Maternal effects shape the seed mycobiome in Quercus petraea

The tree seed mycobiome has received little attention despite its potential role in forest regeneration and health. The aim of the present study was to analyze the processes shaping the composition of seed fungal communities in natural forests as seeds transition from the mother plant to the ground for establishment. We used metabarcoding approaches and confocal microscopy to analyze the fungal communities of seeds collected in the canopy and on the ground in four natural populations of sessile oak (Quercus petraea). Ecological processes shaping the seed mycobiome were inferred using joint species distribution models. Fungi were present in seed internal tissues, including the embryo. The seed mycobiome differed among oak populations and trees within the same population. Its composition was largely influenced by the mother, with weak significant environmental influences. The models also revealed several probable interactions among fungal pathogens and mycoparasites. Our results demonstrate that maternal effects, environmental filtering and biotic interactions all shape the seed mycobiome of sessile oak. They provide a starting point for future research aimed at understanding how maternal genes and environments interact to control the vertical transmission of fungal species that could then influence seed dispersal and germination, and seedling recruitment.Peer reviewe

Planta de producció d'àcid oxàlic en forma de dihidrat a partir d'etilenglicol

La present memòria correspon al treball de fi de grau d'Enginyeria Química de la promoció 2021. En aquest s'hi aborden els diversos aspectes que concerneixen un projecte d'enginyeria bàsica, que té per objectiu el disseny d'una planta per a la producció d'àcid oxàlic en forma de dihidrat amb una puresa mínima del 99,5%, i amb una capacitat mínima de 32.000 T/any. Al llarg del treball s'hi desenvolupa el disseny dels equips que conformaran el procés i les operacions auxiliars, s'hi descriuen les etapes de procés que s'estableixen per a tractar els efluents líquids i gasosos fins a complir-se la normativa vigent en matèria de contaminació ambiental. Així mateix, es projecta el disseny de les canonades i la selecció i distribució de bombes, compressors, vàlvules i accessoris. De la mateixa manera, s'aborda un estudi de múltiples derivades entorn a la seguretat a la planta, realitzant-se una anàlisis de riscos HAZOP i una zonificació ATEX, entre d'altres. Finalment, es fa un estudi i discussió sobre la viabilitat econòmica del projecte proposat, com un actor més en el mercat global de l'àcid oxàlic. La planta que és objecte de disseny s'emplaça a Tàrrega i es realitza un estudi de les variables demogràfiques, econòmiques i climatològiques de la zona que juguin algun paper en l'elaboració del projecte

Recurrent dissemination of SARS-CoV-2 through the Uruguayan–Brazilian border

Uruguay is one of the few countries in the Americas that successfully contained the coronavirus disease 19 (COVID-19) epidemic during the first half of 2020. Nevertheless, the intensive human mobility across the dry border with Brazil is a major challenge for public health authorities. We aimed to investigate the origin of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) strains detected in Uruguayan localities bordering Brazil as well as to measure the viral flux across this ∼1,100 km uninterrupted dry frontier. Using complete SARS-CoV-2 genomes from the Uruguayan–Brazilian bordering region and phylogeographic analyses, we inferred the virus dissemination frequency between Brazil and Uruguay and characterized local outbreak dynamics during the first months (May–July) of the pandemic. Phylogenetic analyses revealed multiple introductions of SARS-CoV-2 Brazilian lineages B.1.1.28 and B.1.1.33 into Uruguayan localities at the bordering region. The most probable sources of viral strains introduced to Uruguay were the Southeast Brazilian region and the state of Rio Grande do Sul. Some of the viral strains introduced in Uruguayan border localities between early May and mid-July were able to locally spread and originated the first outbreaks detected outside the metropolitan region. The viral lineages responsible for Uruguayan urban outbreaks were defined by a set of between four and 11 mutations (synonymous and non-synonymous) with respect to the ancestral B.1.1.28 and B.1.1.33 viruses that arose in Brazil, supporting the notion of a rapid genetic differentiation between SARS-CoV-2 subpopulations spreading in South America. Although Uruguayan borders have remained essentially closed to non-Uruguayan citizens, the inevitable flow of people across the dry border with Brazil allowed the repeated entry of the virus into Uruguay and the subsequent emergence of local outbreaks in Uruguayan border localities. Implementation of coordinated bi-national surveillance systems is crucial to achieve an efficient control of the SARS-CoV-2 spread across this kind of highly permeable borderland regions around the world

