Emigration of the plant pathogen Pseudomonas syringae from leaf litter contributes to its population dynamics in alpine snowpacke mi_2680 2099..2112

International audienceThe recently discovered ubiquity of the plant pathogen Pseudomonas syringae in headwaters and alpine ecosystems worldwide elicits new questions about the ecology of this bacterium and subsequent consequences for disease epidemiology. Because of the major contribution of snow to river runoff during crop growth, we evaluated the population dynamics of P. syringae in snowpack and the underlying leaf litter during two years in the Southern French Alps. High population densities of P. syringae were found on alpine grasses, and leaf litter was identified as the main source of populations of P. syringae in snow-pack, contributing more than the populations arriving with the snowfall. The insulating properties of snow foster survival of P. syringae throughout the winter in the 10 cm layer of snow closest to the soil. Litter and snowpack harboured populations of P. syringae that were very diverse in terms of phenotypes and genotypes. Neither substrate nor sampling site had a marked effect on the structure of P. syringae populations , and snow and litter had genotypes in common with other non-agricultural habitats and with crops. These results contribute to the mounting evidence that a highly diverse P. syringae metapopulation is disseminated throughout drainage basins between cultivated and non-cultivated zones

New paradigms for the life history of plant pathogens

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Approche moléculaire des épidémies de bactériose du melon (Cucumis melo) causées par Pseudomonas syringae pv. aptata (Psa)

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Biodiversité microbienne dans les cours d’eau du bassin de la Durance : conséquences de la présence de bactéries phytopathogènes dans les biofilms

National audienceDes études récentes ont révélé que l’écologie de la bactérie phytopathogène « Pseudomonas syringae » est étroitement liée au cycle de l’eau douce. Cette bactérie qui peut provoquer des maladies chez un grand nombre de plantes cultivées peut être isolée dans la neige, les eaux de pluie et de ruissellement, dans les torrents, les rivières, les lacs de rétention, sur les plantes sauvages et même dans les nuages. Elle est présente dans les biofilms récoltés dans les cours d’eau et des tuyaux de systèmes d’irrigation. Nous nous intéressons à la diversité de ces populations bactériennes dans les cours d’eau et les biofilms du bassin de la Durance, depuis l’amont en dehors des zones de culture, jusqu’à l’aval en basse Durance où l’eau est utilisée pour l’irrigation des plantes cultivées. Nous posons la question du rôle de réservoir d’agents phytopathogènes que pourraient constituer ces biofilms et sur l’impact de l’usage et de la gestion de l’eau sur la dynamique de ces populations, en interactions biotiques avec d’autres organismes vivants, présents dans les biofilm

Insights into the evolutionary history of the plant pathogen Pseudomonas syringae from its biogeography in river headwaters

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Biogeography of the plant pathogen Pseudomonas syringae in alpine headwaters of rivers in the USA, France and New Zealand

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Mise à jour de la classification du groupe<em> Pseudomonas syringae</em> et des outils simples et rapides d'identification

National audiencePseudomonas syringae est agent phytopathogène-environnemental reconnu comme modèle remarquable. Nous avons isolé cette bactérie phytopathogène bien au-delà des zones d’agriculture, dans de nombreux substrats sur plusieurs continents constituant une collection unique au monde (>7000 souches). Une classification de cette bactérie intégrant toute la diversité et délimitant clairement les frontières est nécessaire. Les hybridations ADN/ADN et le séquençage de génomes trop lourds, les phénotypes peu fiables, et le concept de pathovar inopérant, nous conduisent à utiliser le typage MLST pour cette classification qui délimite actuellement 24 clades au sein d’au moins 14 phylogroupes. La robustesse du résultat est confirmée par les données de génomique. Pour chaque phylogroupe, les phénotypes reliés au pouvoir pathogène ont été caractérisés. A partir de ces données génotypiques et phénotypiques, les spécificités des phylogroupes ont été déterminées et un système de classification extensible à d’éventuels nouveaux groupes a été proposé. Un outil simple d’identification par analyse d’un seul gène de ménage est proposé (Berge et al. 2014). Grâce à la génomique comparative, nous avons développé des PCR spécifiques permettant l’identification au groupe P. syringae entier (Guilbaud et al.) et aux phylogroupes (Borschinger et al.) pour un crible moyen-débit de P. syringae permettant d’établir la structure des populations sur de nombreux échantillons. Cette classification nous permet d’aborder des questions sur l’écologie des agents phytopathogènes et leur stratégie d’adaptation dans différents environnements

