Mycorhizes à arbuscules

International audience; Il y a 450 millions d’années, des algues vertes conquirent les terres émergées : elles allaient devenir les plantes que nous connaissons. Cette conquête des continents, n’a probablement été rendue possible que par le développement d’une association bénéfique entre les racines des plantes et des champignons. Cette association ancestrale, appelée la mycorhize à arbuscules, est la plus ancienne symbiose mutualiste entre plantes et microorganismes.Cette monographie synthétise les connaissances sur la mycorhize à arbuscules et les services rendus dans les agroécosystèmes, leurs impacts sur les interactions plus larges entre organismes (interactions plante-plante et intera…

Festival des Spores 2018

Membres du comité d'organisation scientifique JFM6

L'holobionte vigne, un levier biologique pour lutter contre les dépérissements ?

Coopération entre des bactéries solubilisatrices de phosphate et le champignon mycorhizien à arbuscule Rhizophagus irregularis dans la nutrition phosphatée de la pomme de terre

National audience; Le phosphore est un élément essentiel pour le développement des plantes. Néanmoins, la majorité des ions phosphate est incorporée dans des structures organiques (Po) et inorganiques (Pi) insolubles qui rende cet élément très peu disponible pour les plantes et en particulier pour la pomme de terre (Solanum tuberosum). Dans les sols, le phytate (molécule de réserve phosphatée des plantes), est une source essentielle. Pour accéder au phosphate, les plantes ont développé des symbioses mutualistes à bénéfices réciproques avec des microorganismes de la rhizosphère capables d’extraire le P. Dans ce contexte, les objectifs de cette étude étaient de i) déterminer si la disponibili…

Two ectomycorrhizal truffles, Tuber melanosporum and T. aestivum , endophytically colonise roots of non‐ectomycorrhizal plants in natural environments

International audience; Serendipitous findings and studies on Tuber species suggest that some ectomycorrhizal fungi, beyond their complex interaction with ectomycorrhizal hosts, also colonise roots of nonectomycorrhizal plants in a loose way called endophytism. Here, we investigate endophytism of T. melanosporum and T. aestivum . We visualised endophytic T. melanosporum hyphae by fluorescent in situ hybridisation on nonectomycorrhizal plants. For the two Tuber species, microsatellite genotyping investigated the endophytic presence of the individuals whose mating produced nearby ascocarps. We quantified the expression of four T. aestivum genes in roots of endophyted, non‐ectomycorrhizal plan…

Woody Plant Declines. What’s Wrong with the Microbiome?

National audience; Woody plant (WP) declines have multifactorial determinants as well as a biological and economic reality. The vascular system of WPs involved in the transport of carbon, nitrogen, and water from sources to sinks has a seasonal activity, which places it at a central position for mediating plant–environment interactions from nutrient cycling to community assembly and for regulating a variety of processes. To limit effects and to fight against declines, we propose: (i) to consider the WP and its associated microbiota as an holobiont and as a set of functions; (ii) to consider simultaneously, without looking at what comes first, the physiological or pathogenic disorders; and (…

Membres du comité d’organisation

National audience

Journée de formation pratique à l’observation des mycorhizes pour un groupe d’agriculteurs organisée par la Chambre d'Agriculture 46. Pôle Viticole d'Anglars-Juillac

Prod 2018-80pôle SPEIPMINRAUB; Journée de formation pratique à l’observation des mycorhizes pour un groupe d’agriculteurs organisée par la Chambre d'Agriculture 46. Pôle Viticole d'Anglars-Juillac. Journée de formation pratique à l’observation des mycorhizes pour un groupe d’agriculteurs

Potasium nutrition in rice under salt stress: role of arbuscular mycorrhizal symbiosis?

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) establish a symbiotic association with the roots of 80% of terrestrial plants and form complex tree-shaped feeding structures called arbuscules in colonized root cells. This association with AMF not only provides more efficient uptake of nutrients for the plant, but also confers protection against pathogens and increased tolerance to environmental stress such as salt stress [1]. Rice (Oryza sativa), the most salt-sensitive crop species amongst cereals, has a productivity strongly reduced around the world due to soil salinity/salinization and increased sea level (in deltas). High Na+ concentrations (salt stress conditions) impairs K+ uptake and inhibits man…

Identification of putative interactors of arabidopsis sugar transporters

Au Salon International de L'Agriculture, Pierre-Emmanuel Courty (UMR Agroécologie) explique le fonctionnement de la mycorhize à Michel Chevalet. CNews la matinale du 22 février 2020

Identification of Putative Interactors of Arabidopsis Sugar Transporters

International audience; Hexoses and disaccharides are the key carbon sources for essentially all physiological processes across kingdoms. In plants, sucrose, and in some cases raffinose and stachyose, are transported from the site of synthesis in leaves, the sources, to all other organs that depend on import, the sinks. Sugars also play key roles in interactions with beneficial and pathogenic microbes. Sugar transport is mediated by transport proteins that fall into super-families. Sugar transporter (ST) activity is tuned at different levels, including transcriptional and posttranslational levels. Understanding the ST interactome has a great potential to uncover important players in biologi…

Exposition Bactéries du sol, mycorhizes découvrir leurs réseaux au Parc Darcy de Dijon. 15 mars-15 avril 2021

Proteome adaptations under contrasting soil phosphate regimes of Rhizophagus irregularis engaged in a common mycorrhizal network.

