymatiques et structurales pour l'étude de la SUMOylation des protéines
Laurent Cappadocia
Molecular basis of in vitro regeneration in barley
Parul Sirohi
Phyto-disponibilité de quelques éléments traces métalliques présents dans un rejet minier acide traité avec du carbonate de calcium et d’engrais à base de phosphore
Ahmed Aajjane
Soybean Abiotic Stress Tolerance Is Improved Through Biosolids Recruitment of Plant Growth Promoting Rhizobacteria
Morgan McMillan
Study of systematic light and culture conditions on growth, biomass and lipid production of Phaeodactylum tricornutum
Nikunj Sharma
The fungal effector Mlp37347 unlock the plasmodesmata gateway to intercellular trafficking
Md. Saifur Rahman
Transcriptomics and metabolomics of Arabidopsis expressing effectors from the poplar rust
Karen Cristine Gonçalves dos Santos
Trouver la perle rare : identifier les croisements les plus prometteurs avec une approche de prédiction génomique chez l’orge
AMINA ABED
Utilisation potentielle des feuilles d’érable à sucre pour lutter contre la tache bactérienne et la maladie des taches et des nervures noires de la laitue
M. Delisle-Houde
Validation de variations structurales chez le soya par séquençage Oxford Nanopore
Marc-André Lemay

Alkaloids isolated from Crinum giganteum with anti-acetylcholinesterase activity


Seydou Ka1,3, Marco Masi2, Natacha Mérindol1, Roberta Di Lecce2, Melodie Plourde1, Matar Seck3, Antonio Evidente2, Isabel Desgagné-Penix1
1Université du Québec à Trois-Rivières 2Université Frederico II, Naples, Italie 3Université Cheikh Anta Diop, Dakar, Sénégal

Alkaloids are a large group of nitrogen containing specialized metabolite with a specific biochemical characteristic and distinctive pharmacological effects. The plants of the Amaryllidaceae family are well known as producers of an exclusive group of alkaloids (AAs). These AAs are valuable for various medicinal purposes, such as galanthamine that is commercially used for the treatment of Alzheimer because of its anti-acetylcholinesterase properties. The purpose of this research was to characterize AAs content in bulbs of Crinum giganteum harvested in the Senegalese forest by using different analytical techniques, and also to investigate their biological properties. In this study we isolated six alkaloids including two new compounds. Their complete structure characterization is in progress using advanced spectroscopic methods (NMR, MS, X-Ray and ECD). Furthermore, three of these compounds show significant anti-acetylcholinesterase in vitro without cytotoxicity. This study can expand the chemical library of AAs and their possible medicinal application.

Azotobacter vinelandii, un PGPR fixateur d’azote altruiste en co-culture


Julie Leroux1, Jean-Philippe Bellenger2, Pascale B. Beauregard1
1Centre Sève, Département de Biologie, Université de Sherbrooke J1K 2R1, QC, Canada 2Centre Sève, Département de Chimie, Université de Sherbrooke J1K 2R1, QC, Canada

Ces dernières années, de plus en plus d’intérêt s’est porté sur les bactéries promotrices de croissance de plante (PGPR ; Plant Growth Promoting Rhizobacteria). Ces bactéries procurent de nombreux bénéfices aux plantes ; production de phytohormones, augmentation de la nutrition métallique ou encore protection contre les phytopathogènes. Certaines PGPR, dites diazotrophes, sont aussi capables d’améliorer la nutrition azotée des plantes en catalysant la réduction du diazote atmosphérique en ammonium biodisponible. Ce trait est particulièrement intéressant pour la réduction des intrants azotés chimiques en zone agricole. Cependant, nos connaissances sur les PGPR proviennent principalement d’études en monoculture peu représentatives de la rhizosphère où plusieurs espèces microbiennes coexistent.

Mon étude vise à caractériser les interactions et performances (croissance, fixation de N2, sporulation) de deux PGPR le long d’un gradient d’azote. Ce sont Azotobacter vinelandii 12837, un diazotrophe, et Bacillus subtilis 3610, un PGPR ubiquiste et agent de biocontrôle, qui ont été choisis. J’ai observé que l’interaction entre ces deux PGPR est fortement influencée par la disponibilité de l’azote. A basse concentration, les deux PGPR coopèrent via une augmentation de la fixation d’azote qui promeut la croissance de B. subtilis. En revanche, à haute concentration en azote ces PGPR entrent en compétition.

Biodiversité intranodulaire et prévalence des espèces de Micromonospora chez les plantes actinorhiziennes


Sophie Lalonde1, Sébastien Roy1
1Centre Sève

Notre laboratoire de recherche étudie l’interaction symbiotique entre les plantes actinorhiziennes et l’organisme fixateur d’azote Frankia menant à la formation de nodules. Nous nous penchons également sur la composition de la microflore bactérienne présente à l’intérieur de cette niche écologique restreinte, dont Micromonospora qui semble fortement prévaloir. Bien que cette actinobactérie soit un occupant fréquent des nodules autre que Frankia, à la fois chez les plantes légumineuses et actinorhiziennes, le rôle précis de Micromonospora n’est pas clairement défini. À l’aide de techniques de biologie moléculaire, nous désirons mieux définir ce rôle via la compréhension de la biodiversité et de la prévalence des espèces de Micromonospora associées aux nodules de plantes actinorhiziennes.

 

Pour mener à termes cette étude, nous avons d’abord procédé à l’échantillonnage de nodules et de rhizosphères chez plusieurs espèces végétales provenant de conditions naturelles et anthropisées afin d’augmenter les chances d’obtenir des isolats que nous pourrons caractériser. Nous présenterons ici les résultats d’isolement intranodulaire d'espèces de Micromonospora, et décrirons la phylogénie des souches de même que leur prévalence par espèce végétale étudiée.

Characterization of a Bacterial Feeding Strategy based on the Manipulation of the Host Sugar Export Machinery


Gaële Lajeunesse1, Charles Roussin-Léveillée1, Peter Moffett1
1Université de Sherbrooke

Sugars are among the most abundant nutrients on Earth and is often a target to be acquired by plant pathogens from their hosts. However, how pathogens benefit from this resource during an infection in plants remains unresolved. Successful bacterial pathogens encode an artillery of virulence effector proteins capable of being translocated into host cells to sustain their growth at the host-pathogen interface. Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000(PstDC3000), an agronomically-relevant phytopathogen, is able to grow in the extracellular environment of its host cells. Here, we show that Pst DC3000 has the ability to induce a massive translocation of sugars from the host cell to the extracellular space, depleting starch stores over time, in a type-3 secretion system (T3SS)-dependant manner. By using a library of PstDC3000 type III effector mutants, we have identified potential effector candidates responsible for inducing the expression of sugar efflux transporters, namely Sugar Will Eventually be Exported Transporters (SWEET), in planta. As such, our results reveal a crucial strategy used by PstDC3000 to hijack the host sugar transport machinery to create an optimal extracellular space for pathogen growth.

