Züchterische Erschließung und Nutzbarmachung pflanzengenetischer Ressourcen durch on-farm/in-situ Erhaltung und Positionierung von Produkten im Bio-Lebensmitteleinzelhandel (Verbundvorhaben)

Das hier beschriebene Verbundvorhaben umfasst folgende Teilprojekte: FKZ 15NA109, FKZ 15NA179 und FKZ 15NA181 Ziele des Projekts ZENPGR waren die Erschließung und die Verfügbarmachung pflanzengenetischer Ressourcen für die on-farm Erhaltung. Damit werden züchterische Grundlagen erhalten und Verbraucher*innen wird ein breiterer Zugang zu dieser Vielfalt über die Vermarktung direkt und im Bio-LEH ermöglicht. Auf der Grundlage einer umfassenden Recherche und Analyse historischer Daten wurden historische Formen- und Nutzungstypen von ausgewählten Gemüsearten identifiziert, die das Potential haben das aktuelle Angebot zu erweitern und die Vielfalt innerhalb dieser Arten zu erhöhen. Es wurden 120 Genbankherkünfte der Gemüsearten Rosenkohl, Wirsing, Endivien, Gurke und Zwiebel gesichtet und zusammen mit Züchter*innen hinsichtlich ihres züchterischen Potentials bewertet. Positiv bewertete Sorten wurden in die on-farm Erhaltung integriert. Durch die Projekttätigkeiten wurde die Zusammenarbeit an den gemeinsam bearbeiteten Sorten weiter intensiviert und verstetigt. Es wurden insgesamt 110 Sorten aus 11 Kulturarten im Rahmen der partizipativen on-farm Erhaltung im Netzwerk bearbeitet und vermehrt. Sie sind so für den Anbau durch Gemüsebaubetriebe zur Sortimentserweiterung verfügbar und stehen der zur Verfügung. Der Wissenstransfer innerhalb des Netzwerks erfolgte in Form von Erfahrungsaustauschen, Workshops und regelmäßig stattfindenden Netzwerktreffen. Auf Praxisbetrieben wurden Sortenversuche durchgeführt. Dadurch konnte methodisches Wissen direkt ausgetauscht und wichtige Anbauinformationen generiert werden. Die erarbeiteten Methoden flossen in Leitfäden, die als Wissenssammlung und Nachschlagewerke dienen. Um pflanzengenetische Ressourcen on-farm zu erhalten, bedarf es eines wirtschaftlich tragfähigen Konzepts. Hierfür wurde zunächst ein zielgruppengerechtes Vermarktungskonzept für die Positionierung von alten Sorten insbesondere im Bio-LEH erstellt. Das Vermarktungskonzept wurde durch eine Website als Informations- und Vernetzungsplattform zur Zucht, Erhaltung und Vermehrung alter Sorten ergänzt. Der Aufbau einer Wertschöpfungskette im Bio-LEH konnte in der Projektlaufzeit nicht dauerhaft etabliert werden. Zielführend war es den Aufbau einer kooperativen Vermarktung von alten Sorten durch direktvermarktende Betriebe im Netzwerk zu unterstützen. So konnte eine regionale Wertschöpfungskette vom Saatgut bis zum Teller für ausgewählte Repräsentanten der Vielfalt aufgebaut werden. Darüber hinaus wurde die Eignung verschiedener Bürgerschaftlicher Finanzierungsmodelle zur Finanzierung der Erhaltungszucht sowohl für Samenbaubetriebe und Erhaltungsorganisationen als auch für Verbraucher*innen als potenzielle Finanziers herausgestellt. Dementsprechend wurde nachfolgend ein entsprechender Leitfaden zur Verwendung bürgerschaftlicher Finanzierungsmodelle für Samenbaubetriebe und Erhaltungsorganisationen, inklusive Kommunikationsmaßnahmen erstellt

Utilisation d'éléments transposables pour découvrir des gènes symbiotiques et vice versa