International audience; For many plants, their symbiosis with arbuscular mycorrhizal fungi plays a key role in the acquisition of mineral nutrients such as inorganic phosphate (Pi), in exchange for assimilated carbon. To study gene regulation and function in the symbiotic partners, we and others have used compartmented microcosms in which the extra-radical mycelium (ERM), responsible for mineral nutrient supply for the plants, was separated by fine nylon nets from the associated host roots and could be harvested and analysed in isolation. Here, we used such a model system to perform a quantitative comparative protein profiling of the ERM of Rhizophagus irregularis BEG75, forming a common my…

Caractérisation de l’holobionte vigne : des bio-indicateurs du dépérissement du sol aux feuilles

Le projet HOLOVITI porte sur l’holobionte (du grec holo = tout et bios = vie), c’est-à-dire l’unité biologique composée de l’hôte (ici la vigne) et tous les microorganismes avec lesquels la plante interagit et établit un dialogue. « Nous étudions le lien physiologique entre le microbiote et le cep, depuis le sol jusqu’aux feuilles, précisent Pierre-Emmanuel Courty (INRAE Dijon Bourgogne Franche Comté) et Sophie Trouvelot (Institut Universitaire de la Vigne et du Vin -Université de Bourgogne), co- porteurs de ce projet. Le projet HOLOVITI a pour objectif majeur d’identifier des bio-indicateurs d’origine végétale et microbienne qui traduiraient l’état sanitaire et physiologique de la vigne et…

Réponse transcriptionnelle de différents porte-greffes de vigne à l’inoculation par le champignon mycorhizien à arbuscules Rhizophagus irregularis

La vigne (Vitis vinifera) est l'une des cultures arboricoles les plus importantes au monde. Cependant, la vigne est soumise à de multiples stress biotiques et abiotiques liés, entre autres, au changement climatique. La mycorhize à arbuscules, est une symbiose mutualiste entre la majorité des plantes terrestre (>80%) et certains champignons telluriques. Du fait de son système racinaire de faible densité et constitué de racines relativement épaisses, la vigne est une plante fortement dépendante de la symbiose mycorhizienne à arbuscule (SMA) pour sa croissance et son développement. Dans cette étude, nous avons conduit une étude transcriptomique par RNAseq pour analyser les effets de la colonis…

Le Monde vert

On se souvient du champignon qui dans Le Monde vert de Brian Aldiss se fixe sur le crâne d’un des protagonistes et lui confère un degré supérieur d’analyse et de connaissances – tant qu’il convient à ses besoins. 80 à 90% des plantes terrestres sont en symbiose biochimique et mutualiste avec un réseau mycorhizien, et ce depuis parfois 450 millions d’années. Et si les champignons, ces compagnons inlassables et discrets, contribuaient à sauver le monde ?

«Les mycorhizes au service des cultures». Rôle des mycorhizes et leviers agro-écologique pour les favoriser

«LES MYCORHIZES AU SERVICE DES CULTURES » Rôle des mycorhizes et leviers agro-écologique pour les favoriser. Dans le cadre du projet Mycoagra nous vous invitons le : Mardi 22 Mai de 15 h à 18 h Lycée Agricole du Périgord Avenue Winston Churchil Coulounieix Avec : Daniel WIPF - Diederick VAN TUINEN Pierre Emmanuel COURTY de l Université de Bourgogne et de l INRA Dijon Bourgogne Franche Comté, spécialistes des mycorhizes à arbuscules et plus particulièrement des réseaux endomycorhiziens "Conférence du Prof. Daniel Wipf sur le rôle et l' importance pour les plantes et les cultures des réseaux mycorihiziens et des leviers agro-écologiques pour favoriser leur développement "Observation sur lames…

Atelier autour de la Mycorhize dans le stand "la ferme cote d’or" à la Foire Gastronomique de DIJON. 30 octobre - 11 novembre 2021

Sugar exchanges in arbuscular mycorrhiza: RiMST5 and RiMST6, two novel Rhizophagus irregularis monosaccharide transporters, are involved in both sugar uptake from the soil and from the plant partner

SPE IPM INRA UB CT1; International audience; Arbuscular mycorrhizal (AM) fungi are associated with about 80% of land plants. AM fungi provide inorganic nutrients to plants and in return up to 20% of the plant-fixed CO2 is transferred to the fungal symbionts. Since AM fungi are obligate biotrophs, unraveling how sugars are provided to the fungus partner is a key for understanding the functioning of the symbiosis. In this study, we identified two new monosaccharide transporters from Rhizophagus irregularis (RiMST5 and RiMST6) that we characterized as functional high affinity monosaccharide transporters. RiMST6 was characterized as a glucose specific, high affinity H(+) co-transporter. We prov…

Evolutionary transition to the ectomycorrhizal habit in the genomes of a hyperdiverse lineage of mushroom‐forming fungi

International audience; Summary The ectomycorrhizal (ECM) symbiosis has independently evolved from diverse types of saprotrophic ancestors. In this study, we seek to identify genomic signatures of the transition to the ECM habit within the hyper-diverse Russulaceae. We present comparative analyses of the genomic architecture and the total and secreted gene repertoires of 18 species across the order Russulales of which 13 are newly sequenced, including a representative of a saprotrophic member of Russulaceae, Gloeopeniophorella convolvens. The genomes of ECM Russulaceae are characterized by a loss of genes for plant cell-wall degrading enzymes (PCWDEs), an expansion of genome size through in…

A clearing protocol for pigmented roots : make symbiotic micro-organisms visible in 3D

La microdissection laser: une technique d'analyse du profil d'expression génique et protéique des types cellulaires spécifiques de la symbiose mycorhizienne à arbuscules

The arbuscular mycorrhizal transportome, what next!

International audience; Understanding how arbuscular mycorrhizal (AM) symbioses establish and function is one of the most important current challenges in microbial ecology. Despite the fact that the AM symbiosis requires some complex and fine molecular tuning among symbionts in order to take place, both partners benefit from each other in a number of ways. For instance, the availability, uptake and exchange of nutrients in this biotrophic interaction are key factors driving plant growth and modulating biomass allocation. This underground trade is regulated by both plant and fungal transport components [1], as for instance the long distance transport of photosynthates from leaves towards col…

Associate editor. Symbiosis. Depuis 2015

Conférence invitée : " Mécanismes et gestion de la symbiose mycorhizienne dans les agro-écosystèmes"

National audience; Présentations et échanges sur les résultats de l’INRA à propos desmycorhizes : quelles stratégies développées par les plantes pour mieuxutiliser les ressources naturelles du sol ? Comment favoriser desconditions favorables à l'installation et à la vie des champignonsbénéfiques du sol ? Quelle influence la nature du sol a-t’elle sur laquantité et la diversité de champignons mycorhiziens ? Quid desintrants ? Les fongicides ont-ils vraiment un effet délétère sur leschampignons Mycorhiziens ? La résistance des plantes aux pesticidespeut-elle être favorisée par les mycorhizes ?

