Effects of genetic alterations in arbuscular mycorrhizal fungi on plant growth and on their response to a change of host

Abstract :The majority of land plants form the symbiosis with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF). The AM symbiosis has existed for hundreds of millions of years but little or no specificity seems to have co- evolved between the partners and only about 200 morphospecies of AMF are known. The fungi supply the plants most notably with phosphate in exchange for carbohydrates. The fungi improve plant growth, protect them against pathogens and herbivores and the symbiosis plays a key role in ecosystem productivity and plant diversity. The fungi are coenocytic, grow clonally and no sexual stage in their life cycle is known. For these reasons, they are presumed ancient asexuals. Evidence suggests that AMF contain populations of genetically different nucleotypes coexisting in a common cytoplasm. Consequently, the nucleotype content of new clonal offspring could potentially be altered by segregation of nuclei at spore formation and by genetic exchange between different AMF. Given the importance of AMF, it is surprising that remarkably little is known about the genetics and genomics of the fungi.The main goal of this thesis was to investigate the combined effects of plant species differences and of genetic exchange and segregation in AMF on the symbiosis. This work showed that single spore progeny can receive a different assortment of nucleotypes compared to their parent and compared to other single spore progeny. This is the first direct evidence that segregation occurs in AMF. We then showed that both genetic exchange and segregation can lead to new progeny that differentially alter plant growth compared to their parents. We also found that genetic exchange and segregation can lead to different development of the fungus during the establishment of the symbiosis. Finally, we found that a shift of host species can differentially alter the phenotypes and genotypes of AMF progeny obtained by genetic exchange and segregation compared to their parents.Overall, this study confirms the multigenomic state of the AMF Glomus intraradices because our findings are possible only if the fungus contains genetically different nuclei. We demonstrated the importance of the processes of genetic exchange and segregation to produce, in a very short time span, new progeny with novel symbiotic effects. Moreover, our results suggest that different host species could affect the fate of different nucleotypes following genetic exchange and segregation in AMF, and can potentially contribute to the maintenance of genetic diversity within AMF individuals. This work brings new insights into understanding how plants and fungi have coevolved and how the genetic diversity in AMF can be maintained. We recommend that the intra-ir1dividual AMF diversity and these processes should be considered in future research on this symbiosis.Résumé :La majorité des plantes terrestres forment des symbioses avec les champignons endomycorhiziens arbusculaires (CEA). Cette symbiose existe depuis plusieurs centaines de millions d'années mais peu ou pas de spécificité semble avoir co-évoluée entre les partenaires et seulement 200 morpho-espèces de CEA sont connues. Le champignon fournit surtout aux plantes du phosphate en échange de carbohydrates. Le champignon augmente la croissance des plantes, les protège contre des pathogènes et herbivores et la symbiose joue un rôle clé dans la productivité des écosystèmes et de la diversité des plantes. Les CEA sont coenocytiques, se reproduisent clonalement et aucune étape sexuée n'est connue dans leur cycle de vie. Pour ces raisons, ils sont présumés comme anciens asexués. Des preuves suggèrent que les CEA ont des populations de nucleotypes différents coexistant dans un cytoplasme commun. Par conséquent, le contenu en nucleotype des nouveaux descendants clonaux pourrait être altéré par la ségrégation des noyaux lors de la fonnation des spores et par l'échange génétique entre différents CEA. Etant donné l'importance des CEA, il est surprenant que si peu soit connu sur la génétique et la génomique du champignon.Le principal but de cette thèse a été d'étudier les effets combinés de différentes espèces de plantes et des mécanismes d'échange génétique et de ségrégation chez les CEA sur la symbiose. Ce travail a montré que chaque nouvelle spore produite pouvait recevoir un assortiment différent de noyaux comparé au parent ou comparé à d'autres nouvelles spores. Ceci est la première preuve directe que la ségrégation peut se produire chez les CEA. Nous avons ensuite montré qu'à la fois l'échange génétique et la ségrégation pouvaient mener à de nouveaux descendants qui altèrent différemment la croissance des plantes, comparé à leurs parents. Nous avons également trouvé que l'échange génétique et la ségrégation pouvaient entraîner des développements différents du champignon pendant l'établissement de la symbiose. Pour finir, nous avons trouvé qu'un changement d'espèce de l'hôte pouvait altérer différemment les phénotypes et génotypes des descendants issus d'échange génétique et de ségrégation, comparé à leurs parents.Globalement, cette étude confirme l'état multigénomique du CEA Glumus intraradices car nous résultats sont possibles seulement si le champignon possède des noyaux génétiquement différents. Nous avons démontrés l'importance des mécanismes d'échange génétique et de ségrégation pour produire en très peu de temps de nouveaux descendants ayant des effets symbiotiques nouveaux. De plus, nos résultats suggèrent que différentes espèces de plantes peuvent agir sur le devenir des nucleotypes après l'échange génétique et la ségrégation chez les CEA, et pourraient contribuer à la maintenance de la diversité génétique au sein d'un même CEA. Ce travail apporte des éléments nouveaux pour comprendre comment les plantes et les champignons ont coévolué et comment la diversité génétique chez les CEA peut être maintenue. Nous recommandons de considérer la diversité génétique intra-individuelle des CEA et ces mécanismes lors de futures recherches sur cette symbiose.