Croissance des champignons saprophytes et à mycorhizes éricoïdes sous culture de bleuets sauvages soumise à des applications de fertilisants et de fongicides


Geneviève Telmosse1, Pierre-Luc Chagnon2, Jean Lafond3, Maxime C. Paré1
1Université du Québec à Chicoutimi 2Université de Montréal 3Agriculture et Agroalimentaire Canada

Le Québec est un des plus grands producteurs de bleuets sauvages (Vaccinium angustifolium Ait. et Vaccinium myrtilloides Michx.) au monde. Comme le bleuet sauvage prolifère sur des sols acides où les nutriments sont rares et la matière organique est récalcitrante, les champignons saprophytes (CS) et les champignons à mycorhizes éricoïdes (CME) sont essentiels à son développement et à sa productivité par leurs rôles de décomposeurs mais aussi de symbiotes dans le cas des CME. Le présent projet vise à documenter l’impact des applications de fertilisants et de fongicides sur l’abondance et la croissance des CS et des CME. L’hypothèse est que les CS sont plus affectés que les CME par les fertilisants et les fongicides. Les CS et les CME sont échantillonnés dans la bleuetière d’enseignement et de recherche à Normandin à l’aide de sacs de sable insérés à l’interface de l’horizon organique et minéral. Les sacs de sable seront analysés via des décomptes morphologiques des hyphes par observations microscopiques, des analyses isotopiques (13C & 15N) et le séquençage des communautés fongiques. Dans le cadre de cette présentation, des résultats préliminaires de l’abondance des CME seront présentés en fonction des deux espèces de bleuets sauvages présentes sur le site de recherche.

Détermination de l’impact d’une infection virale sur les pores nucléaires de cellules végétales


Joelle Rancourt1, Mélodie B.Plourde1, Lionel Berthoux1, Hugo Germain1
1Université du Québec à Trois-Rivières

Les pores nucléaires végétaux sont composés de 32 protéines différentes du nom de nucléoporines. La fonction principale de ces pores est de médier les échanges entre le cytosol et le noyau. Des études récentes ont démontré que les pores nucléaires végétaux sont impliqués dans plusieurs autres fonctions comme la régulation des gènes et la mitose. Mais qu’en est-il d’une implication dans les interactions hôtes-pathogènes? Chez les animaux, certains virus dont le VIH modifient les pores nucléaires afin de faciliter l’infection virale. Cependant, ce sujet n’a jamais été investigué chez les végétaux. Cela nous a mené à poser l’hypothèse que l’infection virale ou la réponse de défense aurait un impact sur les pores nucléaires de cellules végétales. Pour vérifier cette hypothèse, nous allons inoculer des feuilles d’Arabidopsis thaliana avec un virus modèle ou activer la réponse de défense via un signal hormonal. Les noyaux des feuilles traitées seront extraits afin d’analyser par spectrométrie de masse les protéines qu’ils contiennent puis, comparer quantitativement et qualitativement les nucléoporines. Pour ce faire, un protocole a été optimisé afin d’obtenir des noyaux avec une enveloppe nucléaire intacte observable par microscopie confocale. Ce protocole permet de détecter par spectrométrie de masse 29 des 32 nucléoporines.

Deux familles d'effecteurs candidats ont des localisations cellulaires atypiques, en quoi leurs rôles contribuent à la pathogénicité de Melampsora larici-populina?


Claire Letanneur1, Sébastien Duplessis2, Hugo Germain1
1Université du Québec à Trois-Rivières 2INRA Université de Lorraine

Membre de la famille des Rouilles, Melampsora larici-populina (Mlp) est un basidiomycète qui parasite les peupliers et les mélèzes. Biotrophe obligatoire, Mlp a développé de multiples stratégies moléculaires visant à subtiliser les ressources de l’hôte tout en contrecarrant les réactions immunitaires de ce dernier.

Dépendamment de l'hôte en présence, le sécrétome de Mlp va varier au cours des phases précoces de l'infection. Toutefois, certaines petites protéines sécrétées présentent de fortes homologies de séquence avec d'autres qui ont des profils d'expressions tout à fait différents. Pourquoi cette ressemblance si le pathogène en fait des usages différents?

Parmi ces paires d'effecteurs homologues-spécifiques, l'une d'entre-elles se localise le long de la voie de sécrétion (Réticulum endoplasmide, Appareil de Golgi, Endosomes précose et tardif) et une autre au chloroplaste (stromules, points, "cage chloroplastique"). Au travers d'observations en microscopie confocal et d'un large criblage en double hybride, des hypothèses sont avancées quant aux fonctions possibles de ces paires d'effecteurs lors de l'installation de la relation trophique. L'homologie de séquences entre les effecteurs d’une même paire ne semble pas induire une interaction avec des cibles homologues.

 

Dispersion of cranberry fruit rot pathogens in eastern Canada


Matteo Conti1, Benjamin Cinget1, Caroline Labbe1, Yanick Asselin1, Sidonie Paredones1, Richard Bélanger1
1Centre de recherche en innovation des végétaux, Université Laval, 2480 Boulevard Hochelaga, Québec (QC)

  Cranberry fruit rot (CFR) is a complex disease responsible for high losses of production. The different rot symptoms can be classified as field rot or storage rot, and up to 12 fungal pathogens can be involved in CFR. Until recently, the diagnosis of CFR was mainly performed with the standard plating technique, a long and laborious approach not applicable to large-scale screening analysis of the fungal pathogens and their incidence. However, the development of a new molecular diagnostic tool, able to detect and differentiate all fungi causing CFR rapidly and precisely, now allows to perform studies of unprecedented magnitude. The objective of this project was to exploit this new tool in order to conduct the largest survey ever of CFR. For this purpose, 298 cranberry fields divided among four growers were sampled and over 7500 fruits analyzed. The results showed that Cadophora sp., Coleophoma empetri, Colletotrichum gloeosporioides and the Phacidiaceae’s family were the most commonly fungi found in cranberry fruits. This study further suggests that the use of fungicides in cranberry fields has a major incidence on the fungal populations and some fungi, such as the ones responsible for the black rot, seems to benefit from this selection pressure.

Effects of biostimulants on plant development, crop productivity and fruit quality of protected strawberries


VEEDAA SOLTANIBAND1, Martine Dorais1
1Université Laval

In Canada, strawberry (Fragaria x ananassa Duch.) is one of the most important horticultural production. This crop is facing several challenges that limit productivity and quality. Our study focusses on using most promising biostimulants for strawberries that can improve plant development, crop productivity, and berry quality in the greenhouse and high tunnels. In the first part, we investigate the effect of 14 treatments under conventional and organic growing systems within the complete random block in five replicates. However, the second part consists of four treatments in the conventional growing system under a high tunnel within the complete random block with four replicates. We analyzed the measured data by a two-way model of analysis of variance (ANOVA) using the MIXED procedure with the LSD test. Our results indicate a significant effect of the used biostimulants. Specifically, in first the part, our results showed that Fungout, a combination of mycorrhiza with three strains of bacteria, and Trichoderma spp. significantly increase yield, quality, plant growth, and physiological parameters of the strawberries compared to the control one. The same results were observed in the high tunnel. However, we did not find an effect on fruit quality by the applied treatments in the high tunnel.

