Electrophysiological recording from Drosophila taste sensilla.

INTRODUCTION The chemical senses smell and taste, detect and discriminate an enormous diversity of environmental stimuli and provide fascinating but challenging models to investigate how sensory cues are represented in the brain. Important stimulus-coding events occur in peripheral sensory neurons, which express specific combinations of chemosensory receptors with defined ligand-response profiles. These receptors convert ligand recognition into spatial and temporal patterns of neural activity that are transmitted to and interpreted in central brain regions. Drosophila provides an attractive model to study chemosensory coding, because it possesses relatively simple peripheral olfactory and gustatory systems that display many organizational parallels to those of vertebrates. Moreover, virtually all of the peripheral chemosensory neurons are easily accessible for physiological analysis, as they are exposed on the surface of sensory organs in specialized sensory hairs called sensilla. In recent years, improvements in microscopy and instrumentation for electrode manipulation have opened up the much smaller Drosophila system to electrophysiological techniques, powerfully complementing many years of molecular genetic studies. As with most electrophysiological methods, there is probably no substitute for learning this technique directly from a laboratory in which it is already established. This protocol describes the basics of setting up the electrophysiology rig and stimulus delivery device, sample preparation, and performing and analyzing recordings of stimulus-evoked activity from Drosophila taste sensilla.

Cardiac and neurologic outcome of cardiac rhabdomyoma considerations for prenatal counseling

Abstract : Cardíac rhabdomyomas are benign cardiac tumors with few cardiac complications but with a known association to tuberous sclerosis that affects the neurologic outcome of the patients. Thís study analyses the long-term cardiac and neurological outcome of patients with cardiac rhabdomyomas in order to allow comprehensive prenatal counseling. qll prenatal and postnatal cases with echocardiographic diagnosis of cardiac rhabdomyomas encountered from August 1982 -September 2007 have been recorded. Independent factors, such às the number and the location of the tumors, have been analyzed for association with a diagnosis of tuberous sclerosis, in order to predict the cardiac and neurologic outcome of the patients. Cardiac complications include arrhythmias, outflow tract obstruction, secondary cardiogenic shock. Arrhythmias are the most often encountered problems during the neonatal period. Supraventricular tachycardia is the commonest rhythm disturbance identified. However, no specific dimension or location of the cardiac rhabdomyomas may predict the rhythm disturbances. The importance of the diagnosis of tuberous sclerosis in patients presenting with cardiac rhabdomyomas is exemplified by the neurodevelopmental complications showing 80% of cases with epilepsy and 63% of cases with a delayed development. The presence of multiple cardiac tumors in patients suggests a higher risk to be affected by tuberous sclerosis, compared to patients with a single tumor. Cardiac rhabdomyomas generally regress aftér birth and after the perinatal period cardiac-related problems are rare, but tuberous sclerosis and the associated neurodevelopmental complications dominate the clinical picture and should form an important aspect of the prenatal counseling of parents. Résumé : Les rhabdomyomes cardiaques sont des tumeurs cardiaques bénignes avec toutefois des complications. cardiaques possibles et surtout avec une association pour la sclérose tubéreuse de Bourneville qui détermine le pronostic neurologique. Cette étude présente une analyse du suivi cardiologique. et neurologique à long terme d'enfants avec un diagnostic de rhabdomyomes cardiaques dans le but de mieux informer les parents lors de la consultation anténatale. L'ensemble des cas de rhabdomyomes cardiaques diagnostiqués au moyen de l'échocardiographie pendant la période anténatale ainsi que postnatale a été répertorié d'août 1982 à septembre 2007. Des facteurs indépendants, tels que le nombre et la localisation des tumeurs, ont été analysés pour leur association avec le diagnostic de la sclérose tubéreuse de Bourneville, afin de prédire le pronostic cardiaque et neurologique de ces patients. Les complications cardiaques retrouvées sont les arythmies, les obstructions des voies d'éjection ventriculaire et le choc cardiogène secondaire. Les arythmies sont les problèmes les plus fréquemment rencontrés pendant la période néonatale.. La tachycardie supraventriculaire est le trouble de rythme le plus souvent identifié. Néanmoins, il n'y a pas de dimension ou de localisation.- spécifique d'un rhabdomyome cardiaque qui pourrait prédire ces troubles du rythme. L'importance de l'association au diagnostic de la sclérose tubéreuse de Bourneville chez les patients atteints de rhabdomyomes est démontrée à travers les complications du développement neurologique avec une attéinte épileptique dans 80% des cas ainsi qu'un retard de développement dans 63% des cas. La présence de multiples tumeurs cardiaques chez un patient suggère un risque accru d'être atteint de la sclérose tubéreuse de Bourneville comparé à un patient atteint d'une tumeur unique. Les rhabdomyomes cardiaques régressent après la naissance et après la période périnatale les complications cardiaques deviennent rares. Toutefois, l'association à la sclérose tubéreuse de Bourneville domine le tableau clinique avec des complications au niveau du développement neurologique et formé donc un aspect important lors de la consultation anténatale.

Fluctuaciones cíclicas y raíces unitarias en la economia española, 1850-1990

En este artículo se analiza el grado de persistencia de las fluctuaciones cíclicas en la economía española. En concreto, se estudia si el PIB y el PIB por capita de esta economía presentan una raíz unitaria. Con el fin de evitar el sesgo a aceptar raíces unitarias cuando se producen cambios en la función de tendencia, como el originado por la Guerra Civil española (1936-1939), se han aplicado varios contrastes que tienen en cuenta los cambios en la función de tendencia. Los resultados obtenidos muestran que existe una importante evidencia en el sentido que el logaritmo del PIB presenta una raíz unitaria. La principal implicación de este resultado es que los shocks sobre el producto tienen efectos permanentes en el nivel del PIB de la economía española, aun cuando esta hipótesis es más difícil de aceptar por el PIB por capita vista la evidencia contradictoria encontrada a favor de la misma.