Climate Change and Health: A platform for action

This paper provides an introduction to the links between climate change and health and aims to inform policy-makers, politicians and the public of the benefits for health from reducing greenhouse gas (GHG)* emissions from food production, transport, energy, and waste. It also highlights the importance of action by the health sector.It presents a platform for action which demonstrates that creating healthy sustainable places and communities can go hand in hand with reducing the negative impacts of climate change.

IPH Submission to Department of the Environment, Heritage and Local Government Climate Change Response Bill 2010

The main purpose of the Clmate Change Bill is to provide for the adoption of a national policy for reducing greenhouse gas (GHG) emissions; to support this through the making of mitigation and adaptation action plans; and to make provision for emission reduction targets to support the objective of transition to a low carbon, climate resilient and environmentally sustainable economy.The remit of the Institute of Public Health in Ireland (IPH) is to promote cooperation for public health between Northern Ireland and the Republic of Ireland in the areas of research and information, capacity building and policy advice. Our approach is to support Departments of Health and their agencies in both jurisdictions, and maximise the benefits of all-island cooperation to achieve practical benefits for people in Northern Ireland and the Republic of Ireland.IPH has a keen interest in the effects of climate change on health. In September 2010 the IPH published a paper – Climate Change and Health: A platform for action - to inform policy-makers and the public about the health benefits in reducing greenhouse gas emissions. This paper followed a seminar with international speakers, opened by Minister Gormley, on the same topic in February 2010. 

Anaesthesia for electroconvulsive therapy: time for a change?

Introduction: Electroconvulsive therapy (ECT) may be used to treat severe depression and needs a specific general anaesthesia. Important cardiovascular changes occur during the ECT with a parasympathetic induced bradycardia followed by a sympathetic response. A dedicated protocol was designed 6 years ago. The goal of this study was to analyse the management of anaesthesia for ECT in our institution, the adherence to the protocol and the occurrence of adverse events during anaesthesia. Methods: After Institutional Ethics Committee approval, we conducted a retrospective analysis of our anaesthesia protocol for patients scheduled for electroshock therapy during a five years period (2004- 2008). The protocol includes administration of atropine subcutaneously 30 minutes before the procedure, followed by general anaesthesia induced with etomidate (0.2 mg/kg). Suxamethonium (1 mg/kg) is administered after the inflation of a pneumatic tourniquet on the opposite arm, in order to observe the electroshocks convulsive effects. The psychiatrist initiates the convulsive crisis once curarisation is achieved. Face mask ventilation is then applied during the post-ictal phase with closed blood pressure monitoring. : 228 ECT were performed in 25 patients. The median dosage of etomidate was 0.37 mg/kg and suxamethonium 1.20 mg/kg. Hypertension during the ECT procedure was present in 62.7% of cases, tachycardia 23.2% and bradycardia 10.5%. Esmolol was administered in 73.4% of hypertensive patients in a range of 0 to 30 mg. The protocol was followed in half of the cases in regards to atropine administration (50.4%). We observed a significant increase of hypertension (73.9%, p = 0.001) after atropine administration, without effect on heart rate. Conclusions: The management of anaesthesia for ECT is specific and follows a predefined protocol in our institution. Adherence to our protocol was poor. Adverse events are frequent and significant association between the administration of atropine and the incidence of hypertension as well as poor protocol adherence implies reconsideration of our anaesthesia protocol for electroconvulsive therapy and better quality control of the clinical practice.