Arbuscular mycorrhiza: from the basis of the plant-fungal interaction to vitiforestry

Nutrition et protection de la vigne par la symbiose mycorhizienne à arbuscule

National audience; La vigne, comme la majorité des espèces de plante d’intérêt agronomique, forme une symbiosemutualiste avec les Champignons Mycorhiziens à Arbuscules (CMA). En contrepartie deproduits issus de la photosynthèse, les CMA soutiennent leur(s) plante(s) hôte(s) dansl’acquisition de nutriments et la lutte contre leur(s) pathogène(s). En tant que biofertilisants, cessymbiontes obligatoires représentent une alternative de choix à l’égard des pratiques agricolesconventionnelles pour le développement d’une agriculture, et notamment d’une viticulturedurable. Les échanges entre les deux partenaires sont permis par la mise en place de structuresfongiques spécialisées appelées arbuscule…

Atelier d'observation 3D des micro-organismes du sol, des champignons, des bactéries...

Matériel végétal : vers une nouvelle vision de la qualité sanitaire de la vigne

National audience

Nuclear involvement of the Cell Division Cycle 48 protein during the plant immune response

The control of protein homeostasis, a balance between their synthesis and degradation, also called proteostasis, is essential for cell survival. Any imbalance of the proteome, for instance triggered by a stress, leads to an accumulation of misfolded proteins leading to proteotoxic stress that can induce cell death. The ubiquitin proteasome system (UPS) is a major actor in the selective degradation of misfolded proteins to preserve proteome balance.The chaperone-like Cdc48 is a member of the AAA+ ATPase enzyme family which isconserved in mammals (VCP), yeasts and plants (Cdc48: Cell Division Cycle 48/p97).Cdc48/VCP is a cytosolic and nuclear protein which segregates misfolded proteins fromsu…

Editorial. L’agroécologie, une science, un concept, des pratiques culturales, un mouvement politique. Bref historique

International audience; Le terme « agroécologie » s’adresse à la fois à une science, un concept, des pratiques culturales et des mouvements politiques. Il existe de nombreuses définitions de l’agroécologie qui varient d’une institution et d’un pays à l’autre. À la fin des années 1920, la tentative de fusionner l’agronomie et l’écologie est née avec le développement du domaine de l’écologie des cultures dont la principale préoccupation était d’associer des conditions optimales de culture avec la géographie des territoires. L’agronome américain B.M. Bensin est le premier à avoir publié le terme « agroécologie » en 1928. Jusque dans les années 60, le terme agroécologie faisait uniquement référ…

Les couverts végétaux. Un atout majeur pour réduire les intrants de synthèse et augmenter les services écosystémiques au vignoble

International audience; De manière générale, un couvert végétal se définit par une espèce ou une communauté d’espèces végétales recouvrant le sol de manière permanente ou temporaire. L’agriculteur a la possibilité de semer ces couverts, selon un choix raisonné, ou bien de laisser la végétation spontanée se développer. Il existe 3 types de couverts semés avec des objectifs différents pour l’exploitant : le couvert hivernal, installé pour faire face au phénomène d’érosion du sol important pendant cette période de repos végétatif ; les engrais verts, installés avec l’objectif d’amender naturellement la parcelle, en détruisant et en enfouissant les résidus du couvert qui libèrent ainsi de la ma…

Caractérisation génomique des microsymbiotes de légumineuses candidates pour la lutte contre la désertification Lupinus luteus et Chameacytisus albidus

Mieux comprendre le dépérissement du 161-49C

Associate editor. Journal of Fungi. Depuis 2015

La symbiose mycorhizenne à arbuscule : un acteur central de l’interaction sol-plante

The Lotus japonicus ROP3 Is Involved in the Establishment of the Nitrogen-Fixing Symbiosis but Not of the Arbuscular Mycorrhizal Symbiosis

Legumes form root mutualistic symbioses with some soil microbes promoting their growth, rhizobia, and arbuscular mycorrhizal fungi (AMF). A conserved set of plant proteins rules the transduction of symbiotic signals from rhizobia and AMF in a so-called common symbiotic signaling pathway (CSSP). Despite considerable efforts and advances over the past 20 years, there are still key elements to be discovered about the establishment of these root symbioses. Rhizobia and AMF root colonization are possible after a deep cell reorganization. In the interaction between the model legume Lotus japonicus and Mesorhizobium loti, this reorganization has been shown to be dependent on a SCAR/Wave-like signa…

L’holobionte vigne, un levier biologique pour lutter contre les dépérissements ?

National audience

Expression of Sorghum bicolor ammonium transporters upon colonization with arbuscular mycorrhizal fungi

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are important plant symbionts, trading mineral nutrients beyond the reach of roots, in particular ammonium, in exchange to their host’s photosynthetic products. Sorghum bicolor is one of the world's leading cereal crops, providing food, fibre and fuel across a range of environments and production systems. It has a particular ability to be productive even under strongly adverse conditions, tolerating much more severe drought than most other grain crops. As its genome has recently been sequenced, we have characterized all eight members of the ammonium transporter (AMT) family and studied their expression in different tissues of field-grown plants. While most…

L’holobionte « vigne » face au dépérissement ou quand le « vivre ensemble » n’est plus à l’équilibre

Prod 2019-165 SPE EA IPM BIOmE GenoSol INRA UB; National audience

Recherche de systèmes de transport de potassium impliqués dans le transfert de K+ de la mycorhize arbusculaire au riz lors d'interactions symbiotiques

Les champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA) développent des connexions interdépendantes avec les racines d'environ 90% des espèces végétales. Ces interactions augmentent la disponibilité ainsi que la translocation des nutriments (en particulier N et P), et améliorent ainsi la nutrition et la croissance des plantes. De plus, la résistance à une variété de stress, parmi lesquels le stress salin, s'est avérée améliorée par les interactions CMA-plante, par exemple chez le riz. Des recherches intenses pour expliquer les mécanismes moléculaires des interactions bénéfiques CMA-plante ont conduit à l'identification de transporteurs de phosphate et d'ammonium impliqués dans les échanges de nutri…

Evolutionary priming and transition to the ectomycorrhizal habit in an iconic lineage of mushroom-forming fungi: is preadaptation a requirement?