Effet du mycélium autoclavé de différents agents phytopathogènes sur la production de lipopeptides et les propriétés antimicrobiennes de Bacillus subtilis PTB185


Louis Cossus1, Florence Roux-Dalvai2, Isabelle Kelly2, Thi Thuy An Nguyen3, Hani Antoun3, Arnaud Droit1, Russell J. Tweddell4
1Département de médecine moléculaire, Université Laval, Québec (Québec), Canada G1V 0A6 2Plateforme protéomique, CHU de Québec – Centre de Recherche du CHU de Québec, Québec (Québec), Canada G1V 4G2 3Département des sols et de génie agroalimentaire, Université Laval, Québec (Québec), Canada G1V 0A6 4Département de phytologie, Université Laval, Québec (Québec), Canada G1V 0A6

Bacillus subtilis est une bactérie rhizosphérique largement étudiée pour ses propriétés antimicrobiennes et son utilisation comme agent de lutte biologique. Ses propriétés antimicrobiennes reposent fortement sur la production d’antibiotiques, en particulier de lipopeptides. De récents travaux ont montré sur gélose l’influence des interactions biotiques sur la production de lipopeptides par B. subtilis PTB185. Cette étude visait à évaluer l’effet du mycélium autoclavé de cinq agents phytopathogènes (Botrytis cinerea, Mucor sp., Pythium ultimum, Rhizoctonia solani et Sclerotinia sclerotiorum) sur la production de lipopeptides et sur les propriétés antimicrobiennes de PTB185. Les bactéries ont été cultivées en milieu liquide pendant 72 heures en présence ou non (témoin) de mycélium autoclavé de l’un ou l’autre des agents phytopathogènes précités. Les lipopeptides (surfactine, iturine, fengycine) sécrétés par les bactéries ont été quantifiés et les propriétés antimicrobiennes des suspensions bactériennes évaluées. Les résultats indiquent que l’addition de mycélium autoclavé a influencé la production de lipopeptides antifongiques de même que l’activité antagoniste des bactéries envers les différents agents pathogènes testés. Cette étude montre que les propriétés antimicrobiennes de B. subtilis sont influencées par la composition du milieu de culture.

Évaluation de la capacité d’adaptation des parasitoïdes Ganaspis brasiliensis et Leptopilina japonica aux conditions thermiques extrêmes


Jérôme Gélinas Bélanger1, Paul K. Abram2, Annabelle Firlej3, Jacques Brodeur1
1Université de Montréal - Institut de Recherche en Biologie Végétale 2Agriculture and Agri-Food Canada, Agassiz Research Station 3Institut de Recherche et de Développement en Agroenvironnement

Le contrôle de la drosophile à ailes tachetées représente un enjeu de taille pour les producteurs fruitiers en Amérique du Nord et en Europe, puisque ce parasite s’attaque à une large gamme de petits fruits cultivés et cause des pertes de rendement substantielles pour les producteurs. Dans son aire de distribution naturelle en Asie de l’Est (Chine, Japon et Corée du Sud), la drosophile à ailes tachetées est contrôlée naturellement par deux parasitoïdes larvaires, Ganaspis brasiliensis et Leptopilina japonica. À l’échelle internationale, des projets sont en cours afin d’évaluer le potentiel de ces espèces dans un programme de contrôle biologique classique en Europe et en Amérique du Nord. Le présent projet vise à évaluer la capacité d’adaptation aux conditions thermiques extrêmes de ces parasitoïdes afin de déterminer la distribution éventuelle de ces espèces sur le territoire canadien. Pour réaliser cet objectif, le point de surfusion et les températures létales minimale et maximale seront déterminés pour des individus appartenant aux deux espèces pour les stades larvaire et adulte. De surcroît, la plasticité phénotypique des individus aux stades larvaire et adulte sera évaluée en utilisant cinq traitements thermiques (froid constant, froid variable, chaleur constante, chaleur variable, fluctuation de températures extrêmes).

Évolution et compétition bactérienne entre des espèces de Bacillus et Pseudomonas sur la plante


Vincent Charron-Lamoureux1, Maude Pomerleau1, Pascale B. Beauregard1
1Centre SÈVE, Département de Biologie, Université de Sherbrooke

La rhizosphère, partie du sol entourant les racines, est un environnement riche en nutriments favorisant l’établissement de microorganismes. Parmi ceux-ci, on retrouve plusieurs espèces de Bacillus. Ces bactéries, membres du microbiome naturel des plantes, sont aussi utilisées comme biofongicides dans le but de stimuler la croissance des plantes et de les défendre. Une des barrières à l’usage de ces biofongicides est la variabilité des résultats. Une hypothèse pouvant expliquer ce manque de fiabilité est basée sur l’environnement riche et compétitif que procure la rhizosphère. En effet, d’autres résidents de la rhizosphère, dont certaines espèces de Pseudomonas, présentent des activités antagonistes contre Bacillus. Par des études de compétition microbienne sur la plante, nous avons déterminé que la population de Bacillus subtilis est diminuée par la présence de Pseudomonas (P. fluorescens complex group). De plus, nous avons développé un système d’évolution dirigée en absence ou en présence d’espèces compétitrices dans le but de mener à l’évolution de B. subtilis afin d’identifier des mutations génétiques permettant une meilleure compétitivité contre Pseudomonas. Cette étude a ainsi démontré que certains mutants évolués sont en mesure de coloniser plus rapidement la plante et sont plus persistants grâce, entre autres, à la formation d’un biofilm plus robuste. 

Fertilité du sol et stratégie photosynthétique


Jennifer Paillassa1, Vincent Maire1
1Université du Québec à Trois-Rivières

L'eau, par la transpiration, et l'azote, par l’enzyme de la Rubisco, sont deux ressources essentielles pour réguler la photosynthèse. La combinaison optimale des traits photosynthétiques pour un environnement donné peut être définie comme celle où les coûts d’acquisition et d'utilisation de l'eau et de l’azote (N) sont minimisés. Si la température, l’humidité atmosphérique et l'altitude ont été identifiées comme des variables environnementales importantes pour déterminer cette optimisation des traits, l'influence du sol a peu été explorée. Les propriétés du sol peuvent influer directement sur le coût des ressources et/ou moduler l’influence du climat. Nous postulons que les effets de l’eau et N dans le sol sur l'absorption de carbone par les feuilles pendant la photosynthèse seraient aussi importants que l'augmentation des coûts liés au climat pour les deux ressources. Si le climat est important pour contrôler l'équilibre optimal des coûts en eau et N pour la photosynthèse, les propriétés du sol permettraient de réduire ces coûts, directement et indirectement. La prise en compte des propriétés du sol augmente le pouvoir explicatif de 30% et modifie les prévisions initiales formulées à l’origine par le modèle axé sur la demande climatique, pour rendre plus fiable les simulations du modèle du système terrestre.

