VvGOLS1 and VvHsfA2 are Involved in the Heat Stress Responses in Grapevine Berries

Among various environmental factors, temperature is a major regulator affecting plant growth, development and fruit composition. Grapevine is the most cultivated fruit plant throughout the world, and grapes are used for wine production and human consumption. The molecular mechanisms involved in grapevine tolerance to high temperature, especially at the fruit level, are poorly understood. To better characterize the sensitivity of berries to the microenvironment, high temperature conditions were locally applied to Vitis vinifera Cabernet Sauvignon clusters. Two genes, VvGOLS1 and VvHsfA2, up-regulated by this treatment, were identified and further characterized. The expression profile of VvGOLS1 correlated positively with galactinol accumulation in heat-stressed berries. However, no galactinol derivatives, such as raffinose and stachyose, accumulated upon heat stress. Heterologous expression of VvGOLS1 in Escherichia coli showed that it encodes a functional galactinol synthase. Transient expression assays showed that the heat stress factor VvHsfA2 transactivates the promoter of VvGOLS1 in a heat stress-dependent manner. Taken together, our results highlight the intrinsic capacity of grape berries to perceive heat stress and to initiate adaptive responses, suggesting that galactinol may play a signaling role in these response

Quelle place pour les adventices dans l’épidémiosurveillance ? Rapport au Comité National d’Epidémiosurveillance

La gestion des adventices est à juste titre considérée comme un frein majeur à l’adoption deméthodes intégrées de conduite des cultures peu dépendantes en produits phytosanitaires.Leur dynamique d’infestation se construisant sur plusieurs saisons culturales du fait du stock desemences dans le sol, les plantes adventices ne peuvent être gérées comme le seraient d’autresravageurs dépendant des seuls paramètres saisonniers pour déclencher leur épidémie. Pourautant notre groupe conclut que l’épidémiosurveillance des adventices peut être utile à unerationalisation des moyens de lutte. Elle peut permettre, sur le pas de temps court, d’optimiseren saison le choix tactique et le timing des interventions de tout ordre ayant un impact sur lesadventices et doit pour cela apparaître clairement dans les Bulletins de Santé du Végétal (BSV).Sa compilation sur plusieurs saisons permettra de mieux saisir l’évolution de la flore et depointer du doigt les facteurs responsables sous-jacents. Ceux-ci constituent autant d’éléments àintégrer dans l’analyse du risque et les préconisations stratégiques qui peuvent en découler. (...