Pseudomonas syringae naturally lacking the canonical type III secretion system are ubiquitous in nonagricultural habitats, are phylogenetically diverse and can be pathogenic

The type III secretion system (T3SS) is an important virulence factor of pathogenic bacteria, but the natural occurrence of variants of bacterial plant pathogens with deficiencies in their T3SS raises questions about the significance of the T3SS for fitness. Previous work on T3SS-deficient plant pathogenic bacteria has focused on strains from plants or plant debris. Here we have characterized T3SS deficient strains of Pseudomonas syringae from plant and non-plant substrates in pristine non agricultural contexts, many of which represent recently described clades not yet found associated with crop plants. Strains incapable of inducing a hypersensitive reaction in tobacco (HR-) were detected in 65% of 126 samples from headwaters of rivers (mountain creeks and lakes), snowpack, epilithic biofilms, wild plants and leaf litter and constituted 2% to 100% of the P. syringae population associated with each sample. All HR- strains lacked at least one gene in the canonical hrp/hrc locus or the associated conserved effector locus but most lacked all 6 of the genes tested (hrcC, hrpL, hrpK1, avrE1, and hrpW1) and represented several disparate phylogenetic clades. Although most HR- strains were incapable of causing symptoms on cantaloupe seedlings as expected, strains in the recently described TA-002 clade caused severe symptoms in spite of the absence of any of the 6 conserved genes of the canonical T3SS according to PCR and Southern blot assays. The phylogenetic context of the T3SS variants we observed provides insight into the evolutionary history of P. syringae as a pathogen and as an environmental saprophyt

Évolution du pouvoir pathogène d’une bactérie phytopathogène en dehors des zones agricoles. Impact des biofilms aquatiques sur la structure des populations de Pseudomonas syringae

National audienceLes agents pathogènes des plantes sont le plus souvent étudiés exclusivement dans les agrosystèmes sans prendre en compte les niches écologiques situées hors du contexte agricole ou botanique. En santé humaine il est pourtant bien démontré que la survie de pathogènes humains dans l’environnement peut avoir des répercussions sur leur pouvoir pathogène chez l’homme (Cangelosi et al. 2004). Notre laboratoire s’engage résolument dans une nouvelle dimension de la recherche en phytopathologie avec la bactérie modèle Pseudomonas syringae (Morris et al 2009). P. syringae représente actuellement un des meilleurs modèles d’agent phytopathogène largement dispersé en dehors du contexte agricole et donc une bonne opportunité pour aborder cette démarche. Les données du laboratoire montrent qu’elle est présente tout au long du cycle de l’eau, elle s’élève jusqu’aux nuages, retombe sur terre avec les précipitations, pluie ou neige, et établit des populations dans les rivières, leur biofilms épilithes et les plantes sauvages avoisinantes (Morris et al 2008). Le pouvoir glaçogène de certaines souches est suspecté de jouer un rôle dans le déclenchement des précipitations dans les nuages (Morris et al 2004) participant ainsi à l’équilibre écologique global de la planète. Cette découverte impose d’élargir les champs d’investigation concernant ces agents au-delà des agrosystèmes ce qui représente en phytopathologie, un nouveau paradigme proposé récemment par Morris et al (2009). Un projet pionnier sur la diversification d’agents phytopathogènes en milieu naturel est ainsi développé au laboratoire. Cette démarche est illustrée ici par l’étude d’un compartiment particulier, les biofilms épilithes qui tapissent le lit des rivières et représentent un habitat important tant par leur étendue que par leur nature puisqu’ils sont le siège d’une vie microbienne intense et spécifique. P. syringae a été détectée dans 50 % des biofilms épilithes dans plusieurs rivières françaises et américaines (Morris et al 2007) et les souches sont identiques pour leur pouvoir pathogène à celles isolées de plantes cultivées (Morris et al. 2008). Nous recherchons le rôle des micro-algues, composante biotique principale en biomasse dans la structuration des populations de P. syringae et en particulier la sélection de traits relatifs au pouvoir phytopathogène. Cangelosi et al. 2004. A report of the American Academy of Microbiology, Washington, DC (USA), http://www.asm.org/ASM/files/ccLibraryFiles/FILENAME/000000001402/EnvironMicroBW.pdf, 18 p. Morris et al 2004. J Phys IV France 121:87-103. Morris et al 2007. Infect Genet Evol 7, 84-92. Morris et al 2008. The ISME Journal 2:321-334. Morris et al 2009. PLoS Pathog. 5(12