Fractions labiles du plomb dans un sol calcaire riche en éléments traces métalliques traité avec des amendements acides et cultivé avec du saule


Bocar Allaye Diallo1, Antoine Karam1
1ERSAM, Département des sols et de génie agroalimentaire, FSAA, Université Laval, Québec, QC, G1V0A6

Un essai cultural a été mené en serre pour examiner l’effet de l’apport de soufre élémentaire (S0) et d’acide sulfurique (H2SO4) sur la répartition des fractions labiles du Pb dans des échantillons de sol calcaire cultivé avec du saule (Salix miyabeana). En considérant l’ensemble des données, les valeurs moyennes des formes labiles et potentiellement labiles dans les sols après la récolte des organes du saule (fin de l’essai) ont suivi l’ordre suivant : [Pb]ECH (15,6±3,0 mg/kg) ˂ [Pb]DTPA (51,6±5,7 mg/kg) ˂ [Pb]HCl (71,6±9,4 mg/kg). Les valeurs moyennes du rapport ([Pb]DTPA+[Pb]HCl)/(PbECH) sont ˃ 1, indiquant la prépondérance des sites non spécifiques dans le sol calcaire. Globalement, les résultats indiquent que : i) le Pb total n'est pas facilement phyto-disponible dans le sol contenant une phase de carbonates, où le pH est au-dessus de la neutralité et ii) l’ajout de H2SO4, en acidifiant le sol, aurait converti une certaine quantité de Pb de la phase solide (adsorbé et précipité) en une forme soluble ou phyto-disponible. Les doses de H2SO4 influencent significativement les teneurs en Pb labiles des échantillons de sols cultivés. Le pH du sol joue un rôle important dans la répartition des fractions chimiques du Pb dans le sol.

Functional studies of silicon influx transporters in plants


Daphné Govare1, Rupesh Deshmukh2, Devrim Coskun1, Sheelavanta Matha Shivaraj1, Paul Isenring3, Richard R. Bélanger1
1Département de Phytologie, Faculté des Sciences de l’Agriculture et de l’Alimentation (FSAA), Université Laval, Québec, QC, Canada 2National Agri‐Food Biotechnology Institute (NABI), Mohali, Punjab, India 3Nephrology Group, Department of Medicine, Faculty of Medicine, L’Hôtel‐Dieu de Québec Institution, Université Laval, Québec, QC, Canada

Silicon (Si) is not considered an essential element for higher plants despite the numerous reports linking its fertilization with beneficial effects. One of the most puzzling properties of Si is its differential absorption by plants. This variability would be explained by the presence or absence of an influx transporter (Lsi1), a NIP-III aquaporin. Aquaporins possess a selectivity filter (ar/R) composed of four amino acids that determine the permeability for a given substrate. In the case of Si a G-S-G-R appears essential for selectivity although new data suggest otherwise. The objective of this project was to determine the nature of the ar/R filter to optimize Si accumulation in plants. For this purpose, we conducted several substitutions of residues within the filter and evaluated the impact of each mutation on Si permeability in aquaporins using the heterologous system of Xenopus laevis oocytes. Our results revealed that the first G in the filter is not required for permeability. On the other hand, the adjacent G, highly conserved in many aquaporins plays an essential role. These findings bring new insight into the functionality of Lsi1 transporters that can be applied to better exploit the beneficial properties of Si in agriculture.

Identification and characterization of the nucleopore complex in different specific cell lines in Arabidopsis thaliana


Ingrid Sánchez1, Teura Barff1, Joelle Rancourt1, Hugo Germain1
1Université du Québec à Trois-Rivières

L'étude du noyau revêt d’une grande importance dû à sa première fonction, contenir le code génétique, également connu sous le nom d'acide désoxyribonucléique (ADN). L’intégrité et l’usage de l’ADN avec le reste du contenu cellulaire est intimement relié avec les complexes des pores nucléaires (CPNs) responsable de l’import/export des protéines et de l’export des ARN messagers (entre autres). Chacun des CPNs est composé de multiples répétitions d'environ 30 protéines différentes connues sous le nom de nucléoporines (NUPs). Cet assemblage complexe de protéines, impliqué dans le transport hautement sélectif de molécules au travers de la membrane nucléaire, est donc, lui aussi, d’un grand intérêt. Les échanges macromoléculaires bidirectionnels que les CPNs permettent entre le noyau et le cytoplasme auront un impact considérable sur le transcriptome de la cellule. Actuellement, des informations détaillées sur la structure moléculaire et la disposition des CNP ne sont disponibles que pour un nombre limité d'organismes vertébrés et de levures. En outre, la disponibilité et l'accessibilité de ces mêmes informations dans les plantes est très restreinte. Il est crucial d'entreprendre des études sur le CNP, ses fonctions et de déterminer comment ses variations structurelles et ses différences de séquence protéique contribuent à l'organisation fonctionnelle chez la plante.

Identifying the genetic determinants for virulence in Heterodera glycines: A new approach to an old problem


Dave Thibouthot-Ste-Croix1,2, Richard Bélanger1, Benjamin Mimee2
1Laval University 2Agriculture et Agroalimentaire Canada

Heterodera glycines, known as the soybean cyst nematode (SCN), is a plant pathogen affecting the roots of soybean, Glycine max L. Merr. It is responsible for over 1,5 billion-dollars in yield losses annually. While resistant soybean cultivars are available, their multi-year usage has led to a progressive drop in their efficacy owing to genetic selection within nematode populations. With increasing reports indicating the presence of H. glycines in Canadian soybean-producing provinces, there is an urgent need to identify the genetic determinants for virulence before SCN establishes a stronger foothold in soybean fields. Recent genome studies on H. glycines have brought to light two pathways that could be involved in this rise in virulence: alternative splicing of gene transcripts and gene copy number variants. Utilizing a modified single cell protocol, in combination with the long-read sequencing capabilities of the Oxford Nanopore Minion, we have identified 62,611 high confidence putative isoforms of known H. glycines proteins. Among them, 1077 were differentially expressed when developing on the two main types of resistance (PI88788 and Peking). Out of these differentially expressed isoforms, 158 were annotated as known H. glycines effector proteins, which represent good candidate targets to select for resistance screening.

