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Nouveau projet Robin Root en préparation
Dans le cadre du nouvel appel d'offres d'Interreg Oberrhein en juillet 2024, un projet de suite Robin Root est actuellement en préparation, impliquant une partie des partenaires de Kliwiresse, complétés par l'Institut de Viticulture de Fribourg, l'Université Haute Alsace, l'INRA Colmar. , la Kiefer & Sester Rebschule et la Start-up Vertical Farm Tech de Karlsruher y participent. Ce projet vise également à aider la viticulture à s'adapter au changement climatique. L'accent est mis sur les racines des porte-greffes de vigne - leur résilience doit être améliorée non seulement par la sélection, mais aussi par l'influence des micro-organismes dans la zone racinaire, mais aussi par la stimulation par l'aéroponie.
Le nouveau projet s'appuie sur les résultats des précédents projets Interreg BACCHUS, VITIFUTUR, DIALOGPROTEC et KLIWIRESSE et rassemble la collaboration de recherche fructueuse des partenaires de la région depuis de nombreuses années. La date de début souhaitée serait août 2025.
From the Root Chip to the Bioherbicide
Du biopuce au bioherbicide Les plantes ont tout pour plaire. On estime qu'un million de principes actifs sont présents uniquement dans les plantes et ont pour tâche d'exploiter d'autres organismes pour les besoins de la plante. Les voies de signalisation cellulaire dans l’organisme cible sont souvent manipulées. Nous, les humains, n'y sommes pas non plus à l'abri : qu'il s'agisse de caféine, d'opium ou de cannabis, notre système nerveux est toujours trompé par des ingrédients à base de plantes. Nous venons de découvrir un cas particulièrement curieux de manipulation de plantes. Nos monnaies ont battu leurs concurrents en les « sentant à mort ». Alors pourquoi ne se transportent-ils pas sur les éternels terrains de chasse, après tout, ils sont exposés aux plus fortes doses de ces substances ? En utilisant l'exemple de la menthe frisée, nous pouvons montrer que le parfum carvone persuade les cellules racinaires de la plante cible de dissoudre leurs microtubules en quelques minutes et de se suicider peu de temps après. Si vous modifiez de petits détails chimiques dans la structure de la carvone, l'effet disparaît complètement. Cela montre que la carvone n’est pas un poison, mais un signal manipulateur. Apparemment, il est capable de se lier à un récepteur spécial de la plante cible qui est par ailleurs impliqué dans la défense contre les microbes. Il est ici tout à fait logique que la cellule infectée se sacrifie par suicide et entraîne ainsi l'agent pathogène avec elle jusqu'à la mort, afin que les autres cellules soient protégées. Nous soupçonnons que la menthe modifie son propre récepteur afin que la carvone ne puisse pas se lier. Des signaux qui éliminent les concurrents – un phénomène comme celui-ci présente évidemment un grand potentiel pour le développement de nouveaux bioherbicides. Dans l'étape suivante, nous voulons savoir qui écoute ce signal, c'est-à-dire identifier le récepteur. Nous avons pu découvrir cette stratégie sophistiquée dans le cadre de notre projet DialogProTec (offensive scientifique interreg Oberrhein) dans le cadre d'une coopération interdisciplinaire avec des partenaires du Campus Nord IMT, de l'Université de Strasbourg, de l'Institut des agents biologiques de Kaiserslautern, de l'Université de Fribourg et de l'Institut de recherche. pour l'agriculture biologique à Frick et publié dans le Journal of Experimental Botany.