AbstractThe ectomycorrhizal symbiosis is an essential guild of many forested ecosystems and has a dynamic evolutionary history across kingdom Fungi, having independently evolved from diverse types of saprotrophic ancestors. In this study, we seek to identify genomic features of the transition to the ectomycorrhizal habit within the Russulaceae, one of the most diverse lineages of ectomycorrhizal fungi. We present comparative analyses of the pangenome and gene repertoires of 21 species across the order Russulales, including a closely related saprotrophic member of Russulaceae. The ectomycorrhizal Russulaceae is inferred to have originated around the Cretaceous-Paleogene extinction event (73.…

Mixotrophy in Pyroleae (Ericaceae) from Estonian boreal forests does not vary with light or tissue age

SPE IPM UB; International audience; In temperate forests, some green plants, namely pyroloids (Pyroleae, Ericaceae) and some orchids, independently evolved a mode of nutrition mixing photosynthates and carbon gained from their mycorrhizal fungi (mixotrophy). Fungal carbon is more enriched in 13C than photosynthates, allowing estimation of the proportion of carbon acquired heterotrophically from fungi in plant biomass. Based on 13C enrichment, mixotrophic orchids have previously been shown to increase shoot autotrophy level over the growth season and with environmental light availability. But little is known about the plasticity of use of photosynthetic versus fungal carbon in pyroloids. Met…

Membres du comité d’organisation

National audience

BioVine project - Increase plant health through mycorrhizal fungi

National audience; Organic vineyards still rely on large external inputs to control harmful organisms. BIOVINE will develop natural solutions based on plant diversity to control pests and reduce pesticide dependence. The capacity of plants of increasing the ecosystem resistance to pests and invasive species is a well-known ecosystem service. However, monocultures like vineyards do not exploit the potential of plant diversity. BIOVINE aims to develop new viticultural systems based on increased plant diversity within (e.g. cover crops) and/or around vineyards by planting selected plant species for the control of arthropods, soil-borne pests (oomycetes, fungi, nematodes), and foliar pathogens.…

La symbiose mycorhizienne à arbuscules : un levier décisif dans la gestion des agro-écosystèmes

Le coup de crayon qui nous rend tous un peu scientifiques. Article sur la bande déssinée "Voyage au centre de la Pomme de terre"

National audience

Exposition visible virtuellement « Résomes »à l'Atheneum de Dijon. Participation de l'UMR Agroécologie: inventaire des communautés bactériennes des sols de France et réseau mycélien. Exposition de travaux et video youtube

Développement d’INdicateurs de la DiversIté fonCtionnellE des Sols viticoles de la région de Cognac : impact des itinéraires techniques (INDICES)

Sulfate transporters in the plant’s response to drought and salinity: regulation and possible functions

International audience; Drought and salinity are two frequently combined abiotic stresses that affect plant growth, development, and crop productivity. Sulfate, and molecules derived from this anion such as glutathione, play important roles in the intrinsic responses of plants to such abiotic stresses. Therefore, understanding how plants facing environmental constraints re-equilibrate the flux of sulfate between and within different tissues might uncover perspectives for improving tolerance against abiotic stresses. In this review, we took advantage of genomics and post-genomics resources available in Arabidopsis thaliana and in the model legume species Medicago truncatula to highlight and …

Les champignons au service de l'agroécologie

National audience; La symbiose entre les racines de plantes et les champignons mycorhiziens forme un vaste réseau souterrain, longtemps ignoré de nos pratiques agronomiques. D’après Pierre-Emmanuel Courty et ses collègues (Sophie Trouvelot et Daniel Wipf), de l’Institut national de la recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) et de l’université de Bourgogne (uB), il est grand temps de prendre ce réseau mycélien en considération.

Champignons mycorhiziens et symbiose mycorhizienne, les as de la nutrition végétale

Prod 2018-228 SPE IPM INRA UB; National audience

Approche tridimensionnelle de la répartition spatiale du champignon mycorhizien à arbuscule sur racines transparisées

L’imagerie tridimensionnelle d’échantillons volumineux est limitée par les phénomènes de réfraction et d’absorption de la lumière par les composants tissulaires (lipides, pigments...). Afin de limiter ses phénomènes et permettre l’acquisition d’image sur toute l’épaisseur d’une racine mycorhizée, il est nécessaire de rendre transparent les échantillons. Cela est possible en dépigmentant et en homogénéisant les différents indices de réfraction au sein du tissu, via des traitements chimiques. Cette technique, appelée transparisation, permet une analyse tridimensionnelle sur échantillon entier des structures d’intérêt marquées par fluorescence. Une vingtaine de techniques différentes de clarif…

Plant beneficiating from arbuscular mycorrhizal symbiosis: impact of fungal diversity and soil fertilization

L’holobionte vigne, un levier biologique pour lutter contre les dépérissements ?

National audience; Le concept d’organisme pluricellulaire isolé montre actuellement ses limites. En effet, unorganisme interagit avec différentes communautés microbiennes (constituant son microbiote)qui modulent ses propriétés, telles que sa physiologie (ex. réponse à une attaque pathogène).L’association hôte-microorganismes définit un holobionte, dont le fonctionnement est influencépar la dynamique spatio-temporelle de leurs interactions. Ainsi, un dysfonctionnement del’holobionte vigne (par exemple lié à des pratiques culturales inadaptées ou aux changementsclimatiques) pourrait entraîner le développement de maladies ou de désordres physiologiques,sources de dépérissements, de la même man…

L’agroforesterie, le futur de la viticulture ?