Jasmonic acid is important for Argonaute-mediated defense against virus infection


Guilherme Silva-Martins1, Charles Roussin-Léveillée1, Ayooluwa Adurogbangba1, Peter Moffett1
1Université de Sherbrooke

Previously, we have shown that the Argonaute 5 (AGO5) protein, in conjunction with Argonaute 2 (AGO2), plays an important role in restricting virus infection in Arabidopsis. Whereas an ago2 mutant shows susceptibility to Potato virus X (PVX) mostly in inoculated leaves, an ago2ago5 double mutant shows a high level of PVX accumulation in systemic tissue as well. Accordingly, AGO5, which is normally not expressed in vegetative tissues, is upregulated in the systemic leaves of plants infected with PVX or Plantago asiatica mosaic virus (PlAMV). Thus, although AGO5 appears to play a role in defense against virus infection, it is unclear what induces its expression as a systemic defense. When different Arabidopsis phytohormone mutants were infected with PlAMV, a jasmonic acid (JA) mutant, dde2-2, showed strong expression of the AGO5 gene. In agreement with this observation, JA-treated dde2-2 and wild-type plants showed lower expression of AGO5. Interestingly, JA-mediated repression of AGO5 expression resulted in enhanced virus infection. In contrast to the role of JA in AGO5 induction, salicylic acid (SA), an important phytohormone in systemic defense, appears to positively regulate AGO5. Therefore, our results suggest that the JA and SA may be important in Argonaute-related defense against systemic virus infection.

La complémentarité des ennemis naturels, un potentiel de contrôle efficace de la drosophile à ailes tachetées


Phanie Bonneau1,3, Valérie Fournier1, Justin Renkema2, Annabelle Firlej3
1Centre de recherche et innovation sur les végétaux, Université Laval 2Agriculture et agroalimentaire Canada, Vineland 3Institut de recherche et de développement en agroenvironnement (IRDA), Saint-Bruno-de-Montarville

La drosophile à ailes tachetées (DAT), Drosophila suzukii Matsumura (Diptera : Drosophilidae), est un ravageur des cultures de fraises, framboises et bleuets au Québec. Dans cette étude, nous déterminons dans un premier temps le potentiel de lutte biologique individuel de guêpes parasitoïdes et de prédateurs afin de réduire les populations de DAT au laboratoire. Dans un deuxième temps, nous déterminons plusieurs combinaisons d’ennemis naturels efficaces selon un modèle expérimental substitutif. Des expériences ont été menées pendant 15 jours sous conditions contrôlées dans des arènes expérimentales impliquant des DAT femelles et des framboises, créant ainsi une cohorte permettant la disponibilité de tous les stades de vie de la DAT pour chacune des combinaisons d’ennemis naturels. Les résultats ont démontré une réduction des populations de DAT de 36% à 70% après 15 jours. Cette étude établit plusieurs agencements d’ennemis naturels complémentaires ayant un potentiel de contrôle efficace de la drosophile à ailes tachetées.

La phycocyanine : un outil efficace pour estimer la biomasse de cyanobactéries associées aux mousses en forêt boréale


Marie Renaudin1, Romain Darnajoux2, Jean-Philippe Bellenger1
1Université de Sherbrooke 2Princeton University

Les cyanobactéries sont les principales contributrices à la Fixation Biologique de l’Azote (FBA) dans les écosystèmes boréaux. Ces bactéries forment des symbioses avec les mousses qui participent jusqu’à 1/3 de la production primaire totale de la forêt boréale. Les cyanobactéries associées aux mousses contribuent jusqu’à la moitié des apports d’azote en forêt boréale. Comprendre comment les facteurs environnementaux affectent ces populations de cyanobactéries est essentiel pour mieux prédire comment le changement climatique influencera les cycles du carbone et de l’azote en milieu boréal. Cependant, quantifier les cyanobactéries associées aux mousses est complexe car il est difficile de séparer les bactéries de la plante. La phycocyanine est un pigment accessoire de la photosynthèse spécifiquement synthétisé par les cyanobactéries. Dans cette étude, nous avons développé une méthode de quantification de la biomasse de cyanobactéries par extraction et quantification de la phycocyanine. La phycocyanine est extraite grâce à des cycles « gèle-dégèle » successifs et quantifiée par mesure de l’émission de fluorescence. Nous démontrons que l’extraction de phycocyanine est un moyen facile et rapide pour évaluer la quantité de cyanobactéries associées aux mousses en forêt boréale. Nous rapportons également que la concentration en phycocyanine est un bon indicateur du taux de FBA.

Le « Service de détection de la résistance des mauvaises herbes aux herbicides » : le portrait de la résistance au Québec entre 2011 et 2018.


Sandra Flores-Mejia1, Annie Marcoux2, David Miville2
1Centre de recherche sur les grains, inc. (CÉROM) 2Laboratoire d’expertise et de diagnostic en phytoprotection (LEDP-MAPAQ)

Au Québec, la présence de mauvaises herbes résistantes aux herbicides est connue depuis la fin des années ’70. Depuis 2011, le « Service de détection des mauvaises herbes résistantes aux herbicides » (SDD) est offert gratuitement à l’ensemble des productions agricoles du Québec. Entre 2011 et 2018, le SDD a reçu 342 échantillons soupçonnés de résistance et 433 tests ont été réalisés (combinaison échantillon et matière active). À ce jour, 209 échantillons ont été diagnostiqués comme résistants à un ou plusieurs groupes d’herbicides. Les groupes pour lesquels de la résistance a été confirmée sont : 2 (71,8 %), 9 (13,9 %), 5 (7,2 %), 7 (4,3 %), 1 (2,4 %) et 10 (0,5 %). Aussi, la résistance a été détectée pour treize espèces de mauvaises herbes, dont la petite herbe à poux (Ambrosia artemisiifolia) qui représente 46,4 % des cas. Seuls l’amarante tuberculée et le canola ont montré de la résistance multiple. Les cas de résistance ont été repérés dans douze régions administratives du Québec, dont la Montérégie (45,5 %), le Centre-du-Québec (21,5 %) et Lanaudière (15,3 %). La majorité des populations résistantes ont été collectées dans le soya (47,6 %) et le maïs (7,2 %).