210. Hering N, Schmit AC, Herzog E, Corbin LT, Schmidt-Speicher L, Ahrens R, Fauconnier ML, *Nick P* (2024) Spearmint Targets Microtubules by (−)-Carvone. Hort Res. doi.org/10.1093/hr/uhae151
Nouvelle approche pour contenir Esca & Co
Le rôle de l’azote Esca & Co ne sont pas une maladie nouvelle. La seule nouveauté est l’ampleur de l’épidémie due au changement climatique. Nos travaux sur l'immunité des plantes ont montré que l'apparition des symptômes est liée à une communication chimique altérée entre les champignons lignicoles et la plante. Nous avons même pu clarifier certains signaux. Au centre de ce phénomène se trouvent les substances phénoliques de la plante, qui sont soit formées comme substances de défense contre les microbes (appelées phytoalexines), soit qui agissent comme précurseurs de la lignine, une substance du bois, et qui, lorsque la formation de la lignine est ralentie en raison du stress climatique, s'accumulent. et signale au champignon que son « hôte » est affaibli. Le point d’entrée dans cette voie métabolique est la désamination de l’acide aminé phénylalanine, qui libère de l’ammonium. L'ammonium, à son tour, joue un rôle important dans une deuxième porte d'entrée : la glutamine est formée en se liant à l'acide aminé glutamate, d'où ce groupe aminé est transmis pour former tous les autres acides aminés. La formation de protéines et la formation de substances phénoliques sont donc étroitement liées. Pouvons-nous utiliser cette chaîne pour influencer positivement le processus pathologique en modifiant le niveau d’azote (par exemple via des microbes) ? Dr. Elnaz Zareei est maintenant venue d'Iran au JKIP dans le cadre d'une bourse de recherche Georg Forster de deux ans pour étudier précisément cette question.
Communication saine
Dans nos travaux précédents, nous avons découvert comment le stress climatique, par la production d'acide férulique, amène les champignons vivant dans le bois de la vigne
à produire le signal mortel, la fusicoccine A, déclenchant ce que l'on appelle l'effondrement apoplectique de la vigne. Nous avons désormais pu découvrir ce que fait le champignon lorsqu'il
n'est pas alerté par l'acide férulique : il produit de l'acide 4-hydroxyphényl acétique. Cette substance simule l'auxine de la plante et désactive intelligemment une partie du système de
défense, à savoir une enzyme qui forme la substance défensive ptérostilbène. Cet imitateur d'auxine peut également stimuler la croissance, de sorte que le champignon profite à l'hôte et
crée ainsi sa propre source de nourriture. Alors, l’acide 4-hydroxyphényl acétique est-il une molécule qui crée un compromis chimique entre l’hôte et le champignon ? Si tel est le cas,
peut-être pourrions-nous trouver les conditions pour maintenir Esca & Co en paix, même sous le stress climatique ? Ce travail commun a maintenant été publié dans une revue internationale
de haut rang:
202. Flubacher NS, Baltenweck R, Hugueney P, Fischer J, Thines E, Riemann M, Nick P, Khattab IM (2023) The fungal metabolite 4-hydroxyphenylacetic acid from Neofusicoccum parvum modulates defence responses in grapevine. Plant Cell & Environment 46, 3575-3591
Communiquer au lieu d'empoisonner - rapport sur les résultats du projet publié dans BIOSpektrum
Notre aperçu des résultats de notre projet a été publié dans le numéro d'avril 2023 de la revue biotechnologique BIOSpektrum (Springer Nature). Il est montré comment de nouvelles technologies
et de nouvelles idées ont été développées à partir de considérations très fondamentales sur l'évolution et la communication afin de trouver des signaux chimiques avec lesquels les champignons
manipulent le système immunitaire des plantes, mais aussi des signaux avec lesquels les plantes poussent les concurrents au suicide. En utilisant l'exemple des bioherbicides fabriqués
à partir d'huile de menthe, nous montrons comment la recherche fondamentale conduit à de nouvelles applications - ici dans le domaine de la protection durable des cultures.
