Genetic diversity and population structure of Botryosphaeria dothidea and Neofusicoccum parvum on English walnut (Juglans regia L.) in France.

Botryosphaeriaceae species are the major causal agents of walnut dieback worldwide, along with Diaporthe species. Botryosphaeria dothidea and Neofusicoccum parvum are the only two Botryosphaeriaceae species associated with this recently emergent disease in France, and little is known about their diversity, structure, origin and dispersion in French walnut orchards. A total of 381 isolates of both species were genetically typed using a sequence-based microsatellite genotyping (SSR-seq) method. This analysis revealed a low genetic diversity and a high clonality of these populations, in agreement with their clonal mode of reproduction. The genetic similarity among populations, regardless of the tissue type and the presence of symptoms, supports the hypothesis that these pathogens can move between fruits and twigs and display latent pathogen lifestyles. Contrasting genetic patterns between N. parvum populations from Californian and Spanish walnut orchards and the French ones suggested no conclusive evidence for pathogen transmission from infected materials. The high genetic similarity with French vineyards populations suggested instead putative transmission between these hosts, which was also observed with B. dothidea populations. Overall, this study provides critical insight into the epidemiology of two important pathogens involved in the emerging dieback of French walnut orchards, including their distribution, potential to mate, putative origin and disease pathways

La Pourriture racinaire du pois : éléments de compréhension du processus infectieux d'A. euteiches et perspectives agronomiques

Aphanomyces euteiches is a pathogenic oomycete considered to be the most damaging root disease of pea crops in the world and there is currently no registered pesticide for its control. Crop management is the most efficient tool to control root rot, and avoidance of infested soil seems to be the optimal solution. Mechanisms related to A. euteiches root colonization remain poorly understood. In order to better understand A.euteiches infectious cycle, a polyethylene glycol (PEG) – calcium chloride (CaCl2) transformation protocol has been perfected in order to stably express the reporter gene GFP. The data show for the first a transient expression of green fluorescent protein (GFP) which can be observed in A.euteiches mycelium, a Saprolegnia oomycete. Vector pGFPN, containing the ham34 promoter and terminator of the Peronospora oomycete Bremia Lactucae, was introduced in A.euteiches protoplasts. Transient expression of GFP could be observed in A. euteiches mycelium by confocal microscopy. qPCR analyses confirmed the actual gfp gene insertion in its genome. Meanwhile, the influence of both pea and faba bean root extracellular trap (RET) and root exudates has been explored for A. euteiches zoospores by chemotaxis assays, microscopic observations and oomycete DNA quantification. Reciprocally pea and faba bean roots responses to A. euteiches infection have been studied at early stage of infection by biochemical analysis of cell wall polymer content in the RET and root exudates. Whereas infected pea root exudates stimulated A.euteiches zoospores attraction, faba bean exudates had a repellent effect on zoospores. In response to infection, arabinogalactan protein content of root pea exudates was altered. Interestingly, A.euteiches colonization was less intense on faba bean root surface and protect pea root at early stage of infection. Finally, the correlation between inoculum quantity in infested and the inoculum potential (IP) in field has been confirmed by qPCR. Analyses of the influence of abiotic soil parameters on the disease showed that a high calcium concentration or sand content negatively impact the IP. Furthermore, microbial communities proved to play a role in the expression of the disease in some soils. Metagenomics could be applied in order to provide new directions in managing this disease.Dans l’objectif de redynamiser la culture des protéagineux, il est primordial d’améliorer la gestion du risque lié à Aphanomyces euteiches, agent responsable de la pourriture racinaire du pois. Le manque de connaissances sur les mécanismes d’infection d’A. euteiches constitue un frein à l’élaboration de stratégies de contrôle durable. Dansl’optique d’étudier les premières étapes du processus infectieux d’A. euteiches, laconstruction d’une souche A. euteiche-GFP a été entreprise. Transfecter A. euteiches aura permis d’assurer (i) la production de protoplastes par digestion enzymatique du mycélium puis (ii) d’insérer le gène gfp par la méthode de transfection chimique PEG-CaCl2 et (iii) de constater l’insertion stable du gène gfp dont l’expression s'est avérée transitoire. En parallèle, dans l’objectif d’apporter des éléments de réponses quant aux rôles des exsudats racinaires et du Root Extracellular Trap (RET) dans les réactions de défense du pois, une étude comparée des interactions entre Pisum sativum (plante sensible) et Vicia Faba (plante tolérante) au pathogène A.euteiches a été réalisée durant les premières phases de l’infection. Alors que de nombreuses variations au niveau de la composition polysaccharidique du RET et des exsudats ont été observées chez le pois, la féverole a présenté des modifications marginales. Chez le pois, l’infection est intense et rapide alors qu’elle semble réduite chez la féverole. La féverole repousse les zoospores tandis que le pois infecté les attire davantage. La féverole semble pouvoir protéger le pois au travers de mécanismes de communication qu’il convient de caractériser. L’ensemble de ces résultats semblent prometteurs dans le développement de méthode de lutte contre la pourriture racinaire du pois. Enfin, l’étude des propriétés bio-physico-chimiques des sols susceptibles de conditionner l’apparition de la maladie ont permis de confirmer la corrélation positive entre la densité d’inoculum du pathogène et le potentiel infectieux (PI) dans des sols naturellement infestés : les sols possédant des teneurs élevées en sable ou en calcium s'avèrent défavorables au développement de la maladie. Cette étude a aussi permis de mettre en évidence une influence possible des communautés microbiennes des sols, susceptibles d’influencer le processus infectieux d’A.euteiche

