Adaptive Movement Compensation for In Vivo Imaging of Fast Cellular Dynamics within a Moving Tissue

In vivo non-linear optical microscopy has been essential to advance our knowledge of how intact biological systems work. It has been particularly enabling to decipher fast spatiotemporal cellular dynamics in neural networks. The power of the technique stems from its optical sectioning capability that in turn also limits its application to essentially immobile tissue. Only tissue not affected by movement or in which movement can be physically constrained can be imaged fast enough to conduct functional studies at high temporal resolution. Here, we show dynamic two-photon Ca2+ imaging in the spinal cord of a living rat at millisecond time scale, free of motion artifacts using an optical stabilization system. We describe a fast, non-contact adaptive movement compensation approach, applicable to rough and weakly reflective surfaces, allowing real-time functional imaging from intrinsically moving tissue in live animals. The strategy involves enslaving the position of the microscope objective to that of the tissue surface in real-time through optical monitoring and a closed feedback loop. The performance of the system allows for efficient image locking even in conditions of random or irregular movements

Drought stress in rice (Oryza sativa L.) is enhanced in the presence of the compacting earthworm Millsonia anomala

Earthworms increase growth of most plant species through a number of poorly investigated mechanisms. We tested the hypothesis that earthworm modifications of soil structure and the resulting changes in water availability to plants explain this positive effect. Addition of endogeic earthworms Millsonia anomala induced a 40% increase in shoot biomass production and a 13% increase in CO2 assimilation rate of well watered rice plants grown in pots. Conversely, when plants were subjected to water deficit, presence of earthworms had no effect on shoot biomass production and a negative impact on CO2 assimilation rate (-21%). Early stomatal closure in presence of earthworms indicated lower water availability. The hypothesis that earthworms improve plant biomass production through soil physical structure modification was thus rejected. Three hypotheses were tested to explain this decrease in water availability: (i) a decrease in soil water retention capacity, (ii) an increase in evaporation from the soil or/and (iii) an increase in plant transpiration. Results showed that earthworms significantly reduced soil water retention capacity by more than 6%, but had no effect on evaporation rate. Water losses through transpiration were greater in the presence of earthworms when the soil was maintained at field capacity, but this was not the case under drought conditions. This experiment showed that the endogeic compacting earthworm M. anomala significantly increased plant photosynthesis by an undetermined mechanism under well-watered conditions. However, photosynthesis was reduced under drought conditions due to reduced soil water retention capacity

High CO2 partial pressure effects on dark and light CO2 fixation and metabolism in Vicia faba leaves

International audienc

Validity of usual dose-response functions in the case of wheat exposed to free-air fumigation in the Paris region

Two wheat varieties (Premio and Soissons) were grown in the field in the Paris region and exposed to moderate levels of ozone through a 50m long linear free-air fumigation device. Plants were ozone-fumigated daily for 56 days (from 12 May to 6 July 2009). O3 exposures at 3 different distances from the fumigation source: 2 m, 3.5 m and 5 m downwind of the source, were compared to control located 15m upwind of the linear source. Hourly average concentrations and cumulative exposure index (AOT40) were calculated. Stomatal conductance measurements and modelling allowed the calculation of the Phytotoxic Ozone Dose (POD06) absorbed by the upper leaves of the canopy. The results show strong correlations between grain yield and both ozone exposure (AOT40 or POD06) indicators. However, there are differences in the dose-response relationship obtained for each variety. Moreover, these relationships are also quite different from the dose-response relationships found in the literature. This can be partly explained by the fact that the use of free-air fumigation systems does not allow to achieve a true control treatment (plants exposed to ozone-free air). The highest production values that could be achieved in an atmosphere without ozone must therefore be extrapolated from experimental data, and this may increase the inaccuracy of calculations of relative yield losses

Mecanismes de l'action depressive de l'ochracine, phytotoxine synthetisee par Septoria nodurum Berk., sur le degre d'ouverture des stomates des feuilles de plantules de ble et de Pelargonium x hortorum

National audienceOchracin (mellein) is a phytotoxin produced by Septoria nodorum which inhibits photosynthesis and increases stomatal resistance. To determine its primary site of action, the effect of the phytotoxin on wheat and Pelargonium stomata was analysed. Direct action on stomata seems not to be significant, and ochracin may affect stomatal behaviour indirectly, by inhibiting C20 assimilation.L’ochracine (= melléine) est une phytotoxine produite par Septoria nodorum qui provoque une diminution de l’assimilation photosynthétique et une augmentation de la résistance stomatique. Afin de rechercher quel est le site primaire de son action, l’effet de la toxine sur les stomates des feuilles de blé et de Pelargonium a été analysé. Il apparaît que son action directe sur les stomates n’est pas significative et que l’ochracine agit probablement sur les stomates en inhibant l’assimilation du C20

Mecanismes de l'action depressive de l'ochracine, phytotoxine synthetisee par Septoria nodurum Berk., sur le degre d'ouverture des stomates des feuilles de plantules de ble et de Pelargonium x hortorum

National audienceOchracin (mellein) is a phytotoxin produced by Septoria nodorum which inhibits photosynthesis and increases stomatal resistance. To determine its primary site of action, the effect of the phytotoxin on wheat and Pelargonium stomata was analysed. Direct action on stomata seems not to be significant, and ochracin may affect stomatal behaviour indirectly, by inhibiting C20 assimilation.L’ochracine (= melléine) est une phytotoxine produite par Septoria nodorum qui provoque une diminution de l’assimilation photosynthétique et une augmentation de la résistance stomatique. Afin de rechercher quel est le site primaire de son action, l’effet de la toxine sur les stomates des feuilles de blé et de Pelargonium a été analysé. Il apparaît que son action directe sur les stomates n’est pas significative et que l’ochracine agit probablement sur les stomates en inhibant l’assimilation du C20

