Contribution des légumineuses, des champignons endophytes et mycorhiziens dans la nutrition azotée des prairies indigènes semi-arides

Les prairies indigènes présentent une source importante d'alimentation pour le pâturage du bétail dans les prairies Canadiennes semi-arides. L'addition de légumineuses fixatrices d'azote et de phosphore dans les prairies indigènes peut améliorer la productivité et la valeur nutritive de fourrage. Ces pratiques peuvent induire des modifications de la structure et de la diversité des communautés fongiques du sol, ce qui peut en retour avoir un impact sur la production et le contenu nutritionnel du fourrage. L’objectif de cette étude était de développer un système de pâturage à bas niveau d’intrants, productif, autonome et durable. À court terme, nous voulions 1) déterminer l'effet des légumineuses (Medicago sativa, une légumineuse cultivée ou Dalea purpurea, une légumineuse indigène) et la fertilité en phosphore du sol sur la productivité et la valeur nutritive des graminées indigènes, comparées avec celles de la graminée introduite Bromus biebersteinii en mélange avec le M. sativa, 2) identifier l'effet de ces pratiques sur la diversité et la structure des communautés des champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA) et des champignons totaux, 3) identifier l'effet des légumineuses et des CMA sur les interactions compétitives entre les graminées de saison fraîche et les graminées de saison chaude. Les expériences menées au champ ont montré que M. sativa améliorait les teneurs en azote et en phosphore des graminées indigènes au début de l'été, ainsi que la teneur en azote de la graminée de saison chaude Bouteloua gracilis à la fin de l'été de l'année sèche 2009. Par contre, la fertilité en phosphore du sol n'ait pas affecté la productivité des plantes. D'autre part, l'inclusion des légumineuses augmentait la diversité des CMA dans le mélange de graminées indigènes. Cette modification présentait des corrélations positives avec la productivité et la quantité totale d'azote chez le M. sativa et avec la teneur en phosphore des graminées indigènes, au début de l'été. La structure des communautés de champignons totaux était influencée par l'interaction entre le mélange des espèces et la fertilité en phosphore du sol seulement en 2008 (année humide). Cet effet pourrait être lié en partie avec la productivité des plantes et l'humidité du sol. Les expériences menées en chambre de culture ont montré que les CMA peuvent favoriser la productivité des graminées de saison chaude au détriment des graminées de saison fraîche. En effet, Glomus cubense augmentait la productivité de la graminée de saison chaude B. gracilis, en présence de M. sativa. Cet effet pourrait être associé à l’effet négatif du G. cubense sur la fixation de l’azote par le M. sativa et à la diminution de l’efficacité d’utilisation de l'azote de certaines graminées de saison fraîche résultant en une augmentation de la disponibilité de l'azote pour B. gracilis. Par contre, le Glomus sp. augmentait la biomasse de Schizachyrium scoparium, autre graminée de saison chaude, en absence de légumineuse. Ce phénomène pourrait être attribuable à une amélioration de l’efficacité d’utilisation du P de cette graminée. En conclusion, mes travaux de recherche ont montré que la légumineuse cultivée M. sativa peut améliorer la valeur nutritive des graminées indigènes au début de l'été ainsi que celle de la graminée de saison chaude B. gracilis, dans des conditions de sécheresse sévère de la fin de l'été. De plus, l'addition de M. sativa dans le mélange de graminées indigènes peut contribuer à augmenter le nombre des espèces bénéfiques des CMA pour la production et la nutrition du fourrage au début de l'été.

Diversité des champignons endophytes mycorhiziens et de classe II chez le pois chiche, et influence du génotype de la plante

réalisé en cotutelle avec la Faculté des Sciences de Tunis, Université Tunis El Manar.