Care complexity, mood, and quality of life in liver pre-transplant patients.

RATIONALE: This study was intended to document the frequency of care complexity in liver transplant candidates, and its association with mood disturbance and poor health-related quality of life (HRQoL). METHODS: Consecutive patients fulfilling inclusion criteria, recruited in three European hospitals, were assessed with INTERMED, a reliable and valid method for the early assessment of bio-psychosocial health risks and needs. Blind to the results, they were also assessed with the Hospital Anxiety and Depression Scale (HADS). HRQoL was documented with the EuroQol and the SF36. Statistical analysis included multivariate and multilevel techniques. RESULTS: Among patients fulfilling inclusion criteria, 60 patients (75.9%) completed the protocol and 38.3% of them were identified as "complex" by INTERMED, but significant between-center differences were found. In support of the working hypothesis, INTERMED scores were significantly associated with all measures of both the SF36 and the EuroQol, and also with the HADS. A one point increase in the INTERMED score results in a reduction in 0.93 points in EuroQol and a 20% increase in HADS score. CONCLUSIONS: INTERMED-measured case complexity is frequent in liver transplant candidates but varies widely between centers. The use of this method captures in one instrument multiple domains of patient status, including mood disturbances and reduced HRQoL.

Impact of free-range pigs on mountain pastures in the Swiss Jura

The consequences of foraging by free-range pigs on the vegetation of mountain pastures was investigated. 25 pigs (15 week-old, mean weight 50 kg) were enclosed from June to mid-September in a 2 ha-enclosure in Jura Mountains (Switzerland), fed with a mixture of lactoserum and cereals. The enclosure contained five different plant communities. Eutrophic pastures on deep soil were strongly overturned, but the recolonisation was quick and dominated by the original species. Mesotrophic pastures were less damaged on stony soil but completely destroyed on deep soil, and the recovery was slow, characterised by a shift of plant species in a more eutrophic direction. Four years were not sufficient for complete recovery. Oligotrophic calcareous pastures on shallow stony soil were not damaged. Extensive breeding of pigs in mountain pastures might be harmful to plant species and vegetation, and ought to be restricted to the less sensitive plant communities, with a rotation on two to three different sites.

Etude de l'activation et de l'inactivation pH-dépendantes des canaux ASICs (Acide-Sensing Ion Channels)