L’agroforesterie est l’association sur une même parcelle d’une végétation arborée et/ou arbustive, et d’une production végétale, animale ou mixte. Les espèces ligneuses peuvent être réparties uniformément, inégalement ou en bordure de parcelle. Les systèmes agroforestiers fournissent des services écosystémiques et des produits et ce à différentes échelles ; parcelle, exploitation agricole, unité paysagère » (RRAF, 2018). La productivité de ces systèmes dépend de la différence nette entre les avantages et les coûts, entre les utilisations et les composantes biophysiques de l’agroenvironnement. Dans les systèmes de cultures intercalaires, les avantages des arbres sont à la fois économiques et…

Sugar exchanges in arbuscular mycorrhiza : Characterization and role of two new monosaccharide transporters from the model fungus Rhizophagus irregularis

Transcriptome analysis of the Populus trichocarpa–Rhizophagus irregularis Mycorrhizal Symbiosis: Regulation of Plant and Fungal Transportomes under Nitrogen Starvation

Nutrient transfer is a key feature of the arbuscular mycorrhizal (AM) symbiosis. Valuable mineral nutrients are transferred from the AM fungus to the plant, increasing its fitness and productivity, and, in exchange, the AM fungus receives carbohydrates as an energy source from the plant. Here, we analyzed the transcriptome of the Populus trichocarpa-Rhizophagus irregularis symbiosis using RNA-sequencing of non-mycorrhizal or mycorrhizal fine roots, with a focus on the effect of nitrogen (N) starvation. In R. irregularis, we identified 1,015 differentially expressed genes, whereby N starvation led to a general induction of gene expression. Genes of the functional classes of cell growth, memb…

Identification of functional markers of mycorrhiza efficiency in vineyard

Arbuscular mycorrhizal fungi form a mutualistic symbiotic association with more than 80% ofland plants, including vines. Advantages of this mutualistic symbiosis are countless. Rootcolonisation by mycorrhizal fungi is mainly evaluated through staining and microscopicobservation. However those technics do not allow to differentiate different mycorrhizal fungi.In order to overcome those limits other tools, like antibodies, isoenzymes and molecular biologytechnics, can be used. Nevertheless, all of these methods “only” allow detection of the presenceof mycorrhizal fungi, whereas no information is provided on the proper mycorrhizal symbiosisfunctioning, and therefore on the benefits provided to…

The holobiont, a biological lever to manage some declines of grapevine

International audience; The concept of a multicellular organism to describe complex organisms composed of groups of analogous cells called tissues and organs with specific functions, shows currently some limitations. An organism such as a plant does not live alone, but closely associated with different microbial communities making up its microbiomes. The microbiomes, specific to a tissue, interact with the plant and modulate some of its functions, including physiology and immunity. The host and the associated microbiomes define a holobiont, whose function is influenced by the spatio-temporal dynamics of their interactions. Thus, a dysfunction of the grapevine holobiont (linked for example t…

Phylogeny and gene expression analyses of ammonium transporters (AMT) induced by mycorrhization and nodule symbiosis among Papilionoideae subfamily

The study of plant-microbe associations through nutrient exchanges has significantly improved our understanding of plant microbiome. Legume plants establish mutualistic associations with both rhizobial bacteria and arbuscular mycorrhizal fungi [1]. These symbioses improve mineral plant nutrition and increase plant resistance against biotic and abiotic stresses. Plant-microbe associations provide key features for the current agricultural and environmental challenges [2]. Translocation mechanisms of nitrogen from the fungal and rhizobial symbiotic interfaces to the plant are not well-defined yet. In Poaceae plant, inductions of specific ammonium transporters (AMT) genes [3, 4] and nitrogen/pe…

Répercussions spatiales de l’esca sur l’holobionte vigne : réponse du microbiome dans le continuum sol/feuilles

Dans le cadre du projet Holoviti (Plan National Dépérissement du Vignoble), l’holobionte vigne est étudié, dans le continuum sol - racines - parties aériennes (SRP), chez des ceps symptomatiques (S) ou asymptomatiques (AS) de la forme lente d’esca (tigrures foliaires). Ces recherches ont été réalisées sur une parcelle du château de Marsannay, située sur la commune de Couchey en Côte d’Or (21). Celle-ci a été choisie car elle présente simultanément trois types de dépérissements : deux liés à des agents pathogènes, respectivement viraux (agent du court-noué) et fongiques (agents de l’esca), et un lié à des dysfonctionnements physiologiques (porte-greffe 161-49C). Cette parcelle a été cartogra…

Services écosystémiques rendus par la symbiose mycorhizienne à arbuscule au vignoble

National audience; Qu’appelle-t-on symbiose mycorhizienne ?Le sol est un milieu vivant puisque dans quelques grammes de terre fine se trouvent environ 200 milliards de bactéries, 100 km de filaments de champignons et 200 000 insectes, vers et protozoaires (figure 1). Cette vie souterraine va partager son habitat (le sol) avec les ceps de vigne. Ce fameux « vivre ensemble » est alors défini par le terme « symbiose » (du grec syn : ensemble ; et bios : vivre). Cette définition ne fait pas de distinction vis-à-vis des modalités d’interaction qui peuvent s’établir entre les deux organismes impliqués. Ainsi, des interactions neutres, ou encore du véritable parasitisme, pour lequel un partenaire …

BioVine project - Increase plant health through mycorrhizal fungi

National audience; Organic vineyards still rely on large external inputs to control harmful organisms. BIOVINEwill develop natural solutions based on plant diversity to control pests and reduce pesticidedependence. The capacity of plants of increasing the ecosystem resistance to pests and invasivespecies is a well-known ecosystem service. However, monocultures like vineyards do notexploit the potential of plant diversity. BIOVINE aims to develop new viticultural systemsbased on increased plant diversity within (e.g. cover crops) and/or around vineyards by plantingselected plant species for the control of arthropods, soil-borne pests (oomycetes, fungi,nematodes), and foliar pathogens. Candid…