Speech, Language and Communication Therapy Action Plan (2011/12 - 2012/13) - Easy Read (PDF 454 KB)

Easy Read version of Speech, Language and Communication Therapy Action Plan (2011/12 - 2012/13)

An ocellar "pupil" that does not change with light intensity, but with the insect age in Triatoma infestans

The simple eyes (ocelli) of recently emerged adult Triatoma infestans exhibit a narrow elongated "pupil", surrounded by a ring of brown-reddish pigment, the "iris". This pupil does not respond to changes in the illumination, but varies in size after the imaginal ecdysis. This change corresponds, internally, with the growth of the corneal lens and the associated retina up to an age of about 20 days. This has not been previously observed in an insect. The use of this characteristic for recognising young adults of this species is suggested.

Stage of change of cigarette smoking in drug dependent patients

Résumé En Suisse, les programmes de désaccoutumance au tabac se réfèrent généralement au modèle de préparation au changement de Prochaska et DiClemente (1983), Les patients atteints de maladies somatiques liées au tabagisme comme les pathologies cardiovasculaires ou pulmonaires accèdent facilement à ces programmes, contrairement aux patients présentant une dépendance à des drogues illicites. La prévalence de fumeurs dans cette population est pourtant élevée et les problèmes engendrés par le tabac sont importants, non seulement d'un point de vue individuel mais aussi en terme de santé publique. Il est par conséquent intéressant d'évaluer la motivation concernant la désaccoutumance au tabac de patients toxicomanes entreprenant un sevrage de drogues illicites. Dans cette étude, nous avons évalué les stades de préparation au changement concernant la dépendance au tabac chez 100 patients toxicomanes hospitalisés sur un mode volontaire dans le cadre d'un programme de sevrage à des drogues illégales. L'évaluation s'est faite à l'aide d'un auto-questionnaire dont les résultats indiquent qu'une minorité de patients sont décidés à interrompre la consommation de tabac. En effet, seul 15% des patients se trouvaient aux stades de contemplation ou de décision. De plus, 93% des sujets considéraient l'arrêt du tabac comme difficile ou très difficile. Ces données montrent qu'il existe un décalage important entre la motivation relative au sevrage de drogues illégales et la motivation liées à l'arrêt du tabac. En effet, malgré leur motivation élevée pour se sevrer de drogues illicites, la proportion de patients restant au stade de précontemplation concernant la désaccoutumance au tabac reste élevée. Diverses hypothèses permettent d'expliquer ces résultats, notamment la perception que la désaccoutumance au tabac est plus difficile à réaliser que le sevrage de substances illicites. Abstract Nicotine cessation programmes in Switzerland, which are commonly based on the stage of change model of Prochaska and DiClemente (1983), are rarely offered to patients with illicit drug dependence. This stands in contrast to the high smoking rates and the heavy burden of tobacco-related problems in these patients. The stage of change was therefore assessed by self-administered questionnaire in 100 inpatients attending an illegal drug withdrawal programme. Only 15% of the patients were in the contemplation or decision stage. 93% considered smoking cessation to be difficult or very difficult. These data show a discrepancy between the motivation to change illegal drug consumption habits and the motivation for smoking cessation. The high pro-portion of patients remaining in the precontemplation stage for smoking cessation, in spite of their motivation for illicit drug detoxification, may be due to the perception that cessation of smoking is more difficult than illicit drug abuse cessation.