Functions, transmission and emission of the canopy microbiota

Les arbres interagissent avec des communautés microbiennes diversifiées qui influencent leur fitness et le fonctionnement des écosystèmes terrestres. Contrairement aux micro-organismes associés aux racines et au sol, les micro-organismes qui colonisent la canopée forestière sont encore mal connus. L’objectif de cette thèse est de mieux comprendre les fonctions des micro-organismes associés aux parties aériennes des arbres (feuilles, tiges, graines) ainsi que leur dynamique de transmission verticale (de l’arbre à ses descendants) et horizontale (émission de l’arbre vers l’atmosphère), en combinant des analyses d’écologie moléculaire et d’écophysiologie végétale. Le premier chapitre [P1] montre une stratification verticale des communautés fongiques et bactériennes foliaires au sein de la canopée du hêtre (Fagus sylvatica). Cette stratification est plus marquée chez les micro-organismes épiphytes que chez les endophytes, elle s’atténue au cours de la saison végétative chez les bactéries et semble être liée à la morphologie plutôt qu’à la physiologie foliaire. La stratification verticale des fonctions microbiennes est en cours d’analyse. Le deuxième chapitre [P2] met en évidence la présence de champignons dans les tissus internes des glands du chêne sessile (Quercus petraea), y compris l’embryon, suggérant que le microbiote peut être transmis verticalement de l’arbre mère à ses descendants et influencer la régénération forestière. Les glands contiennent en particulier plusieurs espèces de champignons pathogènes, en association avec leurs mycoparasites. Ces communautés fongiques varient significativement en fonction de l’arbre mère et de la population de chêne. Enfin, le troisième chapitre [P3] teste un prototype de mesure des flux d’émissions bactériennes au-dessus des couverts végétaux. Il montre que la moitié des espèces capturées dans l’atmosphère est présente sur la surface des feuilles et suggère que la composition des bioaérosols est fortement influencée par la plante cultivée dominante localement, la vigne (Vitis Vinifera). Des mesures complémentaires, incluant une plus large gamme d’habitats forestiers et non-forestiers, devront être réalisées pour mieux cerner l’origine des émissions, qui sont connues pour influencer le cycle de l’eau. Cette thèse apporte donc des éléments pour modéliser la dynamique et l’évolution du système arbre-microbiote-atmosphère, qu’il conviendra de renforcer et d’intégrer aux connaissances sur le système sol afin de répondre aux défis posés par le changement climatiqueTrees interact with diverse microbial communities that influence their fitness and the functioning of terrestrial ecosystems. Unlike microorganisms associated with roots and soil, microorganisms that colonize the forest canopy are still poorly understood. The objective of this thesis is to better understand the functions of microorganisms associated with the aerial parts of trees (leaves, stems, seeds) as well as their vertical (from the plant to its offspring) and horizontal (emission from the plant to the atmosphere) transmission dynamics, by combining molecular ecology and plant ecophysiology analyses. The first chapter [P1] shows a vertical stratification of fungal and foliar bacterial communities within the beech canopy (Fagus sylvatica). This stratification is more pronounced for epiphytic microorganisms than for endophytes. It also decreases during the growing season in bacteria and appears to be related to morphology rather than foliar physiology. Vertical stratification of microbial functions is being analyzed. The second chapter [P2] highlights the presence of fungi in the internal tissues of the acorns of sessile oak (Quercus petraea), including the embryo, suggesting that the microbiota can be transmitted vertically from the mother tree to its offsprings and influence forest regeneration. Acorns contain in particular several fungal pathogens, in association with their mycoparasites. These fungal communities vary significantly depending on the mother tree and the oak population. Finally, the third chapter [P3] tests a prototype for measuring bacterial emission fluxes over plant cover. It shows that half of the species captured in the atmosphere are present on the leaf surface and suggests that the composition of bioaerosols is strongly influenced by the locally dominant cultivated plant, the grapevine (Vitis vinifera). Complementary measures, including a wider range of forest and non-forestry habitats, will have to be carried out to better understand the origin of emissions, which are known to influence the water cycle. This thesis therefore provides elements for modelling the dynamics and evolution of the tree-microbiota-atmosphere system, which will need to be strengthened and integrated into knowledge of the soil system in order to respond to the challenges raised by climate chang

Fonctions, transmission et émission du microbiote de la canopée.