RESUME: Etude de l'activation et de l'inactivation pH-dépendantes des canaux ASICs (Acid-Sensing Ion Channels) Benoîte BARGETON, Département de Pharmacologie et de Toxicologie, Université de Lausanne, rue du Bugnon 27, CH-1005 Lausanne, Suisse Les canaux sodiques ASICs (Acid-Sensing Ion Channels) participent à la signalisation neuronale dans les systèmes nerveux périphérique et central. Ces canaux non voltage dépendants sont impliqués dans l'apprentissage, l'expression de la peur, la neurodégénération consécutive à une attaque cérébrale et la douleur. Les bases moléculaires sous-tendant leur activité ne sont pas encore totalement comprises. Ces canaux sont activés par une acidification du milieu extracellulaire et régulés, entre autres, par des ions tels que le Ca2+, le Zn2+ et le CI". La cristallisation de ASIC inactivé a été publiée. Le canal est un trimére de sous-unités identiques ou homologues. Chaque sous-unité a été décrite en analogie à un avant bras, un poignet et une main constituée d'un pouce, d'un doigt, d'une articulation, une boule β et une paume. Nous avons appliqué une approche bioinformatique systématique pour identifier les pH senseurs putatifs de ASICIa. Le rôle des pH senseurs putatifs a été testé par mutagénèse dirigée et des modifications chimiques combinées à une analyse fonctionnelle afin de comprendre comment les variations de ρ H ouvrent ces canaux. Les pH senseurs sont des acides aspartiques et glutamiques éparpillés sur la boucle extracellulaire suggérant que les changements de pH contrôlent l'activation et l'inactivation de ASIC en (dé)protonant ces résidus en divers endroits de la protéine. Par exemple lors de l'activation, la protonation des résidus à l'interface entre le pouce, la boule β et le doigt d'une même sous-unité induit un mouvement du pouce vers la bouie β et le doigt. De même lors de l'inactivation du canal les paumes des trois sous-unités formant une cavité se rapprochent. D'après notre approche bioinformatique, aucune histidine n'est impliquée dans la détection des variations de pH extracellulaire c'est-à-dire qu'aucune histidine ne serait un pH-senseur. Deux histidines de ASIC2a lient le Zn2+ et modifient l'affinité apparente du canal pour les protons. Une seule des deux est conservée parmi tous les ASICs, hASICIa H163. Elle forme un réseau de liaison hydrogène avec ses voisins conservés. L'étude détaillée de ce domaine, Pinterzone, montre son importance dans l'expression fonctionnelle des canaux. La perturbation de ce réseau par l'introduction d'un résidu hydrophobe (cystéine) par mutagénèse dirigée diminue l'expression du canal à la membrane plasmique. La modification des cystéines introduites par des réactifs spécifiques aux groupements sulfhydryle inhibe les canaux mutés en diminuant leur probabilité d'ouverture. Ces travaux décrivent les effets de l'acidification du milieu extracellulaire sur les canaux ASICs. ABSTRACT: Study of pH-dependent activation and inactivation of ASIC channels Benoîte BARGETON, Department of Pharmacology and Toxicology, University of Lausanne, Rue du Bugnon 27, CH-1G05 Lausanne, Switzerland The ASIC (Acid-Sensing Ion Channels) sodium channels are involved in neuronal signaling in the central and peripheral nervous system. These non-voltage-gated channels are involved in learning, the expression of fear, neurodegeneration after ischemia and pain sensation. The molecular bases underlying their activity are not yet fully understood. ASICs are activated by extracellular acidification and regulated, eg by ions such as Ca2+, the Zn2+ and CI". The crystallization of inactivated ASIC has been published. The channel is a trimer of identical or homologous subunits. Each subunit has been described in analogy to a forearm, wrist and hand consisting of a thumb, a finger, a knuckle, a β-ball and a palm. We applied a systematic computational approach to identify putative pH sensor(s) of ASICIa. The role of putative pH sensors has been tested by site-directed mutagenesis and chemical modification combined with functional analysis in order to understand how changes in pH open these channels. The pH sensors are aspartic and glutamic acids distributed throughout the extracellular loop, suggesting that changes in pH control activation and inactivation of ASIC by protonation / deprotonation of many residues in different parts of the protein. During activation the protonation of various residues at the interface between the finger, the thumb and the β-ball induces the movement of the thumb toward the finger and the β-ball. During inactivation of the channel the palms of the three subunits forming a cavity approach each other. No histidine has been shown to be involved in extracellular pH changes detection, i.e. no histidine is a pH- sensor. Two histidines of ASIC2 bind Zn2+ and alter the apparent affinity of channel for protons. Only one of the two His is conserved among all ASICs, hASICIa H163. This residue is part of a network of hydrogen bonding with its conserved neighbors. The detailed study of this area, the interzone, shows its importance in the functional expression of ASICs. Disturbance of this network by the introduction of hydrophobic residues decreases the cell surface channel expression. Chemical modification of the introduced cysteines by thiol reactive compounds inhibits the mutated channels by a reduction of their open probability. These studies describe the effects of extracellular acidification on ASICs. RESUME GRAND PUBLIC: Etude de l'activation et de l'inactivation pH-dépendantes des canaux ASICs (Acid-Sensing Ion Channels) Benoîte BARGETON, Département de Pharmacologie et de Toxicologie, Université de Lausanne, rue du Bugnon 27, CH-1005 Lausanne, Suisse La transmission synaptique est un processus chimique entre deux neurones impliquant des neurotransmetteurs et leurs récepteurs. Un dysfonctionnement de certains types de synapses est à l'origine de beaucoup de troubles nerveux, tels que certaine forme d'épilepsie et de l'attention. Les récepteurs des neurotransmetteurs sont de très bonnes cibles thérapeutiques dans de nombreuses neuropathologies. Les canaux ASICs sont impliqués dans la neurodégénération consécutive à une attaque cérébrale et les bloquer pourraient permettre aux patients d'avoir moins de séquelles. Les canaux ASICs sont des détecteurs de l'acidité qui apparaît lors de situations pathologiques comme l'ischémie et l'inflammation. Ces canaux sont également impliqués dans des douleurs. Cibler spécifiquement ces canaux permettrait d'avoir de nouveaux outils thérapeutiques car à l'heure actuelle l'inhibiteur de choix, l'amiloride, bloque beaucoup d'autres canaux empêchant son utilisation pour bloquer les ASICs. C'est pourquoi il faut connaître et comprendre les bases moléculaires du fonctionnement de ces récepteurs. Les ASICs formés de trois sous-unités détectent les variations de l'acidité puis s'ouvrent transitoirement pour laisser entrer des ions chargés positivement dans la cellule ce qui active la signalisation neuronale. Afin de comprendre les bases moléculaires de l'activité des ASICs nous avons déterminé les sites de liaison des protons (pH-senseurs), ligands naturels des ASICs et décrit une zone importante pour l'expression fonctionnelle de ces canaux. Grâce à une validation systématique de résultats obtenus en collaboration avec l'Institut Suisse de Bioinformatique, nous avons décrit les pH-senseurs de ASICIa. Ces résultats, combinés à ceux d'autres groupes de recherche, nous ont permis de mieux comprendre comment les ASICs sont ouverts par une acidification du milieu extracellulaire. Une seconde étude souligne le rôle structural crucial d'une région conservée parmi tous les canaux ASICs : y toucher c'est diminuer l'activité de la protéine. Ce domaine permet l'harmonisation des changements dus à l'acidification du milieu extracellulaire au sein d'une même sous-unité c'est-à-dire qu'elle participe à l'induction de l'inactivation due à l'activation du canal Cette étude décrit donc quelle région de la protéine atteindre pour la bloquer efficacement en faisant une cible thérapeutique de choix.

Neuronal potential of cells in early postnatal rat sciatic nerve.

A population of undifferentiated cells with neuronal potentialities were revealed in rat sciatic nerve. Explant cultures of sciatic nerve were prepared from newborn or early postnatal rat. Cultures were growth in F14 medium supplemented with 10% of fetal calf serum, incubated in a humidified 3% CO2, 97% air atmosphere. Within 2 weeks, refractile cells exhibiting the morphology of neurons were observed in all examined cultures. These cells had ovoid or multipolar refractile cells bodies with extended cytoplasmic processes. The neuronal nature of these cells was confirmed by their immunostaining with specific neuronal markers: neurofilament triplets, neuron-specific enolase, peripherin, microtubule-associated proteins, and brain spectrin. This neuronal population displayed various phenotypes. The CO2 concentration in the incubator plays an important role, since the number of differentiated neurons was lower in cultures incubated in 5% CO2. Since the sciatic nerve is devoid of nerve cell bodies in vivo, we concluded that early postnatal sciatic nerve contains crest cells with neuronal potentialities differentiating into neurons in response to the culture's environmental cues.