Nick P (2023) Kommunizieren statt vergiften – neue Strategien für den Pflanzenschutz. Biospektrum 29, 213–217
„Dialogue au lieu de club - nouvelle stratégie pour une protection durable des cultures“
Le changement climatique crée du stress, une chance pour les ravageurs d'exploiter les faiblesses et de se multiplier. Ceci est désastreux et souvent mortel pour la plante affectée. Au lieu de continuer à sécuriser les rendements avec des substances toxiques, le projet transfrontalier DialogProTec poursuit désormais une toute nouvelle approche :
les chercheurs veulent intervenir dans la communication entre les plantes et les ravageurs et ainsi les maintenir en bonne santé. Entre autres en développement : un « vaccin pour les plantes » pour renforcer préventivement le système immunitaire.
Plus d'informations :
https://www.biooekonomie-bw.de
M4F actualités: Comment le stress climatique rend les plantes malades
Esca & Co est en fait une maladie liée au stress. Les champignons responsables peuvent s'installer dans le bois pendant de nombreuses années sans provoquer de symptômes. Cependant, si la plante est exposée à un stress climatique, comme cela se produit de plus en plus souvent dans ce pays, le champignon peut s'en apercevoir et tirer ensuite d'autres ficelles - il tue son hôte, vole l'énergie du cadavre, a des relations sexuelles et court loin (il forme des spores). Le sens évolutif est que le champignon ne peut plus attendre grand-chose d'un hôte malade et doit donc trouver un nouveau lieu de séjour. Ainsi, l'épidémie d'Esca & Co est contrôlée par des signaux chimiques. En coopération avec l'Institut de recherche sur les médicaments biologiques (IBWF) de Kaiserslautern, nous avons maintenant réussi à clarifier deux de ces signaux. En situation de stress, l'acide férulique s'accumule dans le bois de la vigne car ce précurseur de la lignine, substance du bois, ne peut plus être incorporé. Le champignon Neofusicoccum parvum a "appris" à reconnaître l'acide férulique comme un signal de crise de la plante hôte et réagit ainsi en produisant de la fusicoccine A. La fusicoccine A est également un signal. Il déclenche la mort cellulaire programmée de la vigne, une forme de suicide cellulaire qui vise en fait à protéger contre les pathogènes dits biotrophes. Ces agents pathogènes "modernes" peuvent transformer la cellule hôte en une sorte de zombie qui approvisionne volontairement l'intrus en sucre. Les maladies économiquement importantes, le mildiou et l'oïdium, sont incluses ici. Le suicide de la cellule zombie tue également ces pathogènes biotrophes. Cependant, cette forme de défense est totalement inappropriée pour se défendre contre Esca & Co. Les champignons Esca se nourrissent de toute façon de cadavres de cellules, ils sont, comme on dit, nécrotrophes. Une cellule hôte qui se tue est donc une bonne nourriture pour le champignon. La fusicoccine A manipule ainsi les défenses de la plante d'une manière qui ne profite pas à la plante mais profite au champignon. Nous avons maintenant pu élucider cette manipulation sophistiquée des signaux chimiques et venons de la publier dans la revue Plant Cell & Environment.
Khattab I, Fischer J, Kazmierczak A, Thines E, Nick P (2022) Chasse au signal d'abandon des plantes activant l'apoplexie dans les vignes après une infection par Neofusicoccum parvum, New Phytologist, Plant Physiol, rejeté, resoumis Plant Cell Environment doi.org/10.1111/pce .14468
Symposium final DialogProTec
Jeudi, le 7 juillet 2022 le symposium de fermeture de notre projèt DialogProTec sera organisé.
Venue: Staatsweingut Blankenhornsberg près de Ihringen, Kaiserstuhl et en forme hybride par ZOOM.
>>> Inscription <<<
Dans le part scientifique (comme hybrid avec la possibilité de participer virtuellement) dans le matin, nous presenterons notre recherche interdisciplinaire entre la technologie de microsystèmes, la chimie des components naturelles, la physiologie de stress des plantes, et la biologie moleculaire et cellulaire des plantes pour analyser le dialogue chimique entre les plantes et les champignons, mais aussi entre les plantes soi-memes. Nous presenterons comme nous avons reussis de dechiffrer quelques signaux. Dans le part pratique après midid, nous discuterons avec les viticulteurs, comment la viticulture dans la region pourrais etre rendu plus resilient contre le changement climatique.