Microclimate influence on grape berry metabolism

Le réchauffement climatique planétaire annoncé ne sera pas sans conséquence sur le métabolisme de la baie et en particulier sur la teneur en composés phénoliques. Les objectifs de cette thèse visent à mieux comprendre les processus de régulation associant le microclimat des baies et la synthèse des composés phénoliques. Par des approches moléculaires et biochimiques, ce travail a permis de mieux décrire les réponses spécifiques des baies de raisin (cultivar Cabernet-Sauvignon) aux facteurs rayonnement et température.L'analyse du transcriptome des baies exposées soit à un stress thermique soit à un stress lumineux a mis en lumière deux processus, une réponse rapide ayant lieu dès les premières heures de traitement et une réponse apparaissant au bout de plusieurs jours d’exposition aux stress. Cette étude a également permis de valider le système expérimental de découplage des effets du rayonnement et de la température.L'analyse des profils d’expression d’une vingtaine de gènes intervenant dans la voie de biosynthèse des flavonoïdes révèle des différences dans la réponse transcriptionnelle des gènes en fonction du stress et du stade développement auquel il a été appliqué. Néanmoins cette réponse n'est pas ou peu corrélée avec les variations des teneurs en anthocyanes et flavonols observées. Les teneurs en anthocyanes sont fortement réduites par l’action de la chaleur alors que les teneurs de certains flavonols augmentent sous l’influence du rayonnement. Au niveau des acides présents dans la pulpe des baies, l’acide malique voit sa teneur réduite sous l’effet de la chaleur ainsi que d’une forte intensité lumineuse. Les analyses montrent un impact important du stress thermique sur la teneur de la phénylalanine, de la tyrosine et de la lysine dans la pellicule.Parallèlement, l'initiation d’une étude du métabolome des pellicules de baies de raisin a été entreprise par UPLC-ESI-LTQ-Orbitrap™ et a permis d'acquérir des bases solides pour optimiser le protocole utilisé en vue d'analyses futures. Cette étude permet de dresser une liste préliminaire de métabolites d’intérêts.Enfin, le gène VvGOLS1 (Galactinol synthase 1) voit son expression stimulée dans les baies exposées au stress thermique, ce qui se traduit par une accumulation de galactinol, précurseur de la voie des RFOs. Un rôle de molécule «signal» est envisagé pour le galactinol. Un régulateur de la transcription de VvGOLS1 a également été identifié par des expériences d'expression transitoire en protoplastes. Il s'agit du facteur de transcription VvHsfA2, dont l'expression est également stimulée par le stress thermique. Dans ce contexte, la caractérisation des gènes de la famille des Hsfs (Heat Stress Factors) a été initée.Global warming will affect berry metabolism, and especially phenylpropanoïd contents. This PhD work aimed to acquire a better understanding on the cellular processus linking the microclimate and the phenolic synthesis. By molecular and biochemical approaches, we extended this study to detail specific responses taking place in berries under heat and light stress.Transcriptomic analysis of heat-stressed and light-stressed berries showed the existence of two processes that occur in exposed berries. The first one triggers a rapid and transient expression of genes within the first hours of treatment. The second one mobilizes a set of genes showing increase in their expression after several days of stress exposure. Furthermore, this study validated the experimental set used to discriminate the effects of light and temperature, respectively.Expression analysis of 20 genes involved in the flavonoid biosynthetic pathway revealed strong differences among the transcriptional responses, depending on the nature of stress and the developmental stage of the berry. However, expression patterns of genes involved in the biosynthesis of flavonoid could not fully explain the changes in anthocyanin and flavonol contents. This suggests that additional regulation processes such as post-traductional modifications of enzymes or metabolite degradation might take place in berries under abiotic stress. Anthocyanin content decreases under heat stress whereas flavonol content increases under high light. Malic acid increases in berry exposed to heat stress and high light. Moreover, heat-stressed berries showed an accumulation of phenylalanine, tyrosine and lysine in skin but not in pulp.In parallel, a metabolomic analysis was initiated on stress exposed berry skins by using UPLC-ESI-LTQ-Orbitrap™ technology. The first experiments revealed contrasted metabolite contents in berries according to the stress applied, and highlighted several metabolites of interest. The preliminary assays will help optimize this powerful tool for futures analysis.Finally, expression of VvGOLS1 (Galactinol synthase 1) was strongly induced in grape berries exposed to heat stress, in good agreement with the observed galactinol accumulation. Role of galactinol as a signaling molecule is discussed. Transient expression experiments revealed that VvGOLS1 expression is regulated at the transcriptional level through VvHsfA2 action. VvHsfA2 expression is also stimulated under heat stress. In this context, characterization of the grapevine heat stress factors was initiated