Fluctuaciones cíclicas y raíces unitarias en la economia española, 1850-1990

En este artículo se analiza el grado de persistencia de las fluctuaciones cíclicas en la economía española. En concreto, se estudia si el PIB y el PIB por capita de esta economía presentan una raíz unitaria. Con el fin de evitar el sesgo a aceptar raíces unitarias cuando se producen cambios en la función de tendencia, como el originado por la Guerra Civil española (1936-1939), se han aplicado varios contrastes que tienen en cuenta los cambios en la función de tendencia. Los resultados obtenidos muestran que existe una importante evidencia en el sentido que el logaritmo del PIB presenta una raíz unitaria. La principal implicación de este resultado es que los shocks sobre el producto tienen efectos permanentes en el nivel del PIB de la economía española, aun cuando esta hipótesis es más difícil de aceptar por el PIB por capita vista la evidencia contradictoria encontrada a favor de la misma.

Nuclear phytochrome a signaling promotes phototropism in Arabidopsis.

Phototropin photoreceptors (phot1 and phot2 in Arabidopsis thaliana) enable responses to directional light cues (e.g., positive phototropism in the hypocotyl). In Arabidopsis, phot1 is essential for phototropism in response to low light, a response that is also modulated by phytochrome A (phyA), representing a classical example of photoreceptor coaction. The molecular mechanisms underlying promotion of phototropism by phyA remain unclear. Most phyA responses require nuclear accumulation of the photoreceptor, but interestingly, it has been proposed that cytosolic phyA promotes phototropism. By comparing the kinetics of phototropism in seedlings with different subcellular localizations of phyA, we show that nuclear phyA accelerates the phototropic response, whereas in the fhy1 fhl mutant, in which phyA remains in the cytosol, phototropic bending is slower than in the wild type. Consistent with this data, we find that transcription factors needed for full phyA responses are needed for normal phototropism. Moreover, we show that phyA is the primary photoreceptor promoting the expression of phototropism regulators in low light (e.g., PHYTOCHROME KINASE SUBSTRATE1 [PKS1] and ROOT PHOTO TROPISM2 [RPT2]). Although phyA remains cytosolic in fhy1 fhl, induction of PKS1 and RPT2 expression still occurs in fhy1 fhl, indicating that a low level of nuclear phyA signaling is still present in fhy1 fhl.

The fossil record and evolution of freshwater plants: A review

Palaeobotany applied to freshwater plants is an emerging field of palaeontology. Hydrophytic plants reveal evolutionary trends of their own, clearly distinct from those of the terrestrial and marine flora. During the Precambrian, two groups stand out in the fossil record of freshwater plants: the Cyanobacteria (stromatolites) in benthic environments and the prasinophytes (leiosphaeridian acritarchs) in transitional planktonic environments. During the Palaeozoic, green algae (Chlorococcales, Zygnematales, charophytes and some extinct groups) radiated and developed the widest range of morphostructural patterns known for these groups. Between the Permian and Early Cretaceous, charophytes dominated macrophytic associations, with the consequence that over tens of millions of years, freshwater flora bypassed the dominance of vascular plants on land. During the Early Cretaceous, global extension of the freshwater environments is associated with diversification of the flora, including new charophyte families and the appearance of aquatic angiosperms and ferns for the first time. Mesozoic planktonic assemblages retained their ancestral composition that was dominated by coenobial Chlorococcales, until the appearance of freshwater dinoflagellates in the Early Cretaceous. In the Late Cretaceous, freshwater angiosperms dominated almost all macrophytic communities worldwide. The Tertiary was characterised by the diversification of additional angiosperm and aquatic fern lineages, which resulted in the first differentiation of aquatic plant biogeoprovinces. Phytoplankton also diversified during the Eocene with the development of freshwater diatoms and chrysophytes. Diatoms, which were exclusively marine during tens of millions of years, were dominant over the Chlorococcales during Neogene and in later assemblages. During the Quaternary, aquatic plant communities suffered from the effects of eutrophication, paludification and acidification, which were the result of the combined impact of glaciation and anthropogenic disturbance.

Study of the regulation of antifungal activity in plant-associated pseudomas fluorescens