7ème rencontre de projet dans DialogProTec
Le 27 octobre 2021 a eu lieu la 7ème rencontre en ligne du projet DialogProTec. Lors de cette rencontre, les partenaires du projet ont présenté leurs derniers résultats de recherche et ont discuté de la meilleure façon d'utiliser les résultats du projet. D'une part, nous visons des coopérations avec l'industrie et menons des discussions avec des partenaires de coopération potentiels. D'autre part, les résultats de notre projet doivent être rendus accessibles à d'autres scientifiques et au grand public. Pour ce faire, nous prévoyons d'organiser un symposium au printemps 2022, au cours duquel nous présenterons les résultats obtenus dans le cadre de DialogProTec.
Réunion du projet DialogProTec
Le 27 juillet 2021, la 6ème réunion virtuelle du projet a eu lieu, où tous les partenaires ont présenté les derniers résultats du projet. En outre, il a été discuté de la manière dont les résultats du projet peuvent être rendus utilisables pour la pratique agricole de la meilleure façon possible grâce à la coopération avec l'industrie.
DialogProTec à « l' Innovation Day NEULAND » au KIT le 30 juin 2021
La Journée de l'Innovation NEULAND est une plateforme de rencontre pour tous ceux qui s'intéressent aux thèmes du transfert de technologie et de la création d'entreprises au KIT. DialogProTec s’y présentera sur son propre stand.
Vous trouverez plus d'informations et le programme ici :
https://kit-neuland.de/de/innovationstag/neuland-der-innovationstag.
« Les journées des plantes »
Les 25, 26 et 27 mai 2021 se sont tenues « Les journées des plantes » en ligne, de 16h à 18h15. Au programme : plusieurs conférences scientifiques par des diplômés de nos masters qui oeuvrent partout dans le monde sur des thématiques très variées. Mais aussi des discussions sur les parcours de masters et sur l’insertion professionnelle. Entre autres, une vidéo du projet de recherche international (Interreg, DialogProTec) et plus encore…
DialogProTec sur le marché des sciences de Fribourg 7.-26. Juin 2021
Sur le thème « Étonnement – Connaissances », participez cette année à la fête de la science de Fribourg par accès numérique (
https://freiburger-wissenschaftsmarkt.de/). Vous découvrirez comment la recherche dans la région contribue à résoudre des problèmes et défis sociaux importants aujourd’hui et pour notre avenir.
Sur le stand virtuel DialoProTec, vous en saurez plus sur la viticulture du Rhin supérieur en période de changement climatique, et comment notre projet œuvre à décoder la communication chimique entre les champignons nuisibles et la vigne et à valoriser ses connaissances pour la protection des plantes.
Le 11 juin à midi, il y aura un entretien en direct avec le professeur Michael Müller de l'Institut des sciences pharmaceutiques de l'Université de Fribourg et le professeur Peter Nick de l'Institut botanique de l'Institut de technologie de Karlsruhe, qui vous parleront de la manière dont la recherche interdisciplinaire favorise les innovations en matière de protection des cultures et ils présenteront des applications possibles.
Une nouvelle publication scientifique du KIT:
«Un bioréacteur microfluidique modulaire pour étudier les interactions cellule-cellule végétale»
Dans la publication de la revue scientifique Protoplasma, des scientifiques de l'Institut de botanique et de l'Institut de technologie des microstructures du KIT ont présenté leurs résultats conjoints du projet DialogProTec. Un bioréacteur microfluidique a été développé pour la culture de cellules végétales, de façon à imiter les interactions de cellule à cellule qui se produisent dans de vrais tissus végétaux. Dans une structure modulaire constituée de plusieurs bioréacteurs microfluidiques, différents types de cellules peuvent se connecter via un flux qui transporte des signaux ou des métabolites d'un module à l'autre. L'effet des substances de signalisation sur les cellules peut ainsi être directement observé et la communication chimique entre les cellules fongiques et végétales peut ainsi être déchiffrée.