Les effets de l’irrigation en gouttières sur l’expression de protéines recombinantes d’intérêt pharmaceutique chez Nicotiana benthamiana


Jessica Samson-Tshimbalanga1, Linda Gaudreau1, Ann-Catherine Laliberté1, Marie-Claire Goulet1, Dominique Michaud1, Steeve Pepin1
1Université Laval

La moléculture végétale permet la production de protéines recombinantes d’intérêt pharmaceutique sécuritaires rapidement, à faibles coûts et à grande échelle. Si le vecteur génique bactérien Agrobacterium tumefaciens est utilisé couramment pour l’agroinfiltration et l’expression transitoire de protéines recombinantes, peu d’études se sont attardées sur les conditions environnementales de croissance de l’hôte d’expression couramment employé Nicotiana benthamiana. Au niveau technique, l’usage des gouttières comporte des avantages, mais devient un facteur inconnu en moléculture. Cet environnement racinaire altéré engendre des modifications phénotypiques chez la plante qui ont le potentiel d’affecter l’accumulation des protéines exprimées. Deux expériences factorielles en tiroirs ont ainsi été élaborées. Puisque la quantité d’eau, la fertilisation et l’équilibre osmotique sont des paramètres centraux de la culture en gouttières, de multiples fréquences de fertigation et conductivités électriques de la solution ont été testées. Une caractérisation exhaustive des plants avant et après l’agroinfiltration, ainsi que la mesure des niveaux de protéines solubles et de protéines recombinantes post-expression contribuent à cerner les effets sur la croissance de l’hôte végétal et le rendement en protéines. Des conditions optimales de croissance en gouttières pour l’hôte d’expression N. benthamiana seront dégagées et utilisées comme références pour la recherche et la production en moléculture.

Les mousses sont-elles réellement une source d'azote pour la forêt boréale ?


Charlotte Blasi1, Jean-Philippe Bellenger1
1Université de Sherbrooke

La fixation biologique de l’azote (FBA) par les cyanobactéries associées aux mousses, qui apporte de 3 à 5 kgN.ha-1.an-1, est considérée comme une source importante d'azote en forêt boréale. Cependant, l’activité fixatrice d’azote entre les espèces de mousse dominantes est très contrastée ; Ptilium crista-crasentis fixe en moyenne 4 à 10 fois plus d'azote que Pleurozium schreberi. Cette étude visait à évaluer divers facteurs pouvant expliquer ces différences ; (i) les propriétés physiques et la composition élémentaire en micronutriments essentiels à la FBA pouvant influencer la colonisation et l’activité des cyanobactéries, et (ii) la teneur en azote des mousses et la vitesse de production de biomasse pouvant influencer le besoin en azote. Aucun des paramètres étudiés n’expliquent la différence de FBA observée. Cependant, un calcul de bilan de masse d'azote révèle que la FBA ne représente qu’une faible portion de l’azote nécessaire à la croissance.  Ainsi, la différence de FBA entre les espèces pourrait refléter des stratégies d’exploitation différentes des diverses sources d'azote exogène (recyclage de l’azote des parties sénescentes, capture de l’azote du pluviolessivat, FBA). Ceci suggère également que bien que les mousses fixent de l'azote atmosphérique elles représentent plus un puit à azote pour la forêt qu’une source.

Les populations du charançon de la carotte développent-elles une préférence à leur plante hôte locale ?


Marianne Bessette1,2,3, Jacques Brodeur1,2, Annie-Ève Gagnon3
1Université de Montréal 2Intsitut de recherche en biologie végétale 3Centre de recherche et de développement de Saint-Jean-sur-Richelieu, Agriculture et Agroalimentaire Canada

Le charançon de la carotte Listronotus oregonensis, natif de l’Amérique du Nord, constitue un ravageur de grande importance dans les cultures de carotte, céleri, céleri-rave et persil. L’objectif de cette étude était d’évaluer si une préférence de la plante hôte s’observe dans trois populations de charançons au Québec. À l’aide de tests de choix, les populations de charançons provenant de diverses cultures étaient confrontées aux quatre espèces d’Apiacées. Une préférence forte de la population issue d’un champ de carotte envers le feuillage de carotte a été observée. Toutefois, les populations issues du champ de céleri-rave et d’un élevage sur carotte présentaient une réponse faible face à leur plante hôte d’origine. Ces différences de réponses suggèrent une adaptation locale et permettent de mieux comprendre les variabilités d’infestation observées dans certains champs du Québec. Des analyses complémentaires sur la génétique des populations du charançon de la carotte sont en cours et permettront de mieux comprendre la structure de ses populations afin d’adapter le programme de lutte intégrée contre ce ravageur.

 

Les résidus forestiers peuvent-ils combattre les maladies et la germination des pommes de terre lors de leur entreposage?


Michelle Boivin1, Nathalie Bourdeau2,3, Simon Barnabé1, Isabel Desgagné-Penix1,3
1Département de Biochimie, Chimie et Physique de l'Université du Québec à Trois-Rivières 2Innofibre, Cégep de Trois-Rivières 3Centre Sève

Cultivée à travers 100 pays, la réputation des pommes de terre n’est plus à faire. Toutefois, l'entreposage des pommes de terre constitue un problème majeur pour les agriculteurs. En effet, la propagation des maladies et la germination précoce entraînent des pertes économiques considérables pour eux rendant nécessaire l’application de produits chimiques pour aider à la préservation des tubercules. Dans le but de remplacer ces produits et considérant la présence de nombreuses molécules bioactives dans les végétaux, ce projet vise à développer un ingrédient à partir de résidus forestiers pour prévenir les maladies et la germination lors de l’entreposage des pommes de terre. La sélection des extraits ayant une activité antimicrobienne a été déterminée par la concentration minimale inhibitrice envers les agents responsables de la pourriture sèche et molle. Pour sélectionner les extraits inhibant la germination, la croissance des germes a été mesurée à la suite de l’application des extraits sur les pommes de terre. Les extraits d'épinette noire ont montré d’intéressantes propriétés antimicrobiennes contre plusieurs phytopathogènes en plus de révéler des propriétés suppressives de germination. Le développement d'un agent antimicrobien et anti-germinatif biologique respectueux de l'environnement soutiendra l'industrie de la pomme de terre et favorisera la valorisation des résidus végétaux.

Méthodes biophysiques, enzymatiques et structurales pour l'étude de la SUMOylation des protéines


Laurent Cappadocia1
1Université du Québec à Montréal

Les modifications post-traductionnelles telles que la phosphorylation, l’ubiquitination et la SUMOylation permettent de modifier la stabilité, l’activité, la localisation des protéines ou la manière dont les protéines interagissent entre-elles. Les protéines SUMO sont structurellement apparentées à l’ubiquitine et peuvent être conjuguées à des protéines cibles au moyen de cascades enzymatiques semblables. Celles-ci impliquent l'activité séquentielle d'une enzyme E1 d'activation, d'une enzyme E2 de conjugaison et de protéines E3 ligases qui rapprochent protéines cibles et enzyme E2 activée au sein d’un même complexe protéique de manière à faciliter le transfert de SUMO au niveau de résidus lysine de protéines cibles. Chez les plantes, la SUMOylation est intimement liée à la réponse aux stress environnementaux. Un des axes de recherche de mon laboratoire consiste à comprendre comment la SUMOylation modifie les interactions protéines-protéines impliquées dans les voies de réponses aux stress environnementaux. Nous utilisons pour ce faire des techniques biophysiques, enzymatiques et structurales.

