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Expanding the benefits of Tnt1 for the identification of dominant mutations in polyploid crops: A single allelic mutation in the MsNAC39 gene produces multifoliated alfalfa
Full text linkMost major crops are polyploid species and the production of genetically engineered cultivars normally requires the introgression of transgenic or gene-edited traits into elite germplasm. Thus, a main goal of plant research is the search of systems to identify dominant mutations. In this article, we show that the Tnt1 element can be used to identify dominant mutations in allogamous tetraploid cultivated alfalfa. Specifically, we show that a single allelic mutation in the MsNAC39 gene produces multifoliate leaves (mfl) alfalfa plants, a pivot trait of breeding programs of this forage species. Finally, we discuss the potential application of a combination of preliminary screening of beneficial dominant mutants using Tnt1 mutant libraries and genome editing via the CRISPR/Cas9 system to identify target genes and to rapidly improve both autogamous and allogamous polyploid crops.Instituto de BiotecnologíaFil: Jozefkowicz, Cintia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Jozefkowicz, Cintia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Jozefkowicz, Cintia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Genética; ArgentinaFil: Gomez, Maria Cristina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Gomez, Maria Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Gomez, Maria Cristina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Genética; ArgentinaFil: Odorizzi, Ariel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Manfredi; ArgentinaFil: Iantcheva, Anelia. Agricultural Academy. AgroBioInstitute; BulgariaFil: Ratet, Pascal. Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS). Institut National de Recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE). Université Paris-Saclay; FranciaFil: Ratet, Pascal. Institute of Plant Sciences Paris-Saclay. Université d’Évry; FranciaFil: Ayub, Nicolás Daniel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Ayub, Nicolás Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ayub, Nicolás Daniel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Genética; ArgentinaFil: Soto, Gabriela Cinthia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Soto, Gabriela Cinthia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Soto, Gabriela Cinthia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Genética; Argentin
Molecular and Cellular Mechanisms of the Legume-Rhizobia Symbiosis
No full textThis eBook is a collection of articles from a Frontiers Research Topic. Frontiers Research Topics are very popular trademarks of the Frontiers Journals Series: they are collections of at least ten articles, all centered on a particular subject. With their unique mix of varied contributions from Original Research to Review Articles, Frontiers Research Topics unify the most influential researchers, the latest key findings and historical advances in a hot research area! Find out more on how to host your own Frontiers Research Topic or contribute to one as an author by contacting the Frontiers Editorial Office: frontiersin.org/about/contac
Molecular and Cellular Mechanisms of the Legume-Rhizobia Symbiosis
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Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
DNF2 and SYMCRK : two genes involved in the symbiotic control of defense reaction in Medicago truncatula
No full textMedicago truncatula forme une association symbiotique avec Sinorhizobium meliloti qui conduit à la formation de nodosités fixatrices d’azote. Les cellules symbiotiques végétales accueillent des centaines de bactéries qui restent viables dans la nodosité et se différencient en bactéroïdes fixateurs d’azote. Dans le but de mieux comprendre les mécanismes moléculaires nécessaires à la mise en place de cette interaction, nous avons recherché de nouveaux gènes de plante requis pour une symbiose effective en utilisant des approches de génétique directe et inverse. Des méthodes de biologie cellulaire et moléculaire ont été utilisées pour caractériser le phénotype des mutants et mieux comprendre la fonction biologique de ces gènes.Le gène symbiotique DNF2 code une phosphatidylinositol phospholipase C putative. Les nodosités formées par le mutant dnf2 contiennent une zone de fixation qui est réduite et dans laquelle les rhizobia ne se différencient pas complètement en bactéroïdes. De plus ces nodosités sénescent rapidement et présentent des réactions similaires à des réponses de défense. Sous certaines conditions d’expérimentation, le phénotype sauvage peut être restauré chez ce mutant ce qui montre le caractère conditionnel du phénotype.Le gène symbiotique SYMCRK code un récepteur kinase riche en cystéine. Le phénotype du mutant symCRK est similaire à celui de dnf2, ce qui suggère que ces deux gènes sont impliqués dans des processus aboutissant à des réponses similaires, probablement la persistance des bactéries dans les cellules végétales ou l’inhibition des réactions de défense de la plante. Les phénotypes Fix- atypiques des mutants dnf2 et symCRK suggèrent que les gènes correspondants sont impliqués dans les processus de répression des défenses de la plante et de persistance des bactéroïdes.Medicago truncatula and Sinorhizobium meliloti form a symbiotic association resulting in the formation of nitrogen-fixing nodules. In the nodules, symbiotic plant cells home and maintain hundreds of viable bacteria which are differentiated into bacteroids, the nitrogen-fixing form of