RésuméEn agriculture d'énormes pertes sont causées par des champignons telluriques pathogènes tels que Thielaviopsis, Fusarium, Gaeumannomyces et Rhizoctonia ou encore l'oomycète Pythium. Certaines bactéries dites bénéfiques, comme Pseudomonas fluorescens, ont la capacité de protéger les plantes de ces pathogènes par la colonisation de leur racines, par la production de métabolites secondaires possédants des propriétés antifongiques et par l'induction des mécanismes de défenses de la plante colonisée. P. fluorescens CHAO, une bactérie biocontrôle isolée d'un champ de tabac à Payerne, a la faculté de produire un large spectre de métabolites antifongiques, en particulier le 2,4- diacétylphloroglucinol (DAPG), la pyolutéorine (PLT), le cyanure d'hydrogène (HCN), la pyrrolnitrine (PRN) ainsi que des chélateurs de fer.La plante, par sécrétion racinaire, produit des rhizodéposites, source de carbone et d'azote, qui profitent aux populations bactériennes vivant dans la rhizosphere. De plus, certains stresses biotiques et abiotiques modifient cette sécrétion racinaire, en terme quantitatif et qualitatif. De leur côté, les bactéries bénéfiques, améliorent, de façon direct et/ou indirect, la croissance de la plante hôte. De nombreux facteurs biotiques et abiotiques sont connus pour réguler la production de métabolites secondaires chez les bactéries. Des études récentes ont démontré l'importance de la communication entre la plante et les bactéries bénéfiques afin que s'établisse une interaction profitant à chacun des deux partis. Il est ainsi vraisemblable que les populations bactériennes associées aux racines soient capables d'intégrer ces signaux et d'adapter spécifiquement leur comportement en conséquence.La première partie de ce travail de thèse a été la mise au point d'outils basés sur la cytométrie permettant de mesurer l'activité antifongique de cellules bactériennes individuelles dans un environnent naturel, les racines des plantes. Nous avons démontré, grâce à un double marquage aux protéines autofluorescentes GFP et mCherry, que les niveaux d'expression des gènes impliqués dans la biosynthèse des substances antifongiques DAPG, PLT, PRN et HCN ne sont pas les mêmes dans des milieux de cultures liquides que sur les racines de céréales. Par exemple, l'expression de pltA (impliqué dans la biosynthèse du PLT) est quasiment abolie sur les racines de blé mais atteint un niveau relativement haut in vitro. De plus cette étude a mis en avant l'influence du génotype céréalien sur l'expression du gène phlA qui est impliqué dans la biosynthèse du DAPG.Une seconde étude a révélé la communication existant entre une céréale (orge) infectée par le pathogène tellurique Pythium ultimum et P. fluorescens CHAO. Un système de partage des racines nous a permis de séparer physiquement le pathogène et la bactérie bénéfique sur la plante. Cette méthode a donné la possibilité d'évaluer l'effet systémique, causé par l'attaque du pathogène, de la plante sur la bactérie biocontrôle. En effet, l'infection par le phytopathogène modifie la concentration de certains composés phénoliques dans les exsudats racinaires stimulant ainsi l'expression de phi A chez P.fluorescens CHAO.Une troisième partie de ce travail focalise sur l'effet des amibes qui sont des micro-prédateurs présents dans la rhizosphere. Leur présence diminue l'expression des gènes impliqués dans la biosynthèse du DAPG, PLT, PRN et HCN chez P.fluorescens CHAO, ceci en culture liquide et sur des racines d'orge. De plus, des molécules provenant du surnageant d'amibes, influencent l'expression des gènes requis pour la biosynthèse de ces antifongiques. Ces résultats illustrent que les amibes et les bactéries de la rhizosphere ont développé des stratégies pour se reconnaître et adapter leur comportement.La dernière section de ce travail est consacrée à l'acide indole-acétique (LA.A), une phytohormone connue pour son effet stimulateur sur phlA. Une étude moléculaire détaillée nous a démontré que cet effet de l'IAA est notamment modulé par une pompe à efflux (FusPl) et de son régulateur transcriptionnel (MarRl). De plus, les gènes fusPl et marRl sont régulés par d'autres composés phénoliques tels que le salicylate (un signal végétal) et l'acide fusarique (une phytotoxine du pathogène Fusarium).En résumé, ce travail de thèse illustre la complexité des interactions entre les eucaryotes et procaryotes de la rhizosphère. La reconnaissance mutuelle et l'instauration d'un dialogue moléculaire entre une plante hôte et ses bactéries bénéfiques associées? sont indispensables à la survie des deux protagonistes et semblent être hautement spécifiques.SummaryIn agriculture important crop losses result from the attack of soil-borne phytopathogenic fungi, including Thielaviopsis, Fusarium, Gaeumannomyces and Rhizoctonia, as well as from the oomycete Pythium. Certain beneficial microorganisms of the rhizosphere, in particular Pseudomonas fluorescens, have the ability to protect plants against phytopathogens by the intense colonisation of roots, by the production of antifungal exoproducts, and by induction of plant host defences. P. fluorescens strain CHAO, isolated from a tobacco field near Payerne, produces a large array of antifungal exoproducts, including 2,4-diacetylphloroglucinol (DAPG), pyoluteorin (PLT), hydrogen cyanide (HCN), pyrrolnitrin (PRN) and iron chelators. Plants produce rhizodeposites via root secretion and these represent a relevant source of carbon and nitrogen for rhizosphere microorganisms. Various biotic and abiotic stresses influence the quantity and the quality of released exudates. One the other hand, beneficial bacteria directly or indirectly promote plant growth. Biotic and abiotic factors regulate exoproduct production in biocontrol microorganisms. Recent studies have highlighted the importance of communication in establishing a fine-tuned mutualist interaction between plants and their associated beneficial bacteria. Bacteria may be able to integrate rhizosphere signals and adapt subsequently their behaviour.In a first part of the thesis, we developed a new method to monitor directly antifungal activity of individual bacterial cells in a natural environment, i.e. on roots of crop plants. We were able to demonstrate, via a dual-labelling system involving green and red fluorescent proteins (GFP, mCherry) and FACS-based flow cytometry, that expression levels of biosynthetic genes for the antifungal compounds DAPG, PLT, PRN, and HCN are highly different in liquid culture and on roots of cereals. For instance, expression of pltA (involved in PLT biosynthesis) was nearly abolished on wheat roots whereas it attained a relatively high level under in vitro conditions. In addition, we established the importance of the cereal genotype in the expression of phi A (involved in DAPG biosynthesis) in P. fluorescens CHAO.A second part of this work highlighted the systemic communication that exists between biocontrol pseudomonads and plants following attack by a root pathogen. A split-root system, allowing physical separation between the soil-borne oomycete pathogen Phytium ultimum and P. fluorescens CHAO on barley roots, was set up. Root infection by the pathogen triggered a modification of the concentration of certain phenolic root exudates in the healthy root part, resulting in an induction ofphlA expression in P. fluorescens CHAO.Amoebas are micro-predators of the rhizosphere that feed notably on bacteria. In the third part of the thesis, co-habitation of Acanthamoeba castellanii with P. fluorescens CHAO in culture media and on barley roots was found to significantly reduce bacterial expression of genes involved in the biosynthesis of DAPG, PLT, HCN and PRN. Interestingly, molecular cues present in supernatant of A. castelanii induced the expression of these antifungal genes. These findings illustrate the strategies of mutual recognition developed by amoeba and rhizosphere bacteria triggering responses that allow specific adaptations of their behaviour.The last section of the work focuses on indole-3-acetic acid (IAA), a phytohormone that stimulates the expression of phi A. A detailed molecular study revealed that the IAA-mediated effect on phi A is notably modulated by an efflux pump (FusPl) and its transcriptional regulator (MarRl). Remarkably, transcription of fusPl and marRl was strongly upregulated in presence of other phenolic compounds such as salicylate (a plant signal) and fusaric acid (a phytotoxin of the pathogenic fungus Fusarium).To sum up, this work illustrates the great complexity of interactions between eukaryotes and prokaryotes taking place in the rhizosphere niche. The mutual recognition and the establishment of a molecular cross-talk between the host plant and its associated beneficial bacteria are essential for the survival of the two partners and these interactions appear to be highly specific.