Carbon metabolism in transgenic roots with altered levels of hexokinase and triosephosphate isomerase and growing under different nitrogen status

Ce projet a pour but d’évaluer la capacité de la voie des pentoses phosphates (VPP) dans les racines transgéniques de pomme de terre (Solanum tuberosum) modifiées pour exprimer différents niveaux de l'hexokinase (HK) et de la triosephosphate isomérase cytosolique (cTPI). Dans les racines, la VPP alimente la voie de l’assimilation de l’azote en equivalents réducteurs et permet donc la biosynthèse des acides aminés. Le glucose-6-phosphate produit par l’HK est consommé par la partie oxydative de la VPP catalysée par la glucose-6-phosphate déshydrogénase (G6PDH) et la 6-phosphogluconate déshydrogénase (6PGDH). Les changements dans l'expression de HK et cTPI peuvent affecter le fonctionnement de la VPP et les mécanismes qui sont liés à l’utilisation des équivalents réducteurs produits par la VPP, comme l'assimilation de l’azote et la synthèse des acides aminés. Afin d’évaluer l’effet des manipulations génétiques de l’HK et de la cTPI sur l’assimilation de l’azote, nous avons cultivé les racines transgéniques sur des milieux contenant des concentrations élevées (7 mM) ou basses (0,7 mM) de nitrate d’ammonium comme source d’azote. Les résultats montrent que la culture sur un milieu riche en azote induit les activités G6PDH et 6PGDH. Les données montrent que la capacité de la VPP est plus grande avec des niveaux élevés en HK ou en cTPI. Nous avons aussi pu démontrer une plus grande activité spécifique de l’HK dans les conditions pauvres en azote. Ces données ont été complémentées par des mesures des pools d’acides aminés dans les racines transgéniques cultivées sur différents niveaux d’azote. Aucune tendance notable des pools d’acides aminés n’a été remarquée dans les racines modifiées pour leur contenu en HK suggèrant que la manipulation de HK n’affecte pas l'assimilation de l’azote. Dans les racines transgéniques modifiées pour la cTPI, les ratios Gln/Glu et Asn/Asp sont plus élevés chez les clones antisens, indiquant une assimilation de l’azote plus élevée. Ces résultats ont démontré l'activation de l'assimilation de l’azote chez les clones antisens cTPI dans les conditions élevées et basses d’azote alors que la manipulation de l’HK n’affecte pas l’assimilation de l’azote.

Allocation du carbone et métabolisme azoté chez l'haptophyte Tisochrysis lutea

The aim of this thesis is to improve knowledge on mechanisms involved in the response to nitrogen limitation and in lipid accumulation in the microalgae haptophyte Tisochrysis lutea. The wild type strain and a lipid accumulating mutant strain were grown under different nitrogen limitation and starvation and analyzed by functional genomics. Four genes of high-affinity nitrate/nitrite transporter (Nrt2) were identified and characterized to reveal the mechanisms involved in mineral absorption in this species. Transcriptomes of both strains were sequenced and proteins affected by nitrogen starvation and differentially expressed between the two strains were identified. We so identified the functions regulated by nitrogen deficiency and potentially involved in the accumulation of storage lipids. The responses of both strains to thin variations of nitrogen limitation were studied. The results of high-throughput proteomic analyzes suggest that the lipid-accumulation in the mutant strain is the result of carbon metabolism impacted overall, this spurred on signaling mechanisms. Two proteins have been studied since probably involved in carbon and nitrogen remobilization from amino acids catabolism during nitrogen limitation. This work increases knowledge on haptophytes, and brings assumptions on metabolic key involved in nitrogen limitation and carbon allocation in microalgae.