rhizobia. In order to better understand the molecular mechanism sustaining this phenomenon, we used a combination of forward and reverse genetics approaches to identify genes required for nitrogen fixation. In addition we have used cell and molecular biology to characterize the phenotype of the corresponding mutants and to gain an insight into the genes functions.The symbiotic gene DNF2 encodes a putative phosphatidylinositol phospholipase C-like protein. Nodules formed by the mutant contain a zone of infected cells reduced to a few cell layers. In this zone, bacteria do not differentiate properly into bacteroids. Mutant nodules senesce rapidly and they exhibit defense-like reactions. The dnf2 symbiotic phenotype has been shown to be dependent on the experimental conditions.The symbiotic gene SYMCRK encodes a cystein-rich receptor kinase. The symCRK phenotype is similar to dnf2 suggesting that the two genes SYMCRK and DNF2 are participating in similar processes. This atypical phenotype amongst Fix- mutants unravels DNF2 and SYMCRK as new actors of bacteroid persistence inside symbiotic plant cells and repression of plant defense
Variations on the Author
Full text link“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Full text linkWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
Caractérisation des gènes MtNOOT et PsCOCH chez Medicago truncatula et Pisum sativum : deux régulateurs polyvalents du développement végétal recrutés pour l’identité de la nodosité symbiotique
No full textLes plantes de la famille des légumineuses ont la particularité d’héberger intracellulairement des bactéries du sol communément appelées rhizobia. Cette interaction symbiotique se déroule au sein de la nodosité, un organe formé de-novo au niveau racinaire. L’activité nitrogénase bactérienne y permet la réduction de l’azote atmosphérique en NH3 assimilable par la plante. Si les mécanismes moléculaires gouvernant la reconnaissance entre les deux partenaires, l’infection intracellulaire et l’organogénèse des nodosités ont été particulièrement bien décrits au cours des dernières décennies ; peu d’informations sont quant à elles disponibles sur l’origine de ce programme morphogénétique nouveau chez les Angiospermes. Les nodosités des deux légumineuses modèles Medicago truncatula et Pisum sativum sont qualifiées d’indéterminées en raison de la persistance d’un méristème en position apicale. Les nodosités des mutants noot (nodule-root) chez M. truncatula et coch (cochleata) chez le pois développent des racines ectopiques à partir des tissus vasculaires des nodosités, montrant ainsi que les nodosités et racines sont plus apparentées que leur simple comparaison anatomique ne pouvait le suggérer. En outre, l‘activité mérsitématique des nodosités est fortement perturbée chez ces deux mutants qui présentent des nodosités multilobées et élargies. Nous avons montré que les gènes MtNOOT et PsCOCHLEATA étaient orthologues aux gènes AtBLADE-ON-PETIOLE1 et 2 qui codent deux activateurs transcriptionels redondants et cruciaux pour la régulation de nombreux processus développementaux chez Arabidopsis thaliana. En raison de la forte conservation des fonctions biologiques des protéines NOOT, BOPs et COCH, notamment pour la régulation de la morphologie foliaire et florale, de l’architecture de l’inflorescence et de la formation des zones d’abscission, nous proposons que ces fonctions représentent les fonctions ancestrales de la famille des gènes NBCL (NOOT BOP COCH LIKE). L’étude de déterminants hormonaux et génétiques du méristème racinaire dans les nodosités sauvages et mutantes noot ainsi que la caractérisation de l’homéose nodule/racine nous ont permis de dégager des parallèles importants entre les tissus périphériques de la nodosité et ceux de la racine. Nous proposons donc un modèle de développement des tissus vasculaires de la nodosité par co-option du programme racinaire dont la répression est en partie assurée par NOOT.Legume plants are able to house intracellularly soil bacteria collectively called rhizobia. This symbiotic process takes place in a new organ generally formed on the host roots, the nodule. This interaction allows atmospheric nitrogen fixation to the benefit of the plant by using the bacterial nitrogenase activity. Despite an exhaustive description of molecular determinants of this interaction allowing partners recognition, intracellular accommodation and early nodule organogenesis, less is known about cell lineage and identity of the nodule morphogenetic pathway which is thought to represent a recent acquisition during Angiosperms evolution. Nodules from model legumes such as Medicago truncatula or Pisum sativum are described as indeterminate because of the persistence of a distal meristem. The noot (nodule-root) and coch (coch) mutants, in M. truncatula and P. sativum respectively, develop ectopic roots from the nodule vasculature, suggesting that roots and symbiotic nodules are more closely related than previously admitted based on their anatomical comparison. Moreover, the meristematic activity is strongly modified in noot and coch nodules that harbor numerous and enlarged lobes. We showed that NOOT and COCH are orthologs to AtBLADE-ON-PETIOLE1 and 2 redundant transcriptional activators that represent key regulators of versatile plant developmental processes in Arabidopsis thaliana. Because of the conservation of biological functions controlled by NOOT, BOPs and COCH proteins, in particular the regulation of leaf and floral morphologies, abscission zones formation and inflorescence architecture, we proposed that such functions are inherited from a NBCLs (NOOT BOP COCH LIKE) ancestral gene. Our studies of hormonal and genetic determinants of the root meristem in noot and wild-type nodules as well as the characterization of nodule-to-root homeosis have highlighted important parallels between nodule peripheral tissues and roots. We thus propose a model of nodule vascular unit maintenance by the NOOT-dependent repression of a co-opted root morphogenetic program