La symbiose fixatrice d azote est une interaction à bénéfices réciproques entre les Légumineuses et les Rhizobia. Ces bactéries permettent la fixation de l azote atmosphérique à l intérieur d un nouvel organe, la nodosité qui se développe sur les racines de la plante. Les mécanismes moléculaires impliqués dans cette interaction sont peu connus et seuls quelques gènes sont caractérisés. Dans le but de mieux comprendre cette interaction et d étudier les gènes impliqués, deux collections de mutants de Medicago truncatula ont été créées au laboratoire à l aide d une méthode de mutagenèse insertionnelle (ADN-T ou Tnt1). Mon projet de thèse consiste à étudier trois mutants issus de ces deux collections. tnk100 est un mutant supernodulateur. Nous avons montré que le gène muté est un allèle du mutant supernodulateur SUNN. La caractérisation de ce mutant a montré que l éthylène (impliqué dans le contrôle de la croissance racinaire et de la formation des nodosités) ne semble pas impliqué dans ce phénotype. Le second mutant tnk148 est un mutant nod-, étiqueté et issu de la collection Tnt. La caractérisation phénotypique et moléculaire a montré que la symbiose semble bloquée après les étapes de courbure du poil racinaire. MtNIN joue un rôle primordial dans la formation des cordons d infection et dans l organogenèse de la nodosité. Enfin le dernier mutant, ms219, est un mutant somaclonal nod- précoce issu de la collection ADN-T. La cartographie de la mutation responsable de ce phénotype originale a permis d identifier un rétrotransposon actif (MERE1, pour Medicago Retrotransposable Element1) inséré dans le gène NSP2 (Nod signaling pathway2). Ce rétroélément appartenant au groupe des copia-like et fait partie d une famille d au moins cinq éléments. L analyse de ce rétroélément a montré qu il était mobile dans les lignées R108 et J5 et présent dans d autres légumineuses comme L. japonicus. Ce rétroélément est activé lors de la culture in vitro indépendamment du stress et de l action directe des hormones. L analyse du statut de methylation a montré que l hypomethylation d une région de cet élément pendant la culture in vitro corrèle avec l activation de son expression.The symbiotic interaction between Legume and Rhizobia leads to the formation of a new organ: the nodule. The molecular mechanisms involved in this interaction are not yet fully characterized. To better understand this interaction, two M. truncatula insertion mutant collections (T-DNA and Tnt1) were previously generated. We characterized three mutants from these collections. We demonstrated that the insertion of tnt1 in the SUNN gene is responsible for the supernodulator phenotype in the tnk100 mutant. The characterisation of this mutant showed that ethylene is not implicated in this phenotype. The nod- phenotype of the mutant tnk148 is due to the insertion of tnt1 into the MtNIN gene. This mutant is blocked in the later steps of the Nod factor signalling pathway. MtNIN plays a crucial role in infection thread formation and nodule organogenesis. The early nod- somaclonal mutant ms219 was isolated from a T-DNA mutant collection. The mapping of this somaclonale mutation led to the identification of an active Medicago truncatula copia-like retroelement called MERE1-1 for Medicago RetroElement1-1, as an insertion in the symbiotic NSP2 gene. MERE1-1 belongs to a five-element family in the sequenced Medicago genome. The retroelement family is present in several M. truncatula ecotypes but also in Legume species like Lotus japonicus and is active during tissue culture in both R108 and Jemalong Medicago accessions independently from stress factors and the direct action of hormones. Our study indicates that the transcription of this element is controlled during tissue culture by DNA methylation.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF

Medicago truncatula NIN Is Essential for Rhizobial-Independent Nodule Organogenesis Induced by Autoactive Calcium/Calmodulin-Dependent Protein Kinase1

The symbiotic association between legumes and nitrogen-fixing bacteria collectively known as rhizobia results in the formation of a unique plant root organ called the nodule. This process is initiated following the perception of rhizobial nodulation factors by the host plant. Nod factor (NF)-stimulated plant responses, including nodulation-specific gene expression, is mediated by the NF signaling pathway. Plant mutants in this pathway are unable to nodulate. We describe here the cloning and characterization of two mutant alleles of the Medicago truncatula ortholog of the Lotus japonicus and pea (Pisum sativum) NIN gene. The Mtnin mutants undergo excessive root hair curling but are impaired in infection and fail to form nodules following inoculation with Sinorhizobium meliloti. Our investigation of early NF-induced gene expression using the reporter fusion ENOD11∷GUS in the Mtnin-1 mutant demonstrates that MtNIN is not essential for early NF signaling but may negatively regulate the spatial pattern of ENOD11 expression. It was recently shown that an autoactive form of a nodulation-specific calcium/calmodulin-dependent protein kinase is sufficient to induce nodule organogenesis in the absence of rhizobia. We show here that MtNIN is essential for autoactive calcium/calmodulin-dependent protein kinase-induced nodule organogenesis. The non-nodulating hcl mutant has a similar phenotype to Mtnin, but we demonstrate that HCL is not required in this process. Based on our data, we suggest that MtNIN functions downstream of the early NF signaling pathway to coordinate and regulate the correct temporal and spatial formation of root nodules

Identification of GAA variants through whole exome sequencing targeted to a cohort of 606 patients with unexplained limb-girdle muscle weakness

Background: Late-onset Pompe disease is a rare genetic neuromuscular disorder caused by a primary deficiency of α-glucosidase and the associated accumulation of glycogen in lysosomal vacuoles. The deficiency of α-glucosidase can often be detected using an inexpensive and readily accessible dried blood spot test when Pompe disease is suspected. Like several neuromuscular disorders, Pompe disease typically presents with progressive weakness of limb-girdle muscles and respiratory insufficiency. Due to the phenotypic heterogeneity of these disorders, however, it is often difficult for clinicians to reach a diagnosis for patients with Pompe disease. Six hundred and six patients from a European population were recruited onto our study. Inclusion criteria stipulated that index cases must present with limb-girdle weakness or elevated serum creatine kinase activity. Whole exome sequencing with at least 250 ng DNA was completed using an Illumina exome capture and a 38 Mb baited target. A panel of 169 candidate genes for limb-girdle weakness was analysed for disease-causing variants. Results: A total of 35 variants within GAA were detected. Ten distinct variants in eight unrelated index cases (and four siblings not sequenced in our study) were considered disease-causing, with the patients presenting with heterogeneous phenotypes. The eight unrelated individuals were compound heterozygotes for two variants. Six patients carried the intronic splice site c.-13 T > G transversion and two of the six patients also carried the exonic p.Glu176ArgfsTer45 frameshift. Four of the ten variants were novel in their association with Pompe disease. Conclusions: Here, we highlight the advantage of using whole exome sequencing as a tool for detecting, diagnosing and treating patients with rare, clinically variable genetic disorders

Insertion mutagenesis in <em>Medicago truncatula</em>. The grain legume (FP6-GLIP) Tnt1 project

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