Les couverts végétaux. Partie 1/2 : Une pratique agroécologique au service de la vigne

National audience; Les couverts végétaux sont couramment utilisés en tant que cultures intermédiaires, intégrant pleinement les plans de rotation en tant qu’interculture des cultures annuelles (ex. : céréales) et en tant que cultures intercalaires dans le cadre des cultures pérennes (ex. : vergers, vigne). Ce type de culture a fait l’objet de dénominations différentes au cours des dernières décennies comme « engrais vert », en référence à sa contribution à la fertilité des sols, ou « CIPAN » (Culture intermédiaire piège à nitrate) , et dernièrement « CIMS » (Cultures intermédiaires/intercalaires multiservices) (Justes et Richard, 2017). Les plantes de couvert sont cultivées, non pas dans un…

Les couverts végétaux. Partie 2/2 : Les couverts végétaux : engrais verts en viticulture

Take a Trip Through the Plant and Fungal Transportome of Mycorrhiza

International audience; Soil nutrient acquisition and exchanges through symbiotic plant–fungus interactions in the rhizosphere are key features for the current agricultural and environmental challenges. Improved crop yield and plant mineral nutrition through a fungal symbiont has been widely described. In return, the host plant supplies carbon substrates to its fungal partner. We review here recent progress on molecular players of membrane transport involved in nutritional exchanges between mycorrhizal plants and fungi. We cover the transportome, from the transport proteins involved in sugar fluxes from plants towards fungi, to the uptake from the soil and exchange of nitrogen, phosphate, p…

Le bonheur des plantes est sous nos pieds

Mycorrhizal networks and distribution of carbon and mineral nutrients between linked plants

Le potentiel symbiotique des microorganismes du sol et les leviers d'intervention

National audience

Étude de l’impact des pratiques culturales sur le fonctionnement de la symbiose mycorhizienne à arbuscule dans un système agroforestier

International audience; Au milieu du 20ème siècle, l’utilisation massive d’intrants chimiques a fortement réduit la biodiversité, la fertilité du sol, a augmentée l’érosion hydrique et la compaction du sol. La mise en place de nouveaux itinéraires de culture dans lesquels l’arbre a un rôle prépondérant pourrait devenir un élément clé d’une agriculture plus durable. Les systèmes agroforestiers participent à la conservation du potentiel agricole des terres via une couverture végétale annuelle et une diversification de la production. Dans la symbiose mycorhizienne à arbuscule, le champignon apporte des éléments nutritifs nécessaires au développement de la plante, et reçoit en retour des ressou…

Climat, maladies, nuisibles : quel futur pour nos vignes ? Des chercheurs dijonnais sont au chevet de la plante pour mieux comprendre son évolution

National audience

Carbon partitioning in a walnut-maize agroforestry system through arbuscular mycorrhizal fungi

National audience; In tree-based intercropping systems, roots of trees and crops are interacting and could influence ecosystem services provided by soil microorganisms. Here, the analysis of diversity of arbuscular mycorrhiza fungi (AMF) associated with roots of walnut and maize reveals differences. Of interest, Funneliformis genus is mainly associated with maize roots, and one OTU related to an uncultured Glomus, might form a common mycorrhizal network linking roots of both plants. In addition, the analysis of 13C of mycelium living in the surrounding environment of roots, suggest that part of the carbon derived from walnut trees could be transferred to maize plants. Our results suggest th…

Associate editor of Frontiers in Plant Sciences. Depuis 2015

Étude des échanges trophiques au cours de la symbiose mycorhizienne à arbuscule dans un système agroforestier

Les systèmes agroforestiers participent à la conservation du potentiel agricole des terres via une couverture végétale annuelle, une diversification de la production et une conservation de la vie des sols. Dans les sols, les champignons mycorhiziens apportent des éléments nutritifs nécessaires au développement de la plante, et reçoivent en retour des ressources carbonées. L’objectif de ma thèse est d’intégrer le processus de mycorhization dans un système noyer - maïs, et de mieux comprendre les mécanismes qui régissent les échanges trophiques dans ce modèle agroforestier. Cette première année a permis de déterminer les conditions de cultures favorables à l’acclimatation des noyers, et de me…

Influence of the FanLeaf Virus on the grapevine holobiont : a study from the soil to the leaves

The grapevine FanLeaf (FL) corresponds to an infectious decline (nepovirus) which appears in patches within the plots. This disease leads to a progressive degeneration of grapevine plants which ultimately leads to the death. At present, about 60% of the French vineyard would be affected, of which 30% in an important way. Sixteen nepoviruses are responsible for grapevine degeneration or decline. Nevertheless, the Grapevine FanLeaf Virus (GFLV) is the main responsible agent. It is specifically transmitted from plant to plant by a soil-borne ectoparasitic nematode, Xiphinema index. The nematodes, by successively biting two neighboring plants whose roots are close, inoculate the virus from the …

Au vignoble, l’âge des ceps (8, 33 et 107 ans) modifie-t-il les communautés de champignons mycorhiziens à arbuscules ?

Les champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA) sont des organismes clés des agro-écosystèmes. Ils fournissent de nombreux services écosystémiques au sol (stabilité, rétention de l’eau, …) et aux plantes (amélioration de la nutrition hydrominérale, amélioration de la résistance à différents stress, ...). Les communautés de CMA sont principalement caractérisées dans le sol et encore peu directement au niveau racinaire. De plus, les études se focalisent généralement sur un seul prélèvement racinaire au cours du cycle de développement d’une plante, qu’elle soit annuelle ou pérenne. La dynamique des communautés de CMA est encore moins étudiée, que ce soit à court ou à long terme. De nombreux fa…

Les réseaux mycéliens jouent ils un rôle dans la distribution des éléments nutritifs entre les graminées et les légumineuses ?