Reexamen des modalites d'action de l'ochracine sur la conductance stomatique des feuilles de plantules de ble, Triticum aestivum L., « Etoile de Choisy »

National audienceOchracin, a metabolite synthesized by Septoria nodorum Berk., gives a great reduction in Co2 net assimilation and an increase in stomatal resistance in seedling leaves of wheat - Triticum aestivum L. (cv « Etoile de Choisy »). Both stomated resistance and intracellular resistance have been implicated, but it now seems that ochracin has no direct effect on stomata. Stomatal closure seems to be a consequence of reduced photosynthesis, and ochracin appears to have a direct inhibition effect on the Calvin cycle or on reactions linked to it.L’ochracine, métabolite isolé de filtrats de culture de Septoria nodorum Berk., a un effet prononcé sur l’assimilation nette et la résistance stomatique de plantules de blé, Triticum aestivum L. (cv « Etoile de Choisy »). Des augmentations à la fois de la résistance stomatique et de la résistance intracellulaire étaient soupçonnées. Il a été établi depuis que l’ochracine n’a pas d’action directe sur les stomates. En reprenant l’argumentation de WONG et al. (1979), nous montrons que la fermeture stomatique serait provoquée par la baisse de photosynthèse. Ces résultats suggèrent donc une action de l’ochracine sur le cycle de Calvin lui-même ou sur les réactions qui interfèrent directement avec lui

Reexamen des modalites d'action de l'ochracine sur la conductance stomatique des feuilles de plantules de ble, Triticum aestivum L., « Etoile de Choisy »

National audienceOchracin, a metabolite synthesized by Septoria nodorum Berk., gives a great reduction in Co2 net assimilation and an increase in stomatal resistance in seedling leaves of wheat - Triticum aestivum L. (cv « Etoile de Choisy »). Both stomated resistance and intracellular resistance have been implicated, but it now seems that ochracin has no direct effect on stomata. Stomatal closure seems to be a consequence of reduced photosynthesis, and ochracin appears to have a direct inhibition effect on the Calvin cycle or on reactions linked to it.L’ochracine, métabolite isolé de filtrats de culture de Septoria nodorum Berk., a un effet prononcé sur l’assimilation nette et la résistance stomatique de plantules de blé, Triticum aestivum L. (cv « Etoile de Choisy »). Des augmentations à la fois de la résistance stomatique et de la résistance intracellulaire étaient soupçonnées. Il a été établi depuis que l’ochracine n’a pas d’action directe sur les stomates. En reprenant l’argumentation de WONG et al. (1979), nous montrons que la fermeture stomatique serait provoquée par la baisse de photosynthèse. Ces résultats suggèrent donc une action de l’ochracine sur le cycle de Calvin lui-même ou sur les réactions qui interfèrent directement avec lui

Mecanismes de l'action depressive de l'ochracine, phytotoxine synthetisee par Septoria nodurum Berk., sur le degre d'ouverture des stomates des feuilles de plantules de ble et de Pelargonium x hortorum

National audienceOchracin (mellein) is a phytotoxin produced by Septoria nodorum which inhibits photosynthesis and increases stomatal resistance. To determine its primary site of action, the effect of the phytotoxin on wheat and Pelargonium stomata was analysed. Direct action on stomata seems not to be significant, and ochracin may affect stomatal behaviour indirectly, by inhibiting C20 assimilation.L’ochracine (= melléine) est une phytotoxine produite par Septoria nodorum qui provoque une diminution de l’assimilation photosynthétique et une augmentation de la résistance stomatique. Afin de rechercher quel est le site primaire de son action, l’effet de la toxine sur les stomates des feuilles de blé et de Pelargonium a été analysé. Il apparaît que son action directe sur les stomates n’est pas significative et que l’ochracine agit probablement sur les stomates en inhibant l’assimilation du C20

Le mil en Afrique : diversité génétique et agro-physiologique : potentialités et contraintes pour l'amélioration et la culture

Deux cultivars de mil, résistant et sensible, ont été soumis à des contraintes hydriques en conditions contrôlées. Lors de la contrainte, l'activité de la phosphoénolpyruvate carboxylase (PEPC) décroît, chez les témoins arrosés, de 20 à 30 % de sa valeur initiale (effet de sénescence) et de 50 à 60 % chez les stressés. La quantité d'enzyme dosée par immunotitration décroît également. Cependant, l'activité spécifique de la PEPC rapportée à la quantité d'enzyme diminue aussi. La réhydratation est suivie d'une récupération partielle et progressive des activités et des quantités de PEPC. Le pourcentage d'inhibition de l'enzyme par le malate chute de 50 à 20 % pendant la contrainte hydrique ce qui témoigne aussi d'une modification des propriétés de l'enzyme. L'intérêt du maintien de l'activité enzymatique pour la résistance à la sécheresse en présence d'une déshydratation cellulaire est discuté en s'appuyant sur la mesure des tolérances protoplasmiques des deux cultivars et grâce à une comparaison entre le mil et le sorgho. (Résumé d'auteur