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Transcriptome and small RNAome profiling uncovers how a recombinant begomovirus evades RDRγ-mediated silencing of viral genes and outcompetes its parental virus in mixed infection
No full textInternational audienceTomato yellow leaf curl virus (TYLCV, genus Begomovirus, family Geminiviridae) causes severe disease of cultivated tomatoes. Geminiviruses replicate circular single-stranded genomic DNA via rolling-circle and recombination-dependent mechanisms, frequently generating recombinants in mixed infections. Circular double-stranded intermediates of replication also serve as templates for Pol II bidirectional transcription. IS76, a recombinant derivative of TYLCV with a short sequence in the bidirectional promoter/origin-of-replication region acquired from a related begomovirus, outcompetes TYLCV in mixed infection and breaks disease resistance in tomato Ty-1 cultivars. Ty-1 encodes a gamma-clade RNA-dependent RNA polymerase (RDR gamma) implicated in Dicer-like (DCL)-mediated biogenesis of small interfering (si)RNAs directing gene silencing. Here, we profiled transcriptome and small RNAome of Ty-1 resistant and control susceptible plants infected with TYLCV, IS76 or their combination at early and late infection stages. We found that RDR gamma boosts production rates of 21, 22 and 24 nt siRNAs from entire genomes of both viruses and modulates DCL activities in favour of 22 and 24 nt siRNAs. Compared to parental TYLCV, IS76 undergoes faster transition to the infection stage favouring rightward transcription of silencing suppressor and coat protein genes, thereby evading RDR gamma activity and facilitating its DNA accumulation in both single and mixed infections. In coinfected Ty-1 plants, IS76 efficiently competes for host replication and transcription machineries, thereby impairing TYLCV replication and transcription and forcing its elimination associated with further increased siRNA production. RDR gamma is constitutively overexpressed in Ty-1 plants, which correlates with begomovirus resistance, while siRNA-generating DCLs (DCL2b/d, DCL3, DCL4) and genes implicated in siRNA amplification (alpha-clade RDR1) and function (Argonaute2) are upregulated to similar levels in TYLCV- and IS76-infected susceptible plants. Collectively, IS76 recombination facilitates replication and promotes expression of silencing suppressor and coat proteins, which allows the recombinant virus to evade the negative impact of RDR gamma-boosted production of viral siRNAs directing transcriptional and posttranscriptional silencing.In plants, endogenous and antiviral RNAi mediated by Dicers generating siRNAs and Argonautes binding siRNAs to silence plant and viral genes transcriptionally and/or posttranscriptionally can be amplified by RNA-dependent RNA polymerases (RDRs) of alpha-clade generating precursors of secondary siRNAs. To establish successful infection, viruses evade or suppress antiviral RNAi. Here we undertook small RNAome and transcriptome profiling to uncover how a recombinant ssDNA begomovirus evades repressive siRNAs, overcomes resistance in Ty-1 tomato cultivars mediated by a gamma-clade RDR and outcompetes parental viruses in mixed infection. We found that the recombination event within the intergenic region carrying bidirectional promoter and origin-of-replication elements facilitates viral DNA replication and promotes rightward transcription of RNAi suppressor and coat protein genes. This allows the recombinant virus to evade the negative impact of RDR gamma-boosted production of 22 and 24 nt siRNAs which effectively repress the parental virus, leading to its elimination in mixed infection
Blocking then stinging as a case of two-step evolution of defensive cage architectures in herbivore-driven ecosystems
No full textInternational audienceDense branching and spines are common features of plant species in ecosystems with high mammalian herbivory pressure. While dense branching and spines can inhibit herbivory independently, when combined, they form a powerful defensive cage architecture. However, how cage architecture evolved under mammalian pressure has remained unexplored. Here we show how dense branching and spines emerged during the age of mammalian radiation in the Combretaceae family and diversified in herbivore-driven ecosystems in the tropics. Phylogenetic comparative methods revealed that modern plant architectural strategies defending against large mammals evolved via a stepwise process. First, dense branching emerged under intermediate herbivory pressure, followed by the acquisition of spines that supported higher speciation rates under high herbivory pressure. Our study highlights the adaptive value of dense branching as part of a herbivore defence strategy and identifies large mammal herbivory as a major selective force shaping the whole plant architecture of woody plants
Prospective participative et stratégie nationale