A Research Report on Roadside Vegetation Management, December 1975

According to prevailing ecological theory one would expect the most stable vegetation on sites which are least disturbed (Odum 1971). According to theory one would also expect the most diversity of species on undisturbed sites (Odum 1971). This stable and diverse community would be produced over a period of many years through a process of plant succession where annual herbs are replaced by perennial herbs and finally woody plants would come to dominate and perpetuate the community. Another ecological theory holds that the complexity (structure and species diversity) of a plant community is dependent upon the amount of disturbance to which it is subjected (Woodwell, 1970). According to this theory the normal succession of a plant community through its various stages may be arrested at some point depending upon the nature and severity of the disturbance. In applying these theories to roadside vegetation it becomes apparent that mass herbicide spraying and extensive mowing of roadsides has produced a relatively simple and unstable vegetation. It follows that if disturbances were reduced not only would the roadside plant community increase in stability but maintenance costs and energy usage would be reduced. In this study we have investigated several aspects of reduced disturbances on roadside vegetation. Research has centered on the effectiveness of spot spraying techniques on noxious weed control, establishment of native grass cover where ditch cleaning and other disturbance has left the bare soil exposed and the response of roadside vegetation when released from annual mass spraying.

Sleep disorders in boys with Duchenne muscular dystrophy

Introduction La dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) est une myopathie progressive liée au chromosome X qui atteint environ un garçon sur 3500. Des troubles du sommeil (TDS) sont fréquemment rapportés par ces patients Les études effectuées à ce jour se sont essentiellement concentrées sur les troubles respiratoires liés au sommeil. Les TDS débutent toutefois fréquemment avant l'installation d'un trouble ventilatoire nocturne et de nombreux autres facteurs peuvent en être la cause. Objectif L'objectif de cette étude est d'évaluer la fréquence des TDS chez les garçons avec une DMD et d'en identifier les facteurs de risque. Méthode II s'agit d'une étude transversale effectuée par questionnaire postal adressé aux parents de tout garçon âgé de 4-18 ans avec une DMD, suivi dans deux centres tertiaires de réhabilitation pédiatrique (Lausanne et Dublin). Les TDS sont évalués à l'aide de la 'Sleep Disturbance Scale for Children' (SDSC), validée sur 1157 enfants sains. Elle permet d'obtenir un score total et des scores pour six facteurs représentant les TDS les plus fréquents (troubles de l'endormissement et du maintien du sommeil (TEMS), éveil nocturne-cauchemars, transition veille-sommeil, somnolence diurne excessive, troubles respiratoires associés au sommeil (TRS), hyperhidrose du sommeil). Un T- score supérieur à 70 (>2DS) est considéré comme pathologique. Les associations potentielles entre des scores pathologiques et des facteurs individuels (âge, mobilité diurne et nocturne, douleur), thérapeutiques (orthèses nocturnes, ventilation non-invasive, médication) et environnementaux (facteurs socio-familiaux) sont évaluées à l'aide d'analyses univariées (χ2) et de régressions logistiques ascendantes. Résultats Seize garçons sur 63, soit 25.4%, présentent un score total pathologique en comparaison au 3% attendus dans la population générale. Les TEMS (29.7%), les TRS (15.6%) et l'hyperhidrose du sommeil (14.3%) sont les TDS les plus prévalent. Le besoin d'être mobilisé la nuit par un tiers (OR=9.4; 95%CI: 2.2-40.7; p=0.003) et être l'enfant d'une famille monoparentale (OR=7.2; 95%CI: 1.5-35.1; p=0.015) sont des facteurs de risque indépendants pour un score total pathologique. Le besoin d'être mobilisé la nuit par un tiers (OR=18.0; 95%CI: 2.9¬110.6; p=0.002), le traitement par corticostéroïdes (OR=7.7; 95%CI: 1.4-44.0; p-0.021) et être l'enfant d'une famille monoparentale (OR=7.0; 95%CI: 1.3-38.4; p=0.025) sont des facteurs de risque indépendants pour un TEMS. Discussion Cette étude montre une prévalence élevée des TDS chez les garçons avec une DMD (25% contre 3% attendus dans la population générale). Le besoin d'être mobilisé la nuit par un tiers est identifié comme un facteur de risque important pour un score total pathologique et un TEMS. Il reflète vraisemblablement un degré d'atteinte motrice tel qu'il limite les mouvements spontanés et les adaptations posturales du sommeil, ayant pour conséquence une diminution importante de la qualité du sommeil. Les enfants vivant dans un foyer monoparental présentent plus fréquemment un score total pathologique et des TEMS, possiblement en lien avec un stress psychologique plus important dans ces familles. Le traitement par corticostéroïdes est identifié comme facteur de risque pour un TEMS. Une adaptation du schéma ou du dosage permet généralement de limiter cet effet secondaire. Si nécessaire, un traitement par Mélatonine peut être instauré. Aucune association n'a pu être mise en évidence entre les facteurs analysés et les TRS, possiblement en raison du petit nombre de garçons ayant rapporté de tels symptômes et du fait que certains symptômes d'hypoventilation nocturne ne sont pas évalués par la SDSC. Par ailleurs, la valeur prédictive de l'anamnèse, comme celle des fonctions pulmonaires diurnes, est connue pour être limitée, raison pour laquelle une oxy-capnométrie est effectuée de routine en dessous d'une capacité vitale forcée de 50%. Elle permet, si nécessaire, l'instauration précoce d'une ventilation non-invasive, limitant ainsi vraisemblablement l'impact de ('hypoventilation nocturne sur la qualité du sommeil dans notre population. Plusieurs limitations sont à évoquer. Le petit nombre de patients ne permet pas d'exclure d'autres associations potentielles. La nature transversale de l'étude augmente le risque de causalité inverse. Cette étude n'inclut pas de mesure quantitative du sommeil. Les questionnaires adressés aux parents ont toutefois pu être démontrés comme fiables hormis pour les TRS. Un biais de non-réponse ne peut pas être totalement exclu, bien que le taux de réponse soit élevé (86,5%) et qu'il n'y ait pas de différence significative entre les populations de répondeurs et non-répondeurs. Conclusion La prévalence des TDS est élevée chez les garçons avec une DMD et leurs causes sont multiples. Les facteurs de risques sont physiques (immobilité nocturne), pharmacologiques (corticothérapie) et environnementaux (famille monoparentale). Compte tenu de son impact sur la qualité de vie, l'évaluation du sommeil doit être systématique en consultation et ne pas se limiter aux seuls troubles ventilatoires nocturnes.