Nutrition et état de santé : études paléochimique et paléopathologique de la population exhumée du cimetière protestant Saint-Matthew, ville de Québec, Canada (1771-1860)

Quatre-vingt-quinze squelettes humains issus des fouilles archéologiques du cimetière protestant Saint-Matthew (ville de Québec, 1771-1860) ont été étudiés en associant deux aspects de la paléonutrition : la paléochimie et la paléopathologie. Le but de cette recherche est d’explorer la relation entre nutrition et état de santé pour cette population préindustrielle. Des informations directes sur l’alimentation ont été recueillies par l’analyse des isotopes stables du carbone et de l’azote du collagène des os, et des informations indirectes ont été obtenues par une quantification de l’état de santé des individus. Les méthodes paléopathologiques utilisées sont celles de l’« indice de santé » (Steckel et al., 2002) pour la comparaison interpopulationnelle, puis des méthodes comprenant des degrés de sévérité plus précis afin d’étudier les variations intrapopulationnelles. L’analyse de ces données atteste d’un état de santé relativement mauvais par comparaison avec d’autres groupes nord-américains contemporains, malgré une alimentation similaire. Des différences alimentaires ont été observées en fonction des données paléodémographiques (âge, sexe), mettant notamment en évidence une variabilité temporelle dans la réalisation du processus de sevrage. De plus, un régime alimentaire moins riche en ressources C4 (maïs, sucre de canne) et en ressources animales (viande, poissons, produits laitiers) a été constaté pour les enfants entre 2 et 7 ans par rapport aux individus plus vieux. Enfin, une relation possible entre la sévérité de certaines pathologies (cribra orbitalia et périostite) et la consommation des ressources alimentaires en C4 et/ou marines et riches en protéines a été observée.

[should Pediatric Parenteral Nutrition Be Individualized?].

Parenteral nutrition (PN) formulations are commonly individualized, since their standardization seem inadequate for the pediatric population. This study aimed to evaluate the nutritional state and the reasons for PN individualization in pediatric patients using PN hospitalized in a tertiary hospital in Campinas, São Paulo. This longitudinal study comprised patients using PN followed by up to 67 days. Nutritional status was classified according to the criteria established by the World Health Organization (WHO) (2006) and WHO (2007). The levels of the following elements on blood were analyzed: sodium, potassium, ionized calcium, chloride, magnesium, inorganic phosphorus and triglycerides (TGL). Among the criteria for individualization, were considered undeniable: significant reduction in blood levels of potassium (<3 mEq/L), sodium (<125 mEq/)L, magnesium (<1 mEq/L), phosphorus (<1.5 mEq/L), ionic calcium (<1 mmol) and chloride (<90 mEq/L) or any value above the references. Twelve pediatric patients aged 1 month to 15 years were studied (49 individualizations). Most patients were classified as malnourished. It was observed that 74/254 (29.2%) of examinations demanded individualized PN by indubitable reasons. The nutritional state of patients was considered critical in most cases. Thus, the individualization performed in the beginning of PN for energy protein adequacy was indispensable. In addition, the individualized PN was indispensable in at least 29.2% of PN for correction of alterations found in biochemical parameters.

Mineral Nutrition Of Campos Rupestres Plant Species On Contrasting Nutrient-impoverished Soil Types.

In Brazil, the campos rupestres occur over the Brazilian shield, and are characterized by acidic nutrient-impoverished soils, which are particularly low in phosphorus (P). Despite recognition of the campos rupestres as a global biodiversity hotspot, little is known about the diversity of P-acquisition strategies and other aspects of plant mineral nutrition in this region. To explore nutrient-acquisition strategies and assess aspects of plant P nutrition, we measured leaf P and nitrogen (N) concentrations, characterized root morphology and determined the percentage arbuscular mycorrhizal (AM) colonization of 50 dominant species in six communities, representing a gradient of soil P availability. Leaf manganese (Mn) concentration was measured as a proxy for carboxylate-releasing strategies. Communities on the most P-impoverished soils had the highest proportion of nonmycorrhizal (NM) species, the lowest percentage of mycorrhizal colonization, and the greatest diversity of root specializations. The large spectrum of leaf P concentration and variation in root morphologies show high functional diversity for nutritional strategies. Higher leaf Mn concentrations were observed in NM compared with AM species, indicating that carboxylate-releasing P-mobilizing strategies are likely to be present in NM species. The soils of the campos rupestres are similar to the most P-impoverished soils in the world. The prevalence of NM strategies indicates a strong global functional convergence in plant mineral nutrition strategies among severely P-impoverished ecosystems.