Biovine project : Exploit biodiversity in viticultural systems to reduce pest damage and pesticide use, and increase ecosystems services provision

International audience

Répercussions des dépérissements à Botryosphaeriacées au niveau des rameaux de vigne : étude spatio-temporelle aux échelles anatomique et physiologique

Le dépérissement à Botryosphaeriacées est une maladie du bois de la vigne causée par deschampignons vasculaires. Ce dépérissement entraîne des pertes économiques importantes, d’autantqu’aucun traitement efficace n'est encore disponible. A l’heure actuelle, l'expression des symptômesfoliaires n'est pas encore entièrement comprise mais il n’est pas rare de trouver des Botryosphaeriacéesdans les premiers entre-nœuds des rameaux. Cependant, le lien entre leur présence et les symptômesfoliaires (défoliation apicale) n'est toujours pas établi.Dans ce travail, l'objectif a été d'évaluer les conséquences physiologiques et développementales dela présence de Botryosphaeriacées dans les entre-nœuds de…

Bacillus consortium positively impacts arbuscular mycorrhizal fungi community, plant phosphate nutrition and potato yield in Solanum tuberosum cv. Jazzy

Many agricultural soils are naturally poor in plant available phosphorus (P), although total P stocks can exceed plant requirements by more than 100-fold. The reason for such apparent contradiction is that P is complexed under organic and inorganic forms, but only free inorganic orthophosphate (Pi) ions are available to plants and soil organisms. The high immobility of Pi in soil, the low soil solution circulation associated with a rapid root absorption lead to the development of a depletion zone around the roots. As a consequence, P is frequently a limiting factor for plant growth and development.Arbuscular mycorrhizal (AM) fungi are estimated to colonize the vast majority of crop plants a…

Effet de la variabilité génétique de la vigne sur l’organisation de la communauté de champignons mycorhiziens à arbuscules associée aux racines

La mycorhize à arbuscules est une symbiose mutualiste entre les racines des plantes et les champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA). Elle apporte de nombreux services écosystémiques, au sol par l’amélioration de la structure, et aux plantes colonisées en améliorant leur nutrition, leur croissance et en améliorant leur tolérance aux stress biotiques et abiotiques. Cependant, les pratiques agricoles intensives ont un impact fort sur les communautés de microorganismes telluriques dont les CMA, ainsi que sur les cycles biogéochimiques de l’écosystème. En viticulture, le greffage est une pratique habituelle à cause du risque phylloxérique. La culture de la vigne moderne fait donc cohabiter de…

Search for potassium transport systems involved in arbuscular mycorrhiza-rice symbiotic interactions

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) develop interdependent connections with roots of about90% of plant species. These interactions increase availability as well as translocation ofnutrients (especially N and P), and thereby improve plant nutrition and growth. Moreover,resistance to a variety of stresses, among which salt stress, has been shown to be improved byAMF-plant interactions, for example in rice. Intense research to explain the molecularmechanisms of AMF-plant beneficial interactions led to the identification of phosphate andammonium transporters involved in nutrient exchanges from AMF to the plant, in several plantspecies. In spite of the importance of potassium (K+) for plant physi…

Membre du comité d'organisation

National audience

La microdissection laser: une technique d’analyse du profil d’expression génique et protéique des types cellulaires spécifiques de la symbiose mycorhizienne à arbuscules

Ressource exchanges in leguminous-gramineous associations: impact of multitrophic associations with beneficial microbes

International audience

Le rôle des mycorhizes et le lien avec les pratiques agricoles dans les noyeraies et autres cultures

- Présentation du projet Mycoagra 2017 – 2020 : sensibiliser le monde agricole à l’importance des réseaux mycorhiziens pour une production durable en noyeraie et maïsiculture [br/] - Présentation des associations mycorhiziennes et des principaux résultats sur les essais menés à Dijon depuis plus de 20 ans (Daniel WIPF)[br/] - L’agroforesterie en noyer – maïs : valorisation des réseaux mycorhiziens (Pierre Emmanuel Courty)[br/] - Intérêts des couverts végétaux en noyeraie (table ronde avec les conseillers noix de la région)[br/] - Débat avec les producteurs sur les questions qu’ils se posent et les axes de recherche qui les intéressent

Le microbiote de la vigne : de nouveaux paradigmes et une perspective pour la vigne de demain

Prod 2018-253a SPE EA BIOmE IPM INRA UB; National audience

Mécanismes cellulaires et moléculaires et ingénierie écologique des mycorhizes à arbuscules

SPEIPM; La mycorhize à arbuscules (MA) est une symbiose mutualiste entre des champignons telluriques (Gloméromycètes) et 80% des plantes terrestres, dont la majorité des plantes de culture. Elle est apparue il y a environ 475 millions d’années. Ce chapitre synthétise les connaissances actuelles sur les systèmes de transport impliqués dans les échanges de nutriments (avec un accent mis sur les échanges de carbone, azote, phosphate et soufre) entre les deux partenaires, ainsi que le prélèvement de ces nutriments par le champignon depuis le sol. Le chapitre adresse également le potentiel en ingénierie écologique de la MA dans le cadre d’une agriculture agroécologique.

La Nuit Européenne des Chercheur(e)s 2020 à Dijon propose trois activités « on line » autour de notre thème « Petits secrets Nocturnes. Les "Experts Agroécologie " Pierre-Emmanuel Courty et Jérôme Fromentin mèneront une enquête stupéfiante pour "association de bienfaiteurs", au cœur d'une scène de crime mêlant symbiose mycorhizienne et truffes...

National audience; La Nuit Européenne des Chercheur(e)s 2020 propose trois activités « on line » autour de notre thème « Petits secrets Nocturnes »: Les "Experts à Dijon" Pierre-Emmanuel Courty et Jérôme Fromentin (UMR Agroécologie) mèneront une enquête stupéfiante pour "association de bienfaiteurs", au cœur d'une scène de crime mêlant symbiose mycorhizienne et truffes...