Sociogenetics of fire ants

RÉSUMÉ GRAND PUBLIC La complexité des sociétés d'insectes (telles que les abeilles, les termites ou les fourmis) a depuis longtemps fasciné l'Homme. Depuis le débfit du XIXème siècle, de nombreux travaux observationnels, comportementaux et théoriques leur on été consacrés afin de mieux les décrire et comprendre. L'avènement de la biologie moléculaire à la fin du XXèrne siècle a offert de nouveaux outils scientifiques pour identifier et étudier les gènes et molécules impliqués dans le développement et le comportement des êtres vivants. Alors que la majorité de ces études s'est focalisée sur des organismes de laboratoire tel que la mouche ou les nématodes, l'utilisation de ces outils est restée marginale jusqu'à présent dans l'étude des sociétés d'insectes. Lors de ma thèse, j'ai développé des outils moléculaires permettant de déterminer le niveau d'activité de zo,ooo gènes chez la fourmi de feu, Solenopsis invicta, ainsi qu'une base de données et un portail en ligne regroupant les informations relatives à l'étude génétique des fourmis: Fourmidable. J'ai ensuite utilisé ces outils dans le cadre d'une étude comportementale chez la fourmis S. invicta. Dans les sociétés d'insectes, une hiérarchie peut déterminer le statut reproducteur des individus. Suite à la mort d'un dominant, les subordonnés entrent en compétition en vue d'améliorer leur statut. Un tel phénomène se produit au sein des colonies de S. invicta contenant une unique reine mère, des milliers d'ouvrières et des centaines de reines vierges ailées. A la mort de la reine mère, un grand nombre de reines vierges tentent de la remplacer en arrachant leurs ailes et en activant leurs organes reproducteurs plutôt que de partir en vol nuptial. Ces tentatives sont le plus souvent arrêtées par les ouvrières qui exécutent la plupart de ces reines sur la base de signaux olfactifs produits lors de l'activation des organes reproducteurs. Afin de mieux comprendre les mécanismes moléculaires impliqués, j'ai étudié l'activité de gènes au sein des reines au début de ce processus. J'ai ainsi déterminé que des gènes impliqués dans communication olfactive, le développement des organes reproducteurs et la métabolisation de l'hormone juvénile sont activês à ce moment là. La vitesse à laquelle les reines perdent leurs ailes ainsi que les niveaux d'expression de gènes sont ensuite liés à leur probabilité de survie. ABSTRACT : Honeybees, termites and ants occupy the "pinnacle of social evolution" with societies of a complexity that rivals our own. Humans have long been fascinated by social insects, but studying them has been mostly limited to observational and behavioral experiments. The advent of molecular biology first made it possible to investigate the molecular-genetic basis of development in model systems such as the fruit fly Drosophila melarcogaster or the roundworm Caenorhabditis elegans and subsequently their behavior. Molecular and genomic tools are now becoming available for the study of social insects as well. To permit genomic research on the fire ant, Solenopsis invicta, we developed a cDNA microarray that can simultaneously determine the expression levels of approximately 1oooo genes. These genes were assembled and bioinformatically annotated using custom pipelines. The obtained data formed the cornerstones for Fourmidable, a web portal centralizing sequence, gene annotation and gene expression data as well as laboratory protocols for research on ants. In many animals living in groups the reproductive status of individuals is determined by their social status. In species with social hierarchies, the death of dominant individuals typically upheaves the social hierarchy and provides an opportunity for subordinate individuals to improve their social status. Such a phenomenon occurs in the monogyne form of S. invicta, where colonies typically contain a single wingless reproductive queen, thousands of workers and hundreds of winged non-reproductive virgin queens. Upon the death of the mother queen, many virgin queens shed their wings and initiate reproductive development instead of departing on a mating flight. Workers progressively execute almost all of them over the following weeks. The workers base their collective decision on pheromonal cues associated with the onset of reproductive development of the virgin queens which occurs after orphaning. We used the aforementioned tools to determine that genes putatively involved in processes including olfactory signaling, reproductive development and Juvenile Hormone metabolism are differentially expressed at the onset of competition. Additionally, we found that queens that initiate reproductive development faster and, to a certain extent, shed their wings faster after orphaning are more likely to become replacement queens. These results provide candidate genes that are putatively linked to competition outcome. To determine the extent to which specific genes affect different aspects of life in ant colonies, functional tests such as gene activation and silencing will still be required. We conclude by discussing some of the challenges and opportunities for molecular-genetic research on ants. RÉSUMÉ Les sociétés d'abeilles, de termites et de fourmis sont d'une complexité proche de celle de la nôtre et ont depuis longtemps fasciné l'Homme. Cependant, leur étude était jusqu'à présent limitée aux observations et expériences comportementales. L'avènement de la biologie moléculaire a d'abord rendu possible l'étude moléculaire et génétique du développement d'organismes modèles tels que la mouche Drosophila melanogaster ou le nématode Caenorhabditis elegans, puis dans un second temps de leur comportement. De telles études deviennent désormais possibles pour les insectes sociaux. Nous avons développé une puce à ADN permettant de déterminer simultanément les niveaux d'expression de 1oooo gènes de la fourmi de feu, Solenopsís invicta. Ces gènes ont été séquencés puis assemblés et annotés à l'aide de pipelines que nous avons développés. En se basant sur les informations obtenues, nous avons créé un portail web, Fourmidable. Ce portail vise à centraliser toutes les informations de séquence, d'annotation et d'expression de gènes, ainsi que les protocoles de laboratoire utilisés pour la recherche sur les fourmis. Par la suite, nous avons utilisé les outils développés pour étudier un aspect particulier de S. invicta. Chez les animaux grégaires, une hiérarchie sociale peut déterminer le statut reproducteur des individus. Suite à la mort d'un individu dominant, les individus subordonnés peuvent entrer en compétition en vue d'améliorer leur statut. Un tel phénomène se produit au sein des colonies monogynes de S. invicta, qui contiennent habituellement une unique reine mère, des milliers d'ouvrières et des centaines de reines vierges ailées. Suite à la mort de la reine mère, dominante, un grand nombre de reines vierges, subordonnées, perdent leurs ailes et activent leurs organes reproducteurs au lieu de partir en vol nuptial. Au cours des semaines suivantes, les ouvrières exécutent la plupart de ces reines sur la base de signaux olfactifs produits lors de l'activation des organes reproducteurs. Afin de mieux comprendre les mécanismes moléculaires impliqués, nous avons étudié l'expression de gènes au début de cette compétition. Nous avons identifié 297 gènes différemment exprimés, dont l'annotation indique qu'ils seraient impliqués dans des processus biologiques dont la communication olfactive, le développement des organes reproducteurs et la métabolisation de l'hormone juvénile. Par la suite, nous avons déterminé que la vitesse à laquelle les reines perdent leurs ailes en début de compétition ainsi que les niveaux d'expression de gènes sont corrélés à la probabilité de survie des reines. Nous concluons en discutant des opportunités offertes par la recherche génétique sur les fourmis ainsi que les défis qu'elle devra surmonter.

