Analysis of epidermis- and mesophyll-specific transcript accumulation in powdery mildew-inoculated wheat leaves.

Powdery mildew is an important disease of wheat caused by the obligate biotrophic fungus Blumeria graminis f. sp. tritici. This pathogen invades exclusively epidermal cells after penetrating directly through the cell wall. Because powdery mildew colonizes exclusively epidermal cells, it is of importance not only to identify genes which are activated, but also to monitor tissue specificity of gene activation. Acquired resistance of wheat to powdery mildew can be induced by a previous inoculation with the non-host pathogen B. graminis f. sp. hordei, the causal agent of barley powdery mildew. The establishment of the resistant state is accompanied by the activation of genes. Here we report the tissue-specific cDNA-AFLP analysis and cloning of transcripts accumulating 6 and 24 h after the resistance-inducing inoculation with B. graminis f. sp. hordei. A total of 25,000 fragments estimated to represent about 17,000 transcripts were displayed. Out of these, 141 transcripts, were found to accumulate after Bgh inoculation using microarray hybridization analysis. Forty-four accumulated predominantly in the epidermis whereas 76 transcripts accumulated mostly in mesophyll tissue.

Freilandversuche mit gentechnisch verändertem Weizen mit Mehltauresistenz

Nutzen und Umweltrisiken von gentechnisch verändertem (GV) Sommerweizen mit verbesserter Mehltauresistenz wurde von einem Verbund Schweizer Forschungsgruppen von 2008 bis 2010 an zwei Standorten im Freiland untersucht. GV Weizenlinien mit spezifischer Resistenz gegen Mehltau und allgemeiner Pilzresistenz wurde mit Kontrolllinien, kommerziellen Weizensorten sowie Gerste und Triticale verglichen. Neben der Mehltauresistenz wurden die Auswirkungen auf Insekten und Bodenlebewesen (Bakterien, Mykorrhizapilze, Bodenfauna) sowie die Auskreuzung auf Weizen untersucht. Mehrere GV Weizenlinien waren deutlich resistenter gegen Mehltau als ihre Kontrollen. Es wurden keine relevanten Auswirkungen auf Nichtzielorganismen, deren Biodiversität und ausgewählte Ökosystemleistungen gefunden. Insgesamt waren die Unterschiede zwischen GV und Kontrolllinien geringer als zwischen kommerziellen Weizensorten oder anderen Getreidearten. Auskreuzungsereignisse waren selten und wurden nur in kurzer Distanz zu GV Versuchspflanzen gefunden.

Does wheat genetically modified for disease resistance affect root-colonizing pseudomonads and arbuscular mycorrhizal fungi?

This study aimed to evaluate the impact of genetically modified (GM) wheat with introduced pm3b mildew resistance transgene, on two types of root-colonizing microorganisms, namely pseudomonads and arbuscular mycorrhizal fungi (AMF). Our investigations were carried out in field trials over three field seasons and at two locations. Serial dilution in selective King's B medium and microscopy were used to assess the abundance of cultivable pseudomonads and AMF, respectively. We developed a denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) method to characterize the diversity of the pqqC gene, which is involved in Pseudomonas phosphate solubilization. A major result was that in the first field season Pseudomonas abundances and diversity on roots of GM pm3b lines, but also on non-GM sister lines were different from those of the parental lines and conventional wheat cultivars. This indicates a strong effect of the procedures by which these plants were created, as GM and sister lines were generated via tissue cultures and propagated in the greenhouse. Moreover, Pseudomonas population sizes and DGGE profiles varied considerably between individual GM lines with different genomic locations of the pm3b transgene. At individual time points, differences in Pseudomonas and AMF accumulation between GM and control lines were detected, but they were not consistent and much less pronounced than differences detected between young and old plants, different conventional wheat cultivars or at different locations and field seasons. Thus, we conclude that impacts of GM wheat on plant-beneficial root-colonizing microorganisms are minor and not of ecological importance. The cultivation-independent pqqC-DGGE approach proved to be a useful tool for monitoring the dynamics of Pseudomonas populations in a wheat field and even sensitive enough for detecting population responses to altered plant physiology.

Essais en plein champ avec du blé génétiquement modifié résistant à l'oïdium

Les bénéfices et les risques environnementaux du blé de printemps génétiquement modifié (GM), plus résistant à l'oïdium, ont été étudiés sur deux sites en plein champ de 2008 à 2010, dans le cadre d'un réseau de groupes de recherche suisses. Les lignées de blé GM, possédant une résistance spécifique à l'oïdium et aux maladies fongiques en général, ont été comparées à des variétés de blé commercialisées, à des lignées témoins ainsi qu'à de l'orge et du triticale. Outre la résistance à l'oïdium, l'étude a également porté sur les répercussions sur les insectes et les organismes du sol (bactéries, champignons mycorhiziens, faune du sol) ainsi que sur les croisements fortuits du blé. Plusieurs lignées de blé GM étaient nettement plus résistantes à l'oïdium que les témoins. Aucun impact significatif sur les organismes non-cibles n'a été constaté, sur leur biodiversité ou sur certaines fonctions sélectionnées des écosystèmes. Dans l'ensemble, les différences entre le blé GM et les lignées témoins étaient moindres qu'entre les variétés de blé commerciales ou les autres espèces de céréales. Les cas de croisement fortuits étaient rares et n'ont été trouvés qu'à faible distance des plantes GM de l'essai.