No full textChapitre 7 de la partie 2 de l'ouvrage : coconstruire des stratégies pour l’adaptationInternational audienceDès 2003, la recherche française s’est mobilisée pour produire des connaissances à destination de la filière Vigne et vin, afin que celle-ci puisse relever le défi du changement climatique (Ollat et al., 2020). Dans le cadre du projet Laccave, un exercice prospectif original a été mis en œuvre avec plusieurs finalités. Il s’agissait d’abord de contribuer à outiller l’interdisciplinarité au sein du projet et de sensibiliser les scientifiques à ce que représente un processus adaptatif, en tenant compte de ses moteurs, de ses leviers et de ses freins, le tout pour construire une vision commune de l’adaptation pour la filière Vigne et vin française à l’horizon 2050. Il est apparu ensuite important d’utiliser ces résultats dans une démarche participative pour sensibiliser les acteurs professionnels aux enjeux du changement climatique. Enfin, cette démarche a permis d’accompagner la filière dans l’élaboration d’une stratégie d’adaptation à décliner en un plan d’action (Aigrain et al., 2022). L’ensemble de cette démarche est présenté dans ce chapitre. La démarche prospective utilisée ici est fondée sur la méthode Syspahmm 47 , qui consiste à élaborer des scénarios possibles pour le futur. Basée sur le principe que l’avenir n’est pas prédéterminé et qu’il peut être en partie construit en stimulant la volonté des acteurs et de leurs organisations, elle s’inscrit dans le courant des sciences de l’anticipation, créées en France par Gaston Berger ou aux États-Unis par Herman Kahn (Godin, 2005). Distincts de réelles « prévisions », car trop lointains ou trop complexes pour être probabilisables, ces scénarios « prospectifs » se doivent d’être à la fois cohérents, plausibles mais non convenus, et suffisamment distincts les uns des autres. Par leur pertinence, ils suscitent l’intérêt des acteurs qui peuvent exprimer leurs réactions lors de séances participatives de mise en débat (Ollat et al., 2021). Ils aident à se projeter sur le long terme et à anticiper. Les approches prospectivistes mises en œuvre pour envisager l’adaptation au changement climatique dans l’action publique ont fait récemment l’objet d’un rapport de l’Observatoire national sur les effets du réchauffement climatique à destination de la sphère politique (Onerc, 2022), avec notamment une contribution de Laccave pour la filière Vigne et vin. Dans le cas du projet Laccave, deux logiques d’adaptation au changement climatique (innover / se déplacer) ont été croisées pour proposer quatre stratégies possibles contrastées. Une démarche relativement originale de « rétroprospective anticipée » a consisté ensuite à vérifier qu’il existait au moins un chemin qui soutienne le développement à long terme de chacune de ces stratégies d’adaptation. Ces chemins ont été construits entre 2014 et 2016 par une cellule d’animation, en mobilisant les résultats des recherches conduites dans le projet et des hypothèses issues d’exercices précédents de prospective sur le secteur (Sebillote, 2003 ; Aigrain et al., 2016a). Les quatre chemins et les stratégies d’adaptation qu’ils soutiennent ont constitué des « scénarios » (FranceAgriMer, 2016), qui ont ensuite été présentés aux acteurs du secteur lors de sept forums régionaux (Ollat et al., 2021). Ces forums participatifs avaient un triple objectif : confronter les points de vue d’acteurs liés à la filière ; les faire s’exprimer sur le caractère souhaitable ou non de ces différents scénarios ; les amener à proposer des leviers d’action cohérents à mettre en œuvre pour atteindre ces objectifs. Ces éléments ont finalement constitué la charpente d’une stratégie nationale élaborée par les responsables professionnels de la filière et présentée au ministre de l’Agriculture en août 2021. Le présent chapitre décrit les différentes étapes de la démarche — sans détailler la méthodologie —, puis en discute les principaux impacts et apports, avant de conclure sur les perspectives ouvertes
« Faire sens » en école supérieure d'agronomie
No full textInternational audienceThis communication proposes, through two crossed but complementary perspectives, to share perspectives and pedagogical approaches on how we can take control of question of the dynamic creation of meaning in a higher school of agronomy. More than answers, it is above all a matter of trying to ask the right questions by developinga cartography of meaning and sensitivity
Comportements alimentaires et leurs déterminants
No full textCe MOOC vise à former les éducateurs en général et les enseignants en particulier aux enjeux et aux recherches sur l'agriculture, l'environnement et l'alimentation. Grâce à ce MOOC, les enseignants disposeront des connaissances et des outils nécessaires pour : former les élèves à la démarche de recherche scientifique développer leur esprit critique comprendre les méthodes pour produire des savoirs fiables (discerner les infox et autres affirmations qui se prétendent des savoirs mais qui ne sont pas issues de ce même cheminement méthodologique) s’appuyer sur la démarche de recherche pour mieux appréhender les enjeux de durabilité, d’environnement et d’alimentation.Un programme de 4 semaines dédiées à explorer les enjeux de durabilité de la filière alimentaire ainsi qu'à l’élaboration de parcours pédagogiques approfondis autour de l'alimentation durable.Ce MOOC présente les aspects pédagogiques et scientifiques de l'éducation à l'alimentation durable et aux faits alimentaires, résultant d'un projet de recherche-action qui compte avec la collaboration entre enseignants et chercheurs. Il s'inscrit dans le cadre du partenariat entre l'AFPER et INRAE et participe au programme « Savanturiers-École de la Recherche », où enseignants et chercheurs collaborent pour faire évoluer les pratiques en adoptant la posture du pédagogue-chercheur
Des projets engagés dans la diversification végétale: Trois initiatives illustrent les travaux axés sur la reconception de systèmes de cultures à bas intrants intégrant mélanges variétaux ou associations d’espèces.