Understanding the signaling pathway controlling the intracellular recognition steps of Medicago/Sinorhizobium symbiosis
No full textLes légumineuses en milieu carencé en azote, établissent une relation symbiotique avec les bactéries du sol appelées rhizobia. Cette interaction conduit à la formation d’un nouvel organe racinaire, la nodosité. Au sein de celle-ci, les rhizobia se différencient en bactéroïdes fixant l’azote atmosphérique au profit de la plante. La colonisation massive et chronique des cellules symbiotiques de nodosités par les rhizobia ne déclenche aucune réaction de défense visible. Au laboratoire nous avons isolé deux mutants symbiotiques développant des réactions de défense dans les nodosités de Medicago truncatula indiquant qu’il existe un contrôle strict de l’immunité dans cet organe. L’objectif de cette thèse est de comprendre comment l’immunité symbiotique contrôle les voies de signalisation hormonales de défense afin d’héberger le partenaire symbiotique et de trouver de nouveaux outils pour mieux comprendre les mécanismes de défense. Pour cela, des approches moléculaires, pharmacologiques et génétiques sont utilisées. Les résultats obtenus dans cette thèse suggèrent que les mécanismes de défense adoptés par M. truncatula varient en fonction de l’écotype de la plante. L’écotype A17 exploite deux voies de résistance : la voie de la sénescence et la voie des réactions de défense. Cependant, l’écotype R108 n’exploite que la voie des réactions de défense. Ce travail suggère également que chez M. truncatula A17, la protéine SymCRK réprime la voie de signalisation de l’acide jasmonique qui conduit au déclenchement de la sénescence, tandis que la protéine DNF2 réprime principalement la voie de signalisation de l’acide salicylique qui conduit au déclenchement des réactions de défense et aussi réprime secondairement la voie acide jasmonique. Chez M. truncatula R108, les deux protéines SymCRK et DNF2 contrôlent les voies de signalisation de l’acide salicylique et de l’éthylène, avec DNF2 contrôlant préférentiellement la voie acide salicylique et SymCRK contrôlant préférentiellement la voie éthylène. Cette thèse suggère aussi l’implication des protéines R dans le contrôle de l’accommodation intracellulaire des rhizobia. Un gène CNL-5 semble être impliqué dans le contrôle de l’infection des cellules symbiotiques, et deux autres gènes CNL-4 et TNL-2 semblent être impliqués dans le contrôle de l’efficacité de l’infection. Finalement, cette thèse a permis d’isoler une souche bactérienne E. adhaerens, capable se comporter comme un symbiote ou comme un pathogène pour plusieurs espèces de Medicago.When grown under limited nitrogen resources, legumes establish a symbiotic relationship with soil bacteria called rhizobia. This interaction leads to the formation of a new root organ, the nodules. Within nodules, rhizobia differentiate into bacteroids and fix atmospheric nitrogen for the plant. The massive and chronic colonization of nodule symbiotic cells by the rhizobia does not trigger any visible defense reactions. In the laboratory, we previously isolated two symbiotic mutants developing defense reactions in Medicago truncatula nodules, indicating a strict control of the nodule immunity. The thesis project aimed first to understand the relationship between symbiotic genes and immunity mediated by defense hormones and second to find new tools to help to better understand nodules defense mechanisms. For this, molecular, pharmacological and genetic approaches were used. The results obtained in this thesis suggest that the defense mechanisms adopted by M. truncatula vary depending on the plant ecotypes. The A17 ecotype uses two resistance pathways; senescence and defense reactions. While, the R108 ecotype uses defense reactions pathway to fight against rhizobia. This work also suggests that in M. truncatula A17, the SymCRK protein represses jasmonic acid signalling. This work also suggests that in M. truncatula A17, the SymCRK protein represses the jasmonic acid signaling pathway involved in senescence triggering. In contrast, the DNF2 protein mainly represses the salicylic acid signaling pathway involved in defense reactions and also represses the JA pathway. In M. truncatula R108, the two proteins SymCRK and DNF2 control salicylic acid and ethylene signaling pathways involved in triggering defense reactions. DNF2 controls the salicylic acid pathway more than the ethylene signaling pathway, while, SymCRK controls more the ethylene pathway than the salicylic acid signaling pathway in nodules. This thesis also suggests the involvement of R proteins in the control of intracellular accommodation of rhizobia. The intracellular receptor CNL-5 appears to be involved in controlling the infection of symbiotic cells and the receptors CNL-4 and TNL-2 genes appear to be involved in controlling the infection efficacy of the symbiotic cells. Finally, this thesis allowed the identification of a new bacterial strain E. adhaerens, capable of behaving as a symbiont or as a pathogen for several Medicago species. This can be used as a tool to study the nodules defense induction and to understand the rhizobia intracellular accommodation in symbiotic cells
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