Finkbeiner T, Manz C, Raorane ML, Metzger C, Schmidt-Speicher L, Shen N, Ahrens R, Maisch J, Nick P, Guber AE. A modular microfluidic bioreactor to investigate plant cell-cell interactions. Protoplasma. 2021 May 2. doi: 10.1007/s00709-021-01650-0.
Lien vers la publication:
https://link.springer.com/article/10.1007/s00709-021-01650-0
Réunion de projet DialogProTec
Le 23 avril 2021, la 5e réunion de projet de DialogProTec online a eu lieu. Lors de la réunion, les partenaires du projet ont échangé des informations sur l'avancement du projet et ont présenté leurs résultats actuels. En outre, diverses mesures de relations publiques ont été prévues pour cette année. Les dates et de plus amples informations seront annoncées ici.
Terrestrial University: Every Plant has a Story (to tell)
at the center of art and media (ZKM) in Karlsruhe
Thu, 25.02.2021, 7 pm; free entry
Uriel Orlow, Lili Carr, and Prof. Dr. Peter Nick in conversation
Please join via the link
https://zkm.de/en/event/2021/02/...
The event will be held in English.
If we want to understand the Critical Zone, we should listen to its inhabitants – including those who often do not get a chance to »speak«: plants. What can we learn from them? The fact that plants, unlike humans, animals, insects or bacteria, cannot move around does not mean that they just vegetate. They live, strive, perceive, communicate, and: tell stories.
In this way, plants can also tell us something about our history, as Uriel Orlow's work shows. His installation »Soil Affinities« makes visible the links between agriculturally used plants and colonial history. Here, plants become a compass that points to historical and contemporary (post-)colonial relationships.
As an architect and member of the Feral Atlas Collective, Lili Carr is concerned with the non-designed effects of human-made infrastructures on the natural environment, among other things, and how alternative models of architecture can incorporate them. She has also presented the »Feral Atlas« project at the Driving the Human Festival.
As an expert in molecular cell biology at the KIT Botanical Institute, Prof. Dr. Peter Nick wants to understand how plants manage to adapt so masterfully to their environment in order to survive, and what insights this can give us for a sustainable way of life.
Réunion virtuelle de projet
La première réunion du projet DialogProTec de l'année a eu lieu le 26 janvier 2021. Les résultats des trois derniers mois ont été présentés par les partenaires et les prochaines étapes conjointes ont été planifiées. Il existe déjà des premiers résultats prometteurs concernant l'effet des extraits fongiques sur la croissance et l'immunité des plantes.
Le plan initial prévoyait que tous les partenaires du projet se réunissent à tour de rôle tous les 6 mois chez un partenaire de projet différent sur site. Comme cela n'est actuellement pas possible, il a été décidé que les réunions de projet auraient lieu en visioconférence à distance et tous les 3 mois jusqu'à nouvel ordre.
Symposium transnational
sur les innovations en matière de protection durable des cultures
Dans le cadre de DialogProTec, un symposium en ligne a eu lieu le 17 décembre 2020 sur le thème « Des moyens innovants pour une protection durable des cultures - science et agriculture en dialogue ». Plus de 60 participants d'Allemagne, de France et de Suisse ont pris part à l'événement bilingue.
Dans les conférences scientifiques, les participants ont pu comprendre comment la communication naturelle entre les plantes et les agents pathogènes peut être déchiffrée, ouvrant ainsi de nouvelles possibilités pour une protection des plantes plus durable. A également été abordée la question de savoir comment la terre noire peut être utilisée pour renforcer la résistance des plantes. La discussion finale a porté sur les avantages concrets des connaissances scientifiques nouvellement acquises pour les pratiques agricoles dans la région du Rhin supérieur. En outre, les participants ont eu l'occasion d'engager un dialogue avec les experts et de discuter des applications possibles dans la protection durable des végétaux.