Language and syntactic impairment following stroke in late bilingual aphasics.

PURPOSE: Bilingual aphasia generally affects both languages. However, the age of acquisition of the second language (L2) seems to play a role in the anatomo-functional correlation of the syntactical/grammatical processes, thus potentially influencing the L2 syntactic impairment following a stroke. The present study aims to analyze the influence of late age of acquisition of the L2 on syntactic impairment in bilingual aphasic patients. METHODS: Twelve late bilingual participants (speaking French as L2 and either English, German, Italian or Spanish as L1) with stroke-induced aphasia participated in the study. The MAST or BAT aphasia batteries were used to evaluate overall aphasia score. An auditory syntactic judgement task was developed and used to test participants syntactic performance. RESULTS: The overall aphasia scores did not differ between L1 and L2. In a multiple case analysis, only one patient had lower scores in L2. However, four patients presented significantly lower performances in syntactic processing in the late L2 than in their native language (L1). In these four patients the infarct was localized, either exclusively or at least partially, in the pre-rolandic region. CONCLUSION: This pilot study suggests that, in late bilingual aphasics, syntactic judgment abilities may be more severely impaired in L2, and that this syntactic deficit is most likely to occur following anterior lesions.

Northern Ireland Speech and Language Therapy Task Force report (PDF 1,016 KB)

Speech and Language task force report

Temporal change of the aggregation response in Triatoma infestans

Adults and larvae of Triatoma infestans spend daylight hours assembled in shaded places. An assembling factor has been demonstrated in the excrement of this species. We analysed different aspects of the dynamics of the response of bugs. Recently fed insects do not aggregate around faeces. They start to show a significant assembling response from the 8th hour after feeding onwards. Just deposited faeces do not evoke assembling, but a significant rejection instead. This reaction switches 3 h after deposition, when the faeces become attractive to the insects. The attractiveness of faeces persists for about 10 days and can be recovered after this time by rehydration. These findings are discussed in relation to the biological role of faeces and the dynamics of the use of refuges by T. infestans.

Treeline and climate change : analyzing and modeling patterns and shifts in the Swiss Alps