Root rot of the pea : understanding the infectious process of A. Euteiches and agronomic perspectives

Dans l’objectif de redynamiser la culture des protéagineux, il est primordial d’améliorer la gestion du risque lié à Aphanomyces euteiches, agent responsable de la pourriture racinaire du pois. Le manque de connaissances sur les mécanismes d’infection d’A. euteiches constitue un frein à l’élaboration de stratégies de contrôle durable. Dansl’optique d’étudier les premières étapes du processus infectieux d’A. euteiches, laconstruction d’une souche A. euteiche-GFP a été entreprise. Transfecter A. euteiches aura permis d’assurer (i) la production de protoplastes par digestion enzymatique du mycélium puis (ii) d’insérer le gène gfp par la méthode de transfection chimique PEG-CaCl2 et (iii) de constater l’insertion stable du gène gfp dont l’expression s'est avérée transitoire. En parallèle, dans l’objectif d’apporter des éléments de réponses quant aux rôles des exsudats racinaires et du Root Extracellular Trap (RET) dans les réactions de défense du pois, une étude comparée des interactions entre Pisum sativum (plante sensible) et Vicia Faba (plante tolérante) au pathogène A.euteiches a été réalisée durant les premières phases de l’infection. Alors que de nombreuses variations au niveau de la composition polysaccharidique du RET et des exsudats ont été observées chez le pois, la féverole a présenté des modifications marginales. Chez le pois, l’infection est intense et rapide alors qu’elle semble réduite chez la féverole. La féverole repousse les zoospores tandis que le pois infecté les attire davantage. La féverole semble pouvoir protéger le pois au travers de mécanismes de communication qu’il convient de caractériser. L’ensemble de ces résultats semblent prometteurs dans le développement de méthode de lutte contre la pourriture racinaire du pois. Enfin, l’étude des propriétés bio-physico-chimiques des sols susceptibles de conditionner l’apparition de la maladie ont permis de confirmer la corrélation positive entre la densité d’inoculum du pathogène et le potentiel infectieux (PI) dans des sols naturellement infestés : les sols possédant des teneurs élevées en sable ou en calcium s'avèrent défavorables au développement de la maladie. Cette étude a aussi permis de mettre en évidence une influence possible des communautés microbiennes des sols, susceptibles d’influencer le processus infectieux d’A.euteichesAphanomyces euteiches is a pathogenic oomycete considered to be the most damaging root disease of pea crops in the world and there is currently no registered pesticide for its control. Crop management is the most efficient tool to control root rot, and avoidance of infested soil seems to be the optimal solution. Mechanisms related to A. euteiches root colonization remain poorly understood. In order to better understand A.euteiches infectious cycle, a polyethylene glycol (PEG) – calcium chloride (CaCl2) transformation protocol has been perfected in order to stably express the reporter gene GFP. The data show for the first a transient expression of green fluorescent protein (GFP) which can be observed in A.euteiches mycelium, a Saprolegnia oomycete. Vector pGFPN, containing the ham34 promoter and terminator of the Peronospora oomycete Bremia Lactucae, was introduced in A.euteiches protoplasts. Transient expression of GFP could be observed in A. euteiches mycelium by confocal microscopy. qPCR analyses confirmed the actual gfp gene insertion in its genome. Meanwhile, the influence of both pea and faba bean root extracellular trap (RET) and root exudates has been explored for A. euteiches zoospores by chemotaxis assays, microscopic observations and oomycete DNA quantification. Reciprocally pea and faba bean roots responses to A. euteiches infection have been studied at early stage of infection by biochemical analysis of cell wall polymer content in the RET and root exudates. Whereas infected pea root exudates stimulated A.euteiches zoospores attraction, faba bean exudates had a repellent effect on zoospores. In response to infection, arabinogalactan protein content of root pea exudates was altered. Interestingly, A.euteiches colonization was less intense on faba bean root surface and protect pea root at early stage of infection. Finally, the correlation between inoculum quantity in infested and the inoculum potential (IP) in field has been confirmed by qPCR. Analyses of the influence of abiotic soil parameters on the disease showed that a high calcium concentration or sand content negatively impact the IP. Furthermore, microbial communities proved to play a role in the expression of the disease in some soils. Metagenomics could be applied in order to provide new directions in managing this disease

Stable insertion and transient expression of green fluorescent protein in Aphanomyces euteiches, the causal agent of pea root rot disease

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Stable insertion and transient expression of green fluorescent protein in Aphanomyces euteiches, the causal agent of pea root rot disease

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Detection of fire blight symptoms by hyperspectral imaging in apple trees

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Combining spectral and spatial features extracted from hyperspectral imges : application on the detection of scab disease

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Unraveling the interaction between pea root and the soilborne oomycete A. euteiches

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Detection of fire blight in apple trees using hyperspectral imaging and chemometrics tools

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