Molecular basis of in vitro regeneration in barley


Parul Sirohi1, Anuj Kumar Poonia 1, Sumit Kumar Mishra 1, Melody B. Plourde 2, Hugo Germain 2, Harsh Chauhan 1
1Department of Biotechnology, Indian Institute of Technology Roorkee, Roorkee, Uttarakhand, India-247667 2Department of Chemistry, Biochemistry and Physics, University of Quebec, Trois-Rivières, Quebec-G9A5H7

Somatic embryogenesis is key for in vitro regeneration for genetic transformation, however, it is highly genotype dependent which limits the studies to certain cultivars only. For barley ‘Golden promise’ (GP) is the cultivar which is overwhelmingly used. To understand the molecular mechanisms governing the in vitro regeneration response, we have carried out a multi omics approach by using contrasting cultivars of barley (‘GP’ vs ‘DWRB91’) with respect to regeneration. Transcriptome analysis provided new insights into the mechanism of vegetative to embryogenic stage. A total of 1020 differentially expressed genes (DEGs) were identified. Gene ontology enrichment analysis of DEGs showed an overrepresentation of genes encoding proteins localized in chloroplast and involved in ROS generation in embryogenic calli. ROS levels were measured by quantifying formazon in both contrasting calli and it was found that non-embryogenic calli had lower amount of ROS accumulation. Global metabolomics analysis revealed that metabolites related to cell wall synthesis accumulated more in GP as compared to DWRB91. To understand the pathway and functions of some DEGs, we are trying to localize the proteins using GFP fusion to check their subcellular localization. The knowledge obtained from this study will help in elucidating the molecular mechanisms that control somatic embryogenesis.

Phyto-disponibilité de quelques éléments traces métalliques présents dans un rejet minier acide traité avec du carbonate de calcium et d’engrais à base de phosphore


Ahmed Aajjane1, Antoine Karam2
1Université Chouaib Doukkali, Faculté des sciences, B.P. 20 El Jadida 24000, Maroc 2ERSAM, Département des sols et de génie agroalimentaire, Université Laval, Québec, Qc, Canada G1V0A6

L’apport d’amendements adsorbants de métaux est un facteur déterminant pour la phyto-stabilisation de certains éléments traces métalliques (ÉTM) dont le plomb et le cadmium présents dans les résidus miniers acides contenant de la pyrite oxydée (RM).  Une expérience a été menée en serre pour déterminer les effets de trois doses de carbonate de calcium (CaCO3) en combinaison avec trois sources de phosphore (P) sur la disponibilité et les teneurs de certains ÉTM dans les parties du maïs (Zea mays L.) cultivé dans des échantillons de RM. En considérant l’ensemble des données, les teneurs moyennes d’ÉTM (mg kg-1) dans les parties aériennes de la plante ont suivi l’ordre suivant : Cadmium (˂0,2) < Plomb (<1) < Nickel, Molybdène (< 2) < Chrome (3) < Cuivre (4,4) < Zinc (14,6) < Manganèse (35,9) < Aluminium (50,8) < Fer (100). Les racines du maïs contenaient des concentrations en ÉTM largement supérieures aux parties aériennes. L’augmentation du pH des substrats de RM a considérablement diminué la phyto-disponibilité des ÉTM. La phyto-stabilisation des ÉTM dépend principalement du pH du milieu de croissance. Les résidus miniers contenant de la pyrite oxydée chaulés et fertilisés peuvent donc constituer un substrat propice pour la croissance du maïs.

Soybean Abiotic Stress Tolerance Is Improved Through Biosolids Recruitment of Plant Growth Promoting Rhizobacteria


Morgan McMillan1, Cynthia Kallenbach1, Joann Whalen1
1Department of Natural Resource Sciences, Macdonald Campus, McGill University

Soybeans that experience heat and drought stress during their reproductive growth produce an elevated amount of ethylene, causing the plant to die prematurely. Soybean mortality is unfavorable to root-associated bacteria that metabolize plant compounds for energy. To prolong the soybean lifespan, some root-associated bacteria produce the enzyme ACC deaminase, which degrades ethylene. It is expected that nutrient-rich soils support a larger population of root-associated bacteria, resulting in more ACC deaminase activity. The objective of this study is to determine how soybean and its root-associated bacteria respond to heat and drought stress in soil fertilized with biosolids, an organic amendment containing bioavailable nutrients, organic matter and micronutrients. Soybeans were grown in the greenhouse and received either biosolids or control fertilizer. After 9 weeks of growth, soybeans were subjected to one of four stress treatments (no stress, heat stress, drought stress or heat and drought) for a period of 7 days. The impacts of biosolids on plant biomass, plant-soil headspace ethylene and root-associated bacterial ACC Deaminase production under heat and drought stress will be presented.

 

Study of systematic light and culture conditions on growth, biomass and lipid production of Phaeodactylum tricornutum


Nikunj Sharma1, Fatima Awwad1, Gabriel Fleurent1, Melodie B. Plourde 1, Elisa Fantino1, Fatma Medded 1, Hugo Germain 1, & Isabel Desgagné-Penix 1
1Université du Québec à Trois-Rivières

Optimization of nutrients, stress conditions and light management are important factors for the industrial use of microalgae including diatoms such as Phaeodactylum tricornutum (Pt). We hypothesized that exposing diatoms to different light treatment during specific growth phase would allow them to use light more effectively for high biomass and lipid accumulation, which can also reduce the dependence on external carbon source. Initial results showed that the mixotrophic conditions in different light colors showed more biomass and lipid accumulation compared to autotrophic conditions in different light colors. However, red light (RL) showed similar results as compared to mixotrophic conditions under white light exposure. Thus, we focused our investigation on studying biomass and lipid production in RL exposure during the different growth phases of Pt. The total biomass and lipid were increased 2.5- and 2.3-fold times respectively when Pt was grown under RL until the end of the exponential phase and then exposed to white light during the stationary phase. This observation was noted as compared to other light treatments. In Conclusion, light management is an important tool, which can be exploited for large scale and industrial applications of microalgae to reduce the cost of input energy.

The fungal effector Mlp37347 unlock the plasmodesmata gateway to intercellular trafficking


Md. Saifur Rahman 1, Jean-François Laliberté 2, Hugo Germain 1
11Department of Chemistry, Biochemistry and Physics, Université du Québec à Trois‐Rivières, Trois‐Rivières, QC, Canada 22Institut National de la Recherche Scientifique-Institut Armand-Frappier, Laval, QC, Canada

Melampsora larici-populina (Mlp) is the most devastating pathogen of poplar trees; it causes poplar leaf rust. Genomic studies revealed that it possesses a repertoire of 1184 small secreted proteins (SSP). Some of them are characterized as candidate effectors. How these effectors promote virulence is still a blurred picture. This study was designed to investigate the candidate effector Mlp37347’s role during infection. In a confocal microscopy image, we found that the effector accumulated exclusively in plasmodesmata (PD). Transcriptome profiling and gene ontology (GO) revealed that glucan catabolic process genes are specifically up-regulated in effector expressed lines, suggesting that the deposition of the polysaccharide callose at PD will control the movement of endogenous macromolecules. This effector is known to interact with Glutamate decarboxylase 1 (GAD1) and in silico docking of Mlp37347-GAD1 also showed strong binding affinity. The virulence activities of the effector in WT, and transgenic lines using oomycete (Hyaloperonospora arabidopsidis) pathogens disclosed that the effector promotes oomycete growth. Further diffusion assay established that effector makes the dilation of PD to facilitate plasmodesmata flux. Collectively, our investigation suggests that the effector Mlp37347 targets PD in host cells promote parasitic growth by regulating plasmodesmata flux through deregulation of glucan catabolism affecting PD size.