Summary: Global warming has led to an average earth surface temperature increase of about 0.7 °C in the 20th century, according to the 2007 IPCC report. In Switzerland, the temperature increase in the same period was even higher: 1.3 °C in the Northern Alps anal 1.7 °C in the Southern Alps. The impacts of this warming on ecosystems aspecially on climatically sensitive systems like the treeline ecotone -are already visible today. Alpine treeline species show increased growth rates, more establishment of young trees in forest gaps is observed in many locations and treelines are migrating upwards. With the forecasted warming, this globally visible phenomenon is expected to continue. This PhD thesis aimed to develop a set of methods and models to investigate current and future climatic treeline positions and treeline shifts in the Swiss Alps in a spatial context. The focus was therefore on: 1) the quantification of current treeline dynamics and its potential causes, 2) the evaluation and improvement of temperaturebased treeline indicators and 3) the spatial analysis and projection of past, current and future climatic treeline positions and their respective elevational shifts. The methods used involved a combination of field temperature measurements, statistical modeling and spatial modeling in a geographical information system. To determine treeline shifts and assign the respective drivers, neighborhood relationships between forest patches were analyzed using moving window algorithms. Time series regression modeling was used in the development of an air-to-soil temperature transfer model to calculate thermal treeline indicators. The indicators were then applied spatially to delineate the climatic treeline, based on interpolated temperature data. Observation of recent forest dynamics in the Swiss treeline ecotone showed that changes were mainly due to forest in-growth, but also partly to upward attitudinal shifts. The recent reduction in agricultural land-use was found to be the dominant driver of these changes. Climate-driven changes were identified only at the uppermost limits of the treeline ecotone. Seasonal mean temperature indicators were found to be the best for predicting climatic treelines. Applying dynamic seasonal delimitations and the air-to-soil temperature transfer model improved the indicators' applicability for spatial modeling. Reproducing the climatic treelines of the past 45 years revealed regionally different attitudinal shifts, the largest being located near the highest mountain mass. Modeling climatic treelines based on two IPCC climate warming scenarios predicted major shifts in treeline altitude. However, the currently-observed treeline is not expected to reach this limit easily, due to lagged reaction, possible climate feedback effects and other limiting factors. Résumé: Selon le rapport 2007 de l'IPCC, le réchauffement global a induit une augmentation de la température terrestre de 0.7 °C en moyenne au cours du 20e siècle. En Suisse, l'augmentation durant la même période a été plus importante: 1.3 °C dans les Alpes du nord et 1.7 °C dans les Alpes du sud. Les impacts de ce réchauffement sur les écosystèmes - en particuliers les systèmes sensibles comme l'écotone de la limite des arbres - sont déjà visibles aujourd'hui. Les espèces de la limite alpine des forêts ont des taux de croissance plus forts, on observe en de nombreux endroits un accroissement du nombre de jeunes arbres s'établissant dans les trouées et la limite des arbres migre vers le haut. Compte tenu du réchauffement prévu, on s'attend à ce que ce phénomène, visible globalement, persiste. Cette thèse de doctorat visait à développer un jeu de méthodes et de modèles pour étudier dans un contexte spatial la position présente et future de la limite climatique des arbres, ainsi que ses déplacements, au sein des Alpes suisses. L'étude s'est donc focalisée sur: 1) la quantification de la dynamique actuelle de la limite des arbres et ses causes potentielles, 2) l'évaluation et l'amélioration des indicateurs, basés sur la température, pour la limite des arbres et 3) l'analyse spatiale et la projection de la position climatique passée, présente et future de la limite des arbres et des déplacements altitudinaux de cette position. Les méthodes utilisées sont une combinaison de mesures de température sur le terrain, de modélisation statistique et de la modélisation spatiale à l'aide d'un système d'information géographique. Les relations de voisinage entre parcelles de forêt ont été analysées à l'aide d'algorithmes utilisant des fenêtres mobiles, afin de mesurer les déplacements de la limite des arbres et déterminer leurs causes. Un modèle de transfert de température air-sol, basé sur les modèles de régression sur séries temporelles, a été développé pour calculer des indicateurs thermiques de la limite des arbres. Les indicateurs ont ensuite été appliqués spatialement pour délimiter la limite climatique des arbres, sur la base de données de températures interpolées. L'observation de la dynamique forestière récente dans l'écotone de la limite des arbres en Suisse a montré que les changements étaient principalement dus à la fermeture des trouées, mais aussi en partie à des déplacements vers des altitudes plus élevées. Il a été montré que la récente déprise agricole était la cause principale de ces changements. Des changements dus au climat n'ont été identifiés qu'aux limites supérieures de l'écotone de la limite des arbres. Les indicateurs de température moyenne saisonnière se sont avérés le mieux convenir pour prédire la limite climatique des arbres. L'application de limites dynamiques saisonnières et du modèle de transfert de température air-sol a amélioré l'applicabilité des indicateurs pour la modélisation spatiale. La reproduction des limites climatiques des arbres durant ces 45 dernières années a mis en évidence des changements d'altitude différents selon les régions, les plus importants étant situés près du plus haut massif montagneux. La modélisation des limites climatiques des arbres d'après deux scénarios de réchauffement climatique de l'IPCC a prédit des changements majeurs de l'altitude de la limite des arbres. Toutefois, l'on ne s'attend pas à ce que la limite des arbres actuellement observée atteigne cette limite facilement, en raison du délai de réaction, d'effets rétroactifs du climat et d'autres facteurs limitants.