Carbon stock and its compartments in a subtropical oxisol under long-term tillage and crop rotation systems

Soil organic matter (SOM) plays a crucial role in soil quality and can act as an atmospheric C-CO2 sink under conservationist management systems. This study aimed to evaluate the long-term effects (19 years) of tillage (CT-conventional tillage and NT-no tillage) and crop rotations (R0-monoculture system, R1-winter crop rotation, and R2- intensive crop rotation) on total, particulate and mineral-associated organic carbon (C) stocks of an originally degraded Red Oxisol in Cruz Alta, RS, Southern Brazil. The climate is humid subtropical Cfa 2a (Köppen classification), the mean annual precipitation 1,774 mm and mean annual temperature 19.2 ºC. The plots were divided into four segments, of which each was sampled in the layers 0-0.05, 0.05-0.10, 0.10-0.20, and 0.20-0.30 m. Sampling was performed manually by opening small trenches. The SOM pools were determined by physical fractionation. Soil C stocks had a linear relationship with annual crop C inputs, regardless of the tillage systems. Thus, soil disturbance had a minor effect on SOM turnover. In the 0-0.30 m layer, soil C sequestration ranged from 0 to 0.51 Mg ha-1 yr-1, using the CT R0 treatment as base-line; crop rotation systems had more influence on soil stock C than tillage systems. The mean C sequestration rate of the cropping systems was 0.13 Mg ha-1 yr-1 higher in NT than CT. This result was associated to the higher C input by crops due to the improvement in soil quality under long-term no-tillage. The particulate C fraction was a sensitive indicator of soil management quality, while mineral-associated organic C was the main pool of atmospheric C fixed in this clayey Oxisol. The C retention in this stable SOM fraction accounts for 81 and 89 % of total C sequestration in the treatments NT R1 and NT R2, respectively, in relation to the same cropping systems under CT. The highest C management index was observed in NT R2, confirming the capacity of this soil management practice to improve the soil C stock qualitatively in relation to CT R0. The results highlighted the diversification of crop rotation with cover crops as a crucial strategy for atmospheric C-CO2 sequestration and SOM quality improvement in highly weathered subtropical Oxisols.