Do school based food and nutrition policies improve diet and reduce obesity?

OBJECTIVE: To review the effectiveness of school food and nutrition policies world wide in improving the school food environment, student's dietary intake, and decreasing overweight and obesity. METHODS: Systematic review of published and unpublished literature up to November 2007 of three categories of nutrition policy; nutrition guidelines, regulation of food and/or beverage availability, and price interventions applied in preschools, primary and secondary schools. RESULTS: 18 studies met the inclusion criteria. Most evidence of effectiveness was found for the impact of both nutrition guidelines and price interventions on intake and availability of food and drinks, with less conclusive research on product regulation. Despite the introduction of school food policies worldwide few large scale or national policies have been evaluated, and all included studies were from the USA and Europe. CONCLUSION: Some current school policies have been effective in improving the food environment and dietary intake in schools, but there is little evaluation of their impact on BMI. As schools have been proposed worldwide as a major setting for tackling childhood obesity it is essential that future policy evaluations measure the long term effectiveness of a range of school food policies in tackling both dietary intake and overweight and obesity.

Nutrition and health: the issue is not food, nor nutrients, so much as processing [Invited commentary]

Orthodox teaching and practice on nutrition and health almost always focuses on nutrients, or else on foods and drinks. Thus, diets that are high in folate and in green leafy vegetables are recommended, whereas diets high in saturated fat and in full-fat milk and other dairy products are not recommended. Food guides such as the US Food Guide Pyramid are designed to encourage consumption of healthier foods, by which is usually meant those higher in vitamins, minerals and other nutrients seen as desirable.What is generally overlooked in such approaches, which currently dominate official and other authoritative information and education programmes, and also food and nutrition public health policies, is food processing. It is now generally acknowledged that the current pandemic of obesity and related chronic diseases has as one of its important causes increased consumption of convenience including pre-prepared foods(1,2). However, the issue of food processing is largely ignored or minimised in education and information about food, nutrition and health, and also in public health policies.A short commentary cannot be comprehensive, and a general proposal such as that made here is bound to have some problems and exceptions. Also, the social, cultural, economic and environmental consequences of food processing are not discussed here. Readers comments and queries are invited

Effects of Molybdenum, Nickel, and Nitrogen Sources on the Mineral Nutrition and Growth of Rice Plants

Upland rice plants, cultivar `IAC 202,` were grown in nutrient solution until full tillering. Treatments consisted of ammonium nitrate (AN) or urea (UR) as nitrogen (N) source plus molybdenum (Mo) and/or nickel (Ni): AN + Mo + Ni, AN + Mo - Ni, AN - Mo + Ni, UR + Mo + Ni, UR + Mo - Ni, and UR - Mo + Ni. The experiment was carried out to better understand the effect of these treatments on dry-matter yield, chlorophyll, net photosynthesis rate, nitrate (NO3 --N), total N, in vitro activities of urease and nitrate reductase (NR), and Mo and Ni concentrations. In UR-grown plants, Mo and Ni addition increased yield of dry matter. Regardless of the N source, chlorophyll concentration and net photosynthesis rate were reduced when Mo or Ni were omitted, although not always significantly. The omission of either Mo or Ni led to a decrease in urease activity, independent of N source. Nitrate reductase activity increased in nutrient solutions without Mo, although NO3 --N increased. There was not a consistent variation in total N concentration. Molybdenum and Ni concentration in roots and shoots were influenced by their supply in the nutrient solution. Molybdenum concentration was not influenced by N sources, whereas Ni content in both root and shoots was greater in ammonium nitrate-grown plants. In conclusion, it can be hypothesized that there is a relationship between Mo and Ni acting on photosynthesis, although is an indirect one. This is the first evidence for a beneficial effect of Mo and Ni interaction on plant growth.