Influence du court noué sur la diversité fonctionnelle des champignons mycorhiziens à arbuscules dans des racines et du sol de vigne

Le court-noué (CN) correspond à un dépérissement infectieux (népovirus) qui apparaît par taches au sein des parcelles. Cette maladie entraîne une dégénérescence progressive de la vigne qui conduit in fine à la mort des ceps. A l’heure actuelle, environ 60% du vignoble national serait touché, dont 30% de façon importante. Seize népovirus sont responsables de dégénérescence ou de dépérissement de la vigne. Cependant, le Grapevine FanLeaf Virus (GFLV) est le principal agent responsable. Il est transmis spécifiquement de plante à plante par un nématode ectoparasite du sol, Xiphinema index. Les nématodes, en piquant successivement deux ceps voisins dont les racines sont proches, inoculent le vir…

Impact of double symbiosis (arbuscular mycorrhiza and nodulation) on nitrogen uptake in the Papilionoideae subfamily

The study of plant-microbe associations through nutrient exchanges has significantly improved our understanding of plant microbiome. Leguminous plants establish mutualistic associations with both rhizobial bacteria and arbuscular mycorrhizal fungi. These symbioses improve mineral plant nutrition and increase plant resistance against biotic and abiotic stresses. Plant-microbe associations provide key features for the current agricultural and environmental challenges.In Poaceae plant, inductions of specific ammonium transporters (AMT) genes and nitrogen/peptide transporters (NRF) genes have already been described during arbuscular mycorrhiza symbiosis. Similarly, in Papilionoideae, AMT and NR…

La Nuit Européenne des Chercheur(e)s 2021 à Dijon, 24 septembre, Ateliers en presentiel et virtuel

Voyage au centre de la Pomme de terre. Bande déssinée. Suivez Raphaël Boussageon, doctorant de l’UMR Agroécologie, dans sa thèse CIFRE réalisée en partenariat avec Premier Tech producteurs et consommateurs.

Le champignon mycorhizien Funneliformis mosseae comme agent de biocontrôle de la septoriose du blé

International audience; La septoriose, maladie causée par le champignon hémibiotrophe Zymoseptoria tritici, est l’une des maladies les plus dommageables pour la culture du blé. Dans un contexte de transition agroécologique, le développement des stratégies de lutte respectueuses de la santé humaine et de l’environnement est une priorité. La colonisation racinaire des plantes par les champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA) est connue pour induire la MIR (Mycorrhiza Induced Resistance), correspondant à un état de résistance de la plante à divers bio-agresseurs. Nous avons ainsi testé l’efficacité du CMA Funneliformis mosseae à protéger le blé contre la septoriose dans le cadre du projet Bi…

Implication et régulation du système ubiquitine-protéasome (UPS) dans les interactions plantes-microorganismes bénéfiques et pathogènes chez le tabac

Le contrôle de la régulation entre la synthèse et la dégradation des protéines, ouhoméostasie, est indispensable à la survie cellulaire. Or, des situations de stress biotiques ouabiotiques dérégulent l'homéostasie des protéines. En particulier, lors d'une attaque par desmicro-organismes pathogènes chez les végétaux, les acteurs du système de dégradation desprotéines associé à l’ubiquitine et au protéasome (UPS) sont fortement mobilisés. Cependantleur fonction dans ces processus est encore mal connue. Par ailleurs, l’implication du systèmeUPS, ainsi que sa régulation, dans l’établissement d’interactions bénéfiques n’ont été que trèspeu appréhendées. Nous proposons donc d’étudier et de compar…

La mycorhize à arbuscules, une alliée de choix pour développer une agriculture/viticulture durable?

L’holobionte « vigne » ou comment les interactions de la plante avec les communautés microbiennes influencent son état sanitaire

Mycorhization en viticulture : état des lieux et étude de l’intérêt au vignoble

SPEIPMUBINRA; Mycorhization en viticulture : état des lieux et étude de l’intérêt au vignoble. 13. Journée Technique du CIVB (Conseil Interprofessionnel du Vin de Bordeaux)

Diversité des champignons mycorhiziens à arbuscules en association avec Acacia saligna dans différentes régions de la Tunisie

Acacia saligna, appelée également Acacia cyanophylla, est une fabacée arbustive originaire de l'Australie. Cette plante a une grande résilience et s’adapte facilement à de nombreux écosystèmes différents, ce qui lui confère une importance économique forte. De plus, elle forme plusieurs symbioses racinaires avec des microorganismes qui favorisent son développement et améliorent sa résistance vis à vis de différents stress biotiques et abiotiques :(i) les rhizobiums qui fixent l’azote atmosphérique et (ii) les champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA) En Tunisie, aucune étude ciblant des microorganismes formant des symbioses racinaires associées à A. saligna n’a été effectuée. Ce travail s’…

Photosynthesis mediates expression of Sorghum bicolor transporters in arbuscular mycorrhizal symbiosis

Vers un diagnostic sanitaire de l’holobionte vigne : identification de bio-indicateurs le long du continuum sol-racines-parties aériennes dans un contexte de dépérissement

National audience

Impact de l’inoculation au champ par Rhizophagus irregularis DAOM 197198 (AGTIV ®, Premier Tech, Canada) sur le rendement et la nutrition de 4 variétés de pommes de terre sur 3 parcelles aux propriétés édaphiques différentes

Différents services écosystémiques rendus par les champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA) ont été mis en évidence dans des expériences menées sur différentes plantes, que ce soit en conditions contrôlées ou au champ. Les CMAs permettent par exemple, dans des conditions adéquates, d’améliorer la production de biomasse ainsi que le rendement, la qualité et les propriétés organoleptiques de nombreux produits d’intérêt pour l’industrie agro-alimentaire. Cependant, peu d’études se sont intéressées à l’impact de l’inoculation d’un CMA possédant une Autorisation de Mise sur le Marché au champ sur le rendement et la qualité des produits agricoles. Nous avons étudié l’impact de l’inoculation par…

Expression of Sorghum bicolor ammonium transporters upon colonization with arbuscular mycorrhizal fungi