No full textInternational audienc
Upwind flight partially explains the migratory routes of locust swarms
No full textInternational audienceHighlights: • Locusts are an old concern and swarms need to be controlled but they travel a lot. • A model of desert locust swarm migration was developed based on real observations. • With the possibility of flying upwind, our model better reproduces the migrations. • Food intake must be considered to regulate movement dynamics.Abstract: To be efficient, locust swarm control must focus on the place where eggs are laid and hopper bands may appear. But swarms travel a lot and among all the places likely to host them, there is a need to predict to which exactly they will fly. It is then essential to consider movement dynamics to anticipate any displacement that may lead to a further reproduction of locust swarms. Swarms mostly fly downwind and sometimes upwind. We designed an agent-based model to explore swarm displacements depending on the direction of the wind and the possibility for the swarms to realise upwind flights. A primary objective was to assess how upwind flights can improve the replicationand predictionof documented migratory paths. We looked at the effects of using upwind flight on the swarm ratio arriving in expected (i.e. historically known) areas. Our simulations clearly showed that using upwind flight helped for a better replication of Schistocerca gregaria migrations than not using upwind flight. Not using upwind flight reduced swarm dispersion and reduced the range of migrations. Hence, prevailing winds alone cannot explain locust swarm migrations. Food intake must also be considered to regulate movement dynamics and vegetated areas seem to be more attractive to locusts than expected. Our simulations did not perfectly reproduce the general patterns of migrations in some scenarios, but this invites further investigations and the use of other types of field data to calibrate the model. Nonetheless, our results highlighted the importance of upwind flight and showed the major role of wind and temperature on swarm displacement
Enhancing Tree Performance Through Species Mixing: Review of a Quarter-Century of TreeDivNet Experiments Reveals Research Gaps and Practical Insights
No full textInternational audiencePurpose of ReviewInternational ambitions for massive afforestation and restoration are high. To make these investments sustainable and resilient under future climate change, science is calling for a shift from planting monocultures to mixed forests. But what is the scientific basis for promoting diverse plantations, and what is the feasibility of their establishment and management? As the largest global network of tree diversity experiments, TreeDivNet is uniquely positioned to answer these pressing questions. Building on 428 peer-reviewed TreeDivNet studies, combined with the results of a questionnaire completed by managers of 32 TreeDivNet sites, we aimed to answer the following questions: (i) How and where have TreeDivNet experiments enabled the relationship between tree diversity and tree performance (including productivity, survival, and pathogen damage) to be studied, and what has been learned? (ii) What are the remaining key knowledge gaps in our understanding of the relationship between tree diversity and tree performance? and (iii) What practical insights can be gained from the TreeDivNet experiments for operational, real-world forest plantations?Recent FindingsWe developed a conceptual framework that identifies the variety of pathways through which target tree performance is related to local neighbourhood diversity and mapped the research efforts for each of those pathways. Experimental research on forest mixtures has focused primarily on direct tree diversity effects on productivity, with generally positive effects of species and functional diversity on productivity. Fewer studies focused on indirect effects mediated via biotic growing conditions (e.g. soil microbes and herbivores) and resource availability and uptake. Most studies examining light uptake found positive effects of species diversity. For pests and diseases, the evidence points mostly towards lower levels of infection for target trees when growing in mixed plantations. Tree diversity effects on the abiotic growing conditions (e.g. microclimate, soil properties) and resource-use efficiency have been less well studied to date. The majority of tree diversity experiments are situated in temperate forests, while (sub)tropical forests, and boreal forests in particular, remain underrepresented.SummaryTreeDivNet provides evidence in favour of mixing tree species to increase tree productivity while identifying a variety of different processes that drive these diversity effects. The design, scale, age, and management of TreeDivNet experiments reflect their focus on fundamental research questions pertaining to tree diversity-ecosystem function relationships and this scientific focus complicates translation of findings into direct practical management guidelines. Future research could focus on (i) filling the knowledge gaps related to underlying processes of tree diversity effects to better design plantation schemes, (ii) identifying optimal species mixtures, and (iii) developing practical approaches to make experimental mixed plantings more management oriented
Sécurité alimentaire et ressources naturelles : stratégies de diversification
No full textVoir aussi la version anglaise du livre : Sustainable Food Systems for Food Security. Need for combination of local and global approaches :https://www.quae.com/produit/1787/9782759235766/sustainable-food-systems-for-food-securityInternational audienceCe chapitre traite de deux enjeux majeurs auxquels sont confrontés les ménages ruraux en zone tropicale : préserver les ressources naturelles et assurer la sécurité alimentaire. Relever ces deux défis simultanément requiert de développer des systèmes de production efficaces, capables à la fois de garantir la sécurité alimentaire des agriculteurs et d’assurer une gestion durable des ressources naturelles. Pour ce faire, il convient de s’interroger sur les liens directs et indirects entre la sécurité alimentaire des ménages et la biodiversité à l’échelle de l’exploitation agricole et à celle du paysage