Transcriptomics and metabolomics of Arabidopsis expressing effectors from the poplar rust


Karen Cristine Gonçalves dos Santos1, Hugo Germain1, Isabel Desgagné-Penix1
1Université du Québec à Trois-Rivières

Melampsora larici-populina (Mlp) causes the poplar rust and encodes at least 1184 candidate effectors (CEs), but their functions are poorly known. Our objective is to analyze the transcriptome and metabolome of Arabidopsis constitutively expressing one of 14 selected CEs of Mlp to discover processes targeted by these fungal proteins. We found 1743 deregulated genes in at least one of the transgenic lines. Four lines expressing CEs from different families showed a similar pattern of gene deregulation. We also found that plants expressing the CE Mlp124518 show an exclusive set of upregulated genes related to photosynthesis, transcription and response to nitrate. In relation to the metabolites, we identified in total 5192 chemical formulas were identified, of which 2362 were deregulated in at least one of the 13 transgenic line (Mlp123218 was not analysed). Taken together our results demonstrate that effectors that have completely different sequences can alter expression of similar genes, while effectors of the same family can target completely different gene sets.

Trouver la perle rare : identifier les croisements les plus prometteurs avec une approche de prédiction génomique chez l’orge


AMINA ABED1, François Belzile 1
1Université Laval

Choisir les meilleurs parents à croiser est une étape cruciale dans un programme de sélection et peu d’éléments sont disponibles pour faire le choix le plus judicieux. Nous avons développé un modèle prédictif pour examiner l’éventail complet de tous les croisements possibles entre des lignées représentatives d’un programme de sélection. Nous avons prédit la moyenne et la variance génétique de la population qui pourrait être générée par chaque croisement. Pour évaluer la fiabilité des prédictions, nous avons utilisé une validation rétrospective où la persistance de croisements (réalisés antérieurement) a été analysée au long du processus de sélection. Les croisements prédits pour être supérieurs ont produit une descendance qui persistait plus longtemps. Ceci suggère que les prédictions n’étaient pas très éloignées de la réalité. Les corrélations prédites entre des caractères clés connus pour être défavorablement corrélés comme le rendement (RDT) et l’accumulation du déoxynivalénol (DON) étaient concordantes avec les corrélations observées et attendues, suggérant que les propriétés prédites de ces populations sont en accord avec les attentes. Parmi les 30 000 croisements possibles au sein de ce programme de sélection, seulement 0,13 % présenteraient une faible corrélation DON-RDT et produiraient une descendance qui combinerait un RDT élevé et un DON atténué.

Utilisation potentielle des feuilles d’érable à sucre pour lutter contre la tache bactérienne et la maladie des taches et des nervures noires de la laitue


M. Delisle-Houde1, P. Dubé2, R.J. Tweddell1
1Département de phytologie, Université Laval, Québec (Québec), Canada G1V 0A6 2Centre de recherche industrielle du Québec, Québec (Québec), Canada G1P 4C7

L’activité antibactérienne de différents extraits d’essences forestières a été évaluée, à l’aide d’un test de diffusion sur gélose, contre les bactéries responsables de la tache bactérienne [Xanthomonas campestris pv. vitians (Brown) Dye] et de la maladie des taches et des nervures noires [Pseudomonas cichorii (Swingle) Stapp] de la laitue (Lactuca sativa L.). Sur la base de ce test, l’extrait de feuilles d’érable à sucre (Acer saccharum Marsh.) a montré un pouvoir antibactérien important. Des applications foliaires à des concentrations non phytotoxiques (0,8; 1,6; 3,2 g/L) ont été réalisées en serre afin d’évaluer l’efficacité de cet extrait à réprimer le développement des maladies à l’étude. Une réduction significative (P≤ 0,05) de la sévérité de la tache bactérienne (3,2 g/L) et de la maladie des taches et des nervures noires (1,6 et 3,2 g/L; une expérience sur deux) a été observée. L’extrait a par la suite été fractionné par chromatographie en phase liquide à haute performance et le composé antibactérien présent dans l’extrait a été identifié à l’aide d’un système UPLC/Q-Tof-MS. Cette étude met en évidence pour la première fois la possibilité d’utiliser les feuilles d’érable à sucre pour lutter contre les bactéries phytopathogènes.  

Validation de variations structurales chez le soya par séquençage Oxford Nanopore


Marc-André Lemay1,2, Jonas Andreas Sibbesen3, Davoud Torkamaneh1,2, Jérémie Hamel1,4, Roger Lévesque1,4, Anders Krogh3, François Belzile1,2
1Institut de biologie intégrative et des systèmes, Université Laval, Québec, Canada 2Département de phytologie, Université Laval, Québec, Canada 3The Bioinformatics Centre, Department of Biology, University of Copenhagen, Copenhague, Danemark 4Département de microbiologie-infectiologie et d’immunologie, Université Laval, Québec, Canada

L’avènement des technologies de séquençage à haut débit a rendu possible l’obtention à faible coût de dizaines de milliers de marqueurs moléculaires de type « polymorphisme d’un seul nucléotide » (SNP) chez des populations de centaines d’individus à des fins d’amélioration génétique. Malgré leur utilité pratique, les SNP ont toutefois un impact fonctionnel restreint. Les « variations structurales », un type de polymorphisme qui inclut notamment les insertions et délétions de plus de 50 nucléotides, ont pour leur part un impact fonctionnel beaucoup plus grand et sont impliquées dans la détermination de nombreux caractères. Leur identification à partir de technologies à séquences courtes telles qu’Illumina souffre cependant d’une faible sensibilité et d’un taux d’erreur élevé. Pour ce projet, nous avons décrit les variations structurales retrouvées chez des lignées de soya canadiennes à partir de données Illumina et avons estimé les taux de sensibilité et de précision de cette approche à l’aide de séquences longues obtenues par la plateforme Oxford Nanopore. Nos résultats indiquent que la découverte de variations structurales à partir de données Illumina est en effet difficile, mais ont permis d’identifier des conditions afin de filtrer nos données pour obtenir un catalogue de variations structurales de plus haute confiance.