Save-the-date:
Symposium „Moyens novateurs de protection durable des
végétaux - Science et agriculture en dialogue”
Date: 17 décembre 2020; 13 h 00 à 16 h 00
Format et sujet: Présentations scientifiques et table ronde sur les thèmes
des innovations en matière de protection des cultures, de changement
climatique et de biodiversité
Emplacement: en ligne (visioconférence)
Langues: allemand et français
Plus d'informations et le programme complet
Réunion virtuelle de projet à Strasbourg
Le 6 octobre 2020, les participants au projet se sont réunis pour une réunion virtuelle organisée par l'Université de Strasbourg. Au cours de la réunion, les résultats récemment obtenus ont été discutés et les étapes suivantes de coopération ont été élaborées. De plus, un symposium portant sur l'échange entre science et agriculture dans la région du Rhin Supérieur a été planifié et se déroulera en ligne en décembre 2020. Une coopération avec une entreprise travaillant sur des améliorateurs de croissance des plantes a également été initiée et des plans concrets programmés. Cela contribuera à garantir que les résultats de DialogProTec ont un impact appliqué direct.
Les étés chauds et secs provoquent également l'effondrement soudain d'un nombre croissant de vignes au plus fort de leur productivité
Grâce à une combinaison de méthodes d'analyse moléculaire, métabolique, histochimique et par cryo-microscopie à balayage, nous pouvons maintenant mieux comprendre comment certaines vignes sauvages résistent à ces conditions extrêmes. Ces connaissances pourraient aider à armer les vignes et les arbres urbains contre les conséquences du changement climatique. Nos travaux ont été publiés dans la revue New Phytologist :
http://www.botanik.kit.edu/botzell/downloads/Pub_Khattab_2020.pdf
Arrêt de mort grâce à la menthe poivrée
Au KIT, premiers succès dans la recherche de bioherbicides
Les rendements élevés de notre agriculture industrielle ne sont possibles que grâce à l'utilisation massive d'herbicides. Si nos agriculteurs ne réduisaient pas les mauvaises herbes à l'aide de moyens chimiques, ils devraient faire face à une perte de rendement allant jusqu'à 50%. C'est la raison pour laquelle les associations d'agriculteurs mènent une campagne si intense contre l'interdiction des herbicides controversés comme le glyphosate. Les premiers résultats d'un projet de recherche de l'UE à l'Institut de technologie de Karlsruhe offrent désormais un moyen de résoudre ce dilemme. L'objectif est de produire des bioherbicides totalement non toxiques.
Cliquez ici pour l'interview radio (en allenmand) :
https://doi.org/10.5445/IR/1000119767
Réunion de projet virtuelle
En raison de la situation de la couronne, la réunion de projet a eu lieu virtuellement le 18 mars 2020. Tous les partenaires ont présenté leurs résultats déjà obtenus et les prochaines étapes du projet ont été convenues, également en ce qui concerne la situation actuelle.
Présentation de Posters à la "Conférence européenne de génétique fongique"
Le partenaire du projet IBWF a présenté une affiche sur le thème "Attaque fongique: communication chimique et stratégies de protection basées sur le métabolisme secondaire associé au chancre des arbres" lors de la "Conférence européenne de génétique fongique", qui s'est tenue à Rome du 17 au 20 février 2020.
Réunion de lancement à l’Institut de Botanique du KIT
Les partenaires du projet de DialogProTec se sont réunis le 3 septembre 2019 pour une première réunion conjointe à Karlsruhe. Lors de la réunion, les objectifs du projet ont été spécifiés, les listes de travaux individuels et de coopération entre les partenaires ont été discutés. La prochaine réunion du projet aura lieu en mars 2020 à l'Institut de biotechnologie et de recherche sur les médicaments (IBWF) à Kaiserslautern.