Microclimate influence on grape berry metabolism

Le réchauffement climatique planétaire annoncé ne sera pas sans conséquence sur le métabolisme de la baie et en particulier sur la teneur en composés phénoliques. Les objectifs de cette thèse visent à mieux comprendre les processus de régulation associant le microclimat des baies et la synthèse des composés phénoliques. Par des approches moléculaires et biochimiques, ce travail a permis de mieux décrire les réponses spécifiques des baies de raisin (cultivar Cabernet-Sauvignon) aux facteurs rayonnement et température.L'analyse du transcriptome des baies exposées soit à un stress thermique soit à un stress lumineux a mis en lumière deux processus, une réponse rapide ayant lieu dès les premières heures de traitement et une réponse apparaissant au bout de plusieurs jours d’exposition aux stress. Cette étude a également permis de valider le système expérimental de découplage des effets du rayonnement et de la température.L'analyse des profils d’expression d’une vingtaine de gènes intervenant dans la voie de biosynthèse des flavonoïdes révèle des différences dans la réponse transcriptionnelle des gènes en fonction du stress et du stade développement auquel il a été appliqué. Néanmoins cette réponse n'est pas ou peu corrélée avec les variations des teneurs en anthocyanes et flavonols observées. Les teneurs en anthocyanes sont fortement réduites par l’action de la chaleur alors que les teneurs de certains flavonols augmentent sous l’influence du rayonnement. Au niveau des acides présents dans la pulpe des baies, l’acide malique voit sa teneur réduite sous l’effet de la chaleur ainsi que d’une forte intensité lumineuse. Les analyses montrent un impact important du stress thermique sur la teneur de la phénylalanine, de la tyrosine et de la lysine dans la pellicule.Parallèlement, l'initiation d’une étude du métabolome des pellicules de baies de raisin a été entreprise par UPLC-ESI-LTQ-Orbitrap™ et a permis d'acquérir des bases solides pour optimiser le protocole utilisé en vue d'analyses futures. Cette étude permet de dresser une liste préliminaire de métabolites d’intérêts.Enfin, le gène VvGOLS1 (Galactinol synthase 1) voit son expression stimulée dans les baies exposées au stress thermique, ce qui se traduit par une accumulation de galactinol, précurseur de la voie des RFOs. Un rôle de molécule «signal» est envisagé pour le galactinol. Un régulateur de la transcription de VvGOLS1 a également été identifié par des expériences d'expression transitoire en protoplastes. Il s'agit du facteur de transcription VvHsfA2, dont l'expression est également stimulée par le stress thermique. Dans ce contexte, la caractérisation des gènes de la famille des Hsfs (Heat Stress Factors) a été initée.Global warming will affect berry metabolism, and especially phenylpropanoïd contents. This PhD work aimed to acquire a better understanding on the cellular processus linking the microclimate and the phenolic synthesis. By molecular and biochemical approaches, we extended this study to detail specific responses taking place in berries under heat and light stress.Transcriptomic analysis of heat-stressed and light-stressed berries showed the existence of two processes that occur in exposed berries. The first one triggers a rapid and transient expression of genes within the first hours of treatment. The second one mobilizes a set of genes showing increase in their expression after several days of stress exposure. Furthermore, this study validated the experimental set used to discriminate the effects of light and temperature, respectively.Expression analysis of 20 genes involved in the flavonoid biosynthetic pathway revealed strong differences among the transcriptional responses, depending on the nature of stress and the developmental stage of the berry. However, expression patterns of genes involved in the biosynthesis of flavonoid could not fully explain the changes in anthocyanin and flavonol contents. This suggests that additional regulation processes such as post-traductional modifications of enzymes or metabolite degradation might take place in berries under abiotic stress. Anthocyanin content decreases under heat stress whereas flavonol content increases under high light. Malic acid increases in berry exposed to heat stress and high light. Moreover, heat-stressed berries showed an accumulation of phenylalanine, tyrosine and lysine in skin but not in pulp.In parallel, a metabolomic analysis was initiated on stress exposed berry skins by using UPLC-ESI-LTQ-Orbitrap™ technology. The first experiments revealed contrasted metabolite contents in berries according to the stress applied, and highlighted several metabolites of interest. The preliminary assays will help optimize this powerful tool for futures analysis.Finally, expression of VvGOLS1 (Galactinol synthase 1) was strongly induced in grape berries exposed to heat stress, in good agreement with the observed galactinol accumulation. Role of galactinol as a signaling molecule is discussed. Transient expression experiments revealed that VvGOLS1 expression is regulated at the transcriptional level through VvHsfA2 action. VvHsfA2 expression is also stimulated under heat stress. In this context, characterization of the grapevine heat stress factors was initiated

Tunable Opto-Electronic Oscillator based on a Fiber-Ring Resonator and a dual-frequency laser