Trees interact with diverse microbial communities that influence their fitness and the functioning of terrestrial ecosystems. Unlike microorganisms associated with roots and soil, microorganisms that colonize the forest canopy are still poorly understood. The objective of this thesis is to better understand the functions of microorganisms associated with the aerial parts of trees (leaves, stems, seeds) as well as their vertical (from the plant to its offspring) and horizontal (emission from the plant to the atmosphere) transmission dynamics, by combining molecular ecology and plant ecophysiology analyses. The first chapter [P1] shows a vertical stratification of fungal and foliar bacterial communities within the beech canopy (Fagus sylvatica). This stratification is more pronounced for epiphytic microorganisms than for endophytes. It also decreases during the growing season in bacteria and appears to be related to morphology rather than foliar physiology. Vertical stratification of microbial functions is being analyzed. The second chapter [P2] highlights the presence of fungi in the internal tissues of the acorns of sessile oak (Quercus petraea), including the embryo, suggesting that the microbiota can be transmitted vertically from the mother tree to its offsprings and influence forest regeneration. Acorns contain in particular several fungal pathogens, in association with their mycoparasites. These fungal communities vary significantly depending on the mother tree and the oak population. Finally, the third chapter [P3] tests a prototype for measuring bacterial emission fluxes over plant cover. It shows that half of the species captured in the atmosphere are present on the leaf surface and suggests that the composition of bioaerosols is strongly influenced by the locally dominant cultivated plant, the grapevine (Vitis vinifera). Complementary measures, including a wider range of forest and non-forestry habitats, will have to be carried out to better understand the origin of emissions, which are known to influence the water cycle. This thesis therefore provides elements for modelling the dynamics and evolution of the tree-microbiota-atmosphere system, which will need to be strengthened and integrated into knowledge of the soil system in order to respond to the challenges raised by climate changeLes arbres interagissent avec des communautés microbiennes diversifiées qui influencent leur fitness et le fonctionnement des écosystèmes terrestres. Contrairement aux micro-organismes associés aux racines et au sol, les micro-organismes qui colonisent la canopée forestière sont encore mal connus. L’objectif de cette thèse est de mieux comprendre les fonctions des micro-organismes associés aux parties aériennes des arbres (feuilles, tiges, graines) ainsi que leur dynamique de transmission verticale (de l’arbre à ses descendants) et horizontale (émission de l’arbre vers l’atmosphère), en combinant des analyses d’écologie moléculaire et d’écophysiologie végétale. Le premier chapitre [P1] montre une stratification verticale des communautés fongiques et bactériennes foliaires au sein de la canopée du hêtre (Fagus sylvatica). Cette stratification est plus marquée chez les micro-organismes épiphytes que chez les endophytes, elle s’atténue au cours de la saison végétative chez les bactéries et semble être liée à la morphologie plutôt qu’à la physiologie foliaire. La stratification verticale des fonctions microbiennes est en cours d’analyse. Le deuxième chapitre [P2] met en évidence la présence de champignons dans les tissus internes des glands du chêne sessile (Quercus petraea), y compris l’embryon, suggérant que le microbiote peut être transmis verticalement de l’arbre mère à ses descendants et influencer la régénération forestière. Les glands contiennent en particulier plusieurs espèces de champignons pathogènes, en association avec leurs mycoparasites. Ces communautés fongiques varient significativement en fonction de l’arbre mère et de la population de chêne. Enfin, le troisième chapitre [P3] teste un prototype de mesure des flux d’émissions bactériennes au-dessus des couverts végétaux. Il montre que la moitié des espèces capturées dans l’atmosphère est présente sur la surface des feuilles et suggère que la composition des bioaérosols est fortement influencée par la plante cultivée dominante localement, la vigne (Vitis Vinifera). Des mesures complémentaires, incluant une plus large gamme d’habitats forestiers et non-forestiers, devront être réalisées pour mieux cerner l’origine des émissions, qui sont connues pour influencer le cycle de l’eau. Cette thèse apporte donc des éléments pour modéliser la dynamique et l’évolution du système arbre-microbiote-atmosphère, qu’il conviendra de renforcer et d’intégrer aux connaissances sur le système sol afin de répondre aux défis posés par le changement climatiqu