Nitrogen, phosphorus and potassium dose effect in the graft box of lemon tree (of the family Rutaceae) nutrition and production.

Nitrogen, phosphorus and potassium dose effect in the graft box of lemon tree (of the family Rutaceae) nutrition and production. The aim of the study was to evaluate the graft box of lemon tree (of the family Rutaceae) nutritional state and its components of growth in function of nitrogen, phosphorus and potassium dose by fertilization. The experimental outlining was entirely made casually in factorial scheme 3(3) + 1, being 3 factors (nitrogen, phosphorus and potassium - NPK), 3 doses and in evidence (without fertilization), with 3 repetitions. The experimental milt was constituted by two tubes of 2,8 cm diameter and 12,3 cm high with a graft box (Hipobioto) of lemon tree (of the family Rutaceae) in each tube. The doses used were constituted by doses of N (460; 920 e 18,10 mg dm(-3)), P (50; 100 e 200 mg dm(-3)) and K (395; 790 e 1580 mg dm(-3)). The fertilization with N and K was carried out by fertirrigations and the P added to the substract of Pinus rind and vermiculite before the seeding. when the plants were 133 days after the germination they were subdivided in radicular system and air part for the determinations of the dry matter mass, height, foliar area, stem diameter and contents of nutrients. The N, K and P doses of 920 mg dm(-3), 790 mg dm(-3), 100 mg dm(-3), respectively, were enough for the suitable development of the graft box of lemon tree (of the family Rutaceae) in tubes.

Reclaimed wastewater: Effects on citrus nutrition

The effects of irrigation with reclaimed wastewater (RWW) were compared with well water (WW) on citrus (Citrus paradisi Macfad. X Citrus aurantium L) nutrition. The deviation from the optimum percentage (DOP) index of macro- and micro-nutrients were used to evaluate the nutritional status: optimal (DOP = 0), deficiency (DOP < 0) or excess (DOP > 0). After 11 years of RWW irrigation the influence on nutrient concentration in plants decreased in the order: B > Zn > Mn = Ca > Cu > Mg > P > K. Reclaimed wastewater irritation positively affected citrus nutrition as it rendered the concentration of macronutrients, i.e. P, Ca, and K. closer to their optimum levels (Sigma DOP(macro) = 7). However micro-nutrients tended to be excessive in plants (EDOP(micro) = 753) due to imbalanced supply of these elements in the RWW, particularly, for B and Cu. Citrus groves with long-term RWW irrigation may exercised caution in monitoring concentrations of B and Cu to avoid plant toxicity and soil quality degradation. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Nutrition in bean plants and anthracnose intensity in function of silicon and copper application.

Nutrition in bean plants and anthracnose intensity in function of silicon and copper application. The objective of this work was to evaluate the effect of calcium silicate and copper sulfate on anthracnose intensity and nutrition of bean plants. The experiment was conducted using an experimental design in randomized blocks following a 4 x 4 factorial arrangement , (four levels of calcium silicate and four levels of copper sulfate) and two additional treatments (plants without inoculation and plants sprinkled with Benomyl). Four evaluations of the incidence and severity of anthracnose were done, in addition to measuring, total leaf area. At the end of the evaluations, incidence: and data were integrated over time, obtaining the area under disease progress curve (AUDPC). Contents of N, P, K, Ca, Mg, B, Cu, Fe, Mn, Zn, Si and lignin were determined in the aerial Part. A linear decrease of the intensity AUDPC was observed with the increase of the doses of calcium silicate. The severity AUDPC was influenced by the doses of copper, obtaining a reduction of 35% on the higher dosage. The supply of silicon and copper altered the content of the K, mg, S, Zn, Ca and Si in the aerial part of the bean plants.