International audienceWe report on the first tunable opto-electronic oscillator based on a fiber ring resonator and a dual-frequency laser. The dual frequency optical signal is generated by a doubly tunable solid-state dual-frequency laser at telecom wavelength; both optical frequencies are electrically and independently tunable over more than 1 GHz bandwidth. The fiber-ring resonator is 25 meters long and its quality factor is close to 5.10 8 . One laser line is stabilized on a resonance of the resonator with a PDH servo-controller. The heterodyne beatnote, still tunable by adjusting the frequency of the other line, is locked with a so-called optical frequency-locked loop based on the same resonator. As a result, the beatnote is stabilized on the closest multiple of the free spectral range of the resonator. At 10 GHz, we measured a phase noise below -85 dBc/Hz at 10 kHz

Oscillateur optoélectronique couplé

National audienceNous présentons dans cette communication la réalisation d'un oscillateur optoélectronique couplé, ou COEO et un premier résultat en bruit de phas

Understanding interlinkages between long-term trajectory of exposure and vulnerability, path dependency and cascading impacts of disasters in Saint-Martin (Caribbean)

International audienceThis empirical and interdisciplinary study investigates the contribution of deeply enrooted social-political factors to the accumulation of exposure and vulnerability and amplification of cascading impacts of disasters, with implications on the creation and reinforcement of path dependency maintaining social-ecological systems on a maladaptive trajectory. Applying the Trajectory of Exposure and Vulnerability approach to Saint-Martin (Caribbean), we more specifically highlight how the causal chain linking historical geopolitical and political-institutional drivers to legal, economic, demographic, sociocultural, planning-related and environmental drivers, created the accumulation of exposure and vulnerability over time and contributed to the propagation and amplification of the impacts of tropical cyclones Irma and José in 2017. We find that historical social-political dynamics involving unsustainable development and settlement patterns, the weakness of local institutions, population mistrust in public authorities, high social inequalities and environmental degradation maintained Saint-Martin on a maladaptive trajectory through powerful reinforcing mechanisms operating both between and during cyclonic events. This study demonstrates that long-term interdisciplinary approaches are required for a better understanding of path dependency and the identification of levers to break it in risk-prone contexts. In Saint-Martin, breaking path dependency requires the alignment of local institutional capacities with national risk reduction policies, the promotion of social justice and involvement of local communities in decision making. This study therefore confirms the relevance of backward-looking approaches to support forward-looking climate adaptation

Understanding interlinkages between long-term trajectory of exposure and vulnerability, path dependency and cascading impacts of disasters in Saint-Martin (Caribbean)

International audienceThis empirical and interdisciplinary study investigates the contribution of deeply enrooted social-political factors to the accumulation of exposure and vulnerability and amplification of cascading impacts of disasters, with implications on the creation and reinforcement of path dependency maintaining social-ecological systems on a maladaptive trajectory. Applying the Trajectory of Exposure and Vulnerability approach to Saint-Martin (Caribbean), we more specifically highlight how the causal chain linking historical geopolitical and political-institutional drivers to legal, economic, demographic, sociocultural, planning-related and environmental drivers, created the accumulation of exposure and vulnerability over time and contributed to the propagation and amplification of the impacts of tropical cyclones Irma and José in 2017. We find that historical social-political dynamics involving unsustainable development and settlement patterns, the weakness of local institutions, population mistrust in public authorities, high social inequalities and environmental degradation maintained Saint-Martin on a maladaptive trajectory through powerful reinforcing mechanisms operating both between and during cyclonic events. This study demonstrates that long-term interdisciplinary approaches are required for a better understanding of path dependency and the identification of levers to break it in risk-prone contexts. In Saint-Martin, breaking path dependency requires the alignment of local institutional capacities with national risk reduction policies, the promotion of social justice and involvement of local communities in decision making. This study therefore confirms the relevance of backward-looking approaches to support forward-looking climate adaptation

Photodiode nonlinear modeling and its impact on optical links phase noise

International audienceThe photodiode impact on the phase noise of an optical link, and particularly its ability to convert the laser amplitude noise into microwave phase noise, is studied and modeled. The model involves a nonlinear RC cell which describes a photogeneration delay which is a function of the optical power. The whole system is then implemented on a microwave CAD software, and the link gain and phase noise performance are computed