Functions, transmission and emission of the canopy microbiota

Les arbres interagissent avec des communautés microbiennes diversifiées qui influencent leur fitness et le fonctionnement des écosystèmes terrestres. Contrairement aux micro-organismes associés aux racines et au sol, les micro-organismes qui colonisent la canopée forestière sont encore mal connus. L’objectif de cette thèse est de mieux comprendre les fonctions des micro-organismes associés aux parties aériennes des arbres (feuilles, tiges, graines) ainsi que leur dynamique de transmission verticale (de l’arbre à ses descendants) et horizontale (émission de l’arbre vers l’atmosphère), en combinant des analyses d’écologie moléculaire et d’écophysiologie végétale. Le premier chapitre [P1] montre une stratification verticale des communautés fongiques et bactériennes foliaires au sein de la canopée du hêtre (Fagus sylvatica). Cette stratification est plus marquée chez les micro-organismes épiphytes que chez les endophytes, elle s’atténue au cours de la saison végétative chez les bactéries et semble être liée à la morphologie plutôt qu’à la physiologie foliaire. La stratification verticale des fonctions microbiennes est en cours d’analyse. Le deuxième chapitre [P2] met en évidence la présence de champignons dans les tissus internes des glands du chêne sessile (Quercus petraea), y compris l’embryon, suggérant que le microbiote peut être transmis verticalement de l’arbre mère à ses descendants et influencer la régénération forestière. Les glands contiennent en particulier plusieurs espèces de champignons pathogènes, en association avec leurs mycoparasites. Ces communautés fongiques varient significativement en fonction de l’arbre mère et de la population de chêne. Enfin, le troisième chapitre [P3] teste un prototype de mesure des flux d’émissions bactériennes au-dessus des couverts végétaux. Il montre que la moitié des espèces capturées dans l’atmosphère est présente sur la surface des feuilles et suggère que la composition des bioaérosols est fortement influencée par la plante cultivée dominante localement, la vigne (Vitis Vinifera). Des mesures complémentaires, incluant une plus large gamme d’habitats forestiers et non-forestiers, devront être réalisées pour mieux cerner l’origine des émissions, qui sont connues pour influencer le cycle de l’eau. Cette thèse apporte donc des éléments pour modéliser la dynamique et l’évolution du système arbre-microbiote-atmosphère, qu’il conviendra de renforcer et d’intégrer aux connaissances sur le système sol afin de répondre aux défis posés par le changement climatiqueTrees interact with diverse microbial communities that influence their fitness and the functioning of terrestrial ecosystems. Unlike microorganisms associated with roots and soil, microorganisms that colonize the forest canopy are still poorly understood. The objective of this thesis is to better understand the functions of microorganisms associated with the aerial parts of trees (leaves, stems, seeds) as well as their vertical (from the plant to its offspring) and horizontal (emission from the plant to the atmosphere) transmission dynamics, by combining molecular ecology and plant ecophysiology analyses. The first chapter [P1] shows a vertical stratification of fungal and foliar bacterial communities within the beech canopy (Fagus sylvatica). This stratification is more pronounced for epiphytic microorganisms than for endophytes. It also decreases during the growing season in bacteria and appears to be related to morphology rather than foliar physiology. Vertical stratification of microbial functions is being analyzed. The second chapter [P2] highlights the presence of fungi in the internal tissues of the acorns of sessile oak (Quercus petraea), including the embryo, suggesting that the microbiota can be transmitted vertically from the mother tree to its offsprings and influence forest regeneration. Acorns contain in particular several fungal pathogens, in association with their mycoparasites. These fungal communities vary significantly depending on the mother tree and the oak population. Finally, the third chapter [P3] tests a prototype for measuring bacterial emission fluxes over plant cover. It shows that half of the species captured in the atmosphere are present on the leaf surface and suggests that the composition of bioaerosols is strongly influenced by the locally dominant cultivated plant, the grapevine (Vitis vinifera). Complementary measures, including a wider range of forest and non-forestry habitats, will have to be carried out to better understand the origin of emissions, which are known to influence the water cycle. This thesis therefore provides elements for modelling the dynamics and evolution of the tree-microbiota-atmosphere system, which will need to be strengthened and integrated into knowledge of the soil system in order to respond to the challenges raised by climate chang

Determinants of the vertical distribution of the phyllosphere differ between microbial groups and the epi- and endosphere

International audienceThe determinants of phyllosphere microbial communities are drawing much attention given their functional importance for their plant host fitness and health. Identifying these determinants remain challenging in neotropical forests, considering the diversity of the tree hosts and the strong vertical heterogeneity of abiotic condition within the canopy and at the scale of the leaf. Here, we studied fungal and bacterial communities living in the endophytic and epiphytic phyllosphere in tree species across vertical gradients, from the top of the canopy to the ground. We used DNA metabarcoding to characterize microbial communities and measured abiotic variables and foliar traits to characterize environmental heterogeneity. The assembly of fungal communities was more driven by deterministic processes as compared to bacteria, endo- and epiphytic communities being similarly shaped by the host identity and unmeasured parameters. In contrast, in bacterial communities, the relative importance of deterministic processes decreased from endophytic to epiphytic communities. Bacterial epi- and endophytic communities were partly and differently determined by the position within the canopy, the host identity and leaf traits, suggesting an effect of the vertical gradient and a stronger selection in the inner tissues of the leaf than on its surface. The tree host exerts a selective pressure on microbial communities but the leaf as microhabitat contributes also significantly to the assembly of microbial communities. Discrepancies exist between Fungi and Bacteria that probably reflect different life-history trait and ecological strategies, emphasizing the need to study these communities jointly if we are to fully understand plant-phyllosphere interactions