Informations

4.2 : Notes de préparation de l'enseignant sur la croissance fongique - Biologie


Équipement et fournitures

  • 3 onces Tasses Dixie (minimum de 4 tasses par groupe)
  • Q-tips propres pour le transfert de moisissure
  • Poudre de gélatine ordinaire (contient des protéines)
  • Poudre de gelée d'orange (contient des protéines similaires, du sucre et des arômes)
  • Sucre
  • Du papier d'aluminium pour couvrir les tasses et éviter la lumière
  • Film plastique pour couvrir les gobelets
  • Des élastiques pour tenir le film plastique
  • Moisissures du pain, du fromage, etc. (Demandez aux élèves d'en apporter de la maison si possible.)
  • Sharpies (marqueurs pour tasses)
  • Loupes pour observer les moisissures (1 ou 2 par groupe)
  • Panneau d'affichage (1 par groupe)
  • Marqueurs d'affiches (plusieurs par groupe)

Préparations de l'enseignant :

  1. Quelques jours avant le début du laboratoire, demandez aux élèves d'apporter de la moisissure de la maison si possible.
  2. Avant le premier jour de laboratoire, préparez un nombre suffisant de gobelets Jell-O, en suivant les instructions sur l'emballage, mais en faisant du Jell-O double concentration pour éviter une liquéfaction excessive à température ambiante, surtout lorsque la moisissure se développe. Remplissez chaque tasse aux 2/3 environ, placez-les sur un plateau, couvrez le plateau d'une pellicule de plastique pour éviter la contamination par les spores fongiques en suspension dans l'air et placez-les au réfrigérateur jusqu'à ce qu'ils soient nécessaires. Vous voudrez également avoir du Jell-O disponible sous forme de poudre au cas où certains étudiants voudraient tester les différences de croissance de moisissures sur des substances qui contiennent ou non de l'eau. Si vous vous attendez à ce que certains de vos élèves testent les différences de croissance des moisissures entre les protéines et les protéines avec du sucre, préparez le nombre approprié de tasses contenant uniquement des protéines (gélatine ordinaire). Pour faire une protéine seulement moyenne, ajoutez deux tasses d'eau bouillante à un paquet de gélatine.
  • Le premier jour de laboratoire, vous aurez besoin des gobelets Jell-O et de gélatine préparés et des fournitures répertoriées, à l'exception des deux derniers articles. En examinant les modèles expérimentaux des élèves, encouragez chaque groupe à inclure au moins une condition dans laquelle la croissance de moisissure est susceptible de se produire. Les élèves doivent utiliser des cotons-tiges pour appliquer des quantités similaires de moisissure sur chaque tasse. Ensuite, s'il y a lieu, les élèves doivent couvrir chaque tasse d'une pellicule de plastique fixée avec un élastique. Une fois que les élèves ont décidé de la manière dont ils enregistreront la croissance des moisissures, ils doivent créer une fiche technique supplémentaire qui doit être affichée dans la salle de classe près des gobelets Jell-O où les élèves peuvent prendre leurs mesures et enregistrer leurs observations au cours de la semaine. Lorsque les groupes se réunissent à nouveau le Laboratoire Jour 2, les données peuvent être copiées sur la fiche individuelle de chaque étudiant.
  1. Les étudiants doivent prendre des données sur la croissance de la moisissure quotidiennement jusqu'au deuxième jour de laboratoire, au moins 5 jours après le premier jour de laboratoire. Le deuxième jour de laboratoire, en plus des tasses de croissance de moisissures et des loupes, ayez les marqueurs et le panneau d'affichage disponibles pour les présentations.

Informations pour l'interprétation des résultats

Les moisissures se développent mieux lorsque les glucides et les protéines sont disponibles, mais cette différence n'est pas toujours facilement observable, en partie parce que les élèves transfèrent souvent des aliments contenant du sucre avec la moisissure lorsqu'ils inoculent leurs tasses.

Le Jell-O aura tendance à devenir liquide à mesure que la moisissure en croissance sécrète des enzymes qui digèrent la matrice protéique du Jell-O.

Points d'enseignement :

Jour 1

  • Les champignons ne font pas de photosynthèse, ils ne peuvent donc pas faire leur propre nourriture.
  • Les moisissures se reproduisent par des spores suffisamment légères pour flotter dans l'air.
  • Conception expérimentale, y compris le concept d'un contrôle et pourquoi ils doivent prévoir d'avoir une paire de conditions expérimentales qui diffèrent par une seule caractéristique, ainsi que pourquoi la réplication est nécessaire

Jour 2

  • Demandez aux élèves d'interpréter les résultats, y compris les similitudes/différences entre les répétitions dans chaque condition (en leur rappelant la raison pour laquelle les répétitions sont nécessaires), ainsi que les différences de croissance de moisissures liées aux différences dans les conditions expérimentales.
  • S'il reste du temps, résumez les résultats expérimentaux sur une affiche succincte à partager.
  • Les meilleures conditions de conservation des aliments, en fonction de leurs résultats et d'informations complémentaires (si possible d'autres groupes de leur classe)

Monera

Toutes les bactéries ont une paroi cellulaire et une membrane cellulaire, mais pas d'organites (elles sont procaryotes). De nombreuses bactéries ont une couche de protection supplémentaire appelée capsule et flagelles (pour le mouvement).

  • Capsule: couche visqueuse pour la protection.
  • Paroi cellulaire: structure et protection.
  • Membrane cellulairee : sélectivement perméable contrôlant ce qui entre et sort de la cellule.
  • Flagelle: mouvement.
  • Chromosome: Gènes porteurs d'ADN et de protéines.
  • Ribosome: synthèse des protéines.
  • Cytoplasme: partie liquide de la cellule dans laquelle se produisent toutes les réactions métaboliques.
  • Plasmide: morceau d'ADN circulaire qui confère à la bactérie des caractéristiques particulières telles que la résistance aux antibiotiques.

Types de bactéries:

Sphérique (coqueluche/coques)

Ces bactéries sont de forme ronde et sphérique, par ex. Staphylococcus aureus (bactérie normalement présente sur la peau humaine).

Spirale (spirillum/spirille)

Ces bactéries ont une forme en spirale ou hélicoïdale, par ex. Helicobacter pylori (bactérie qui provoque souvent des ulcères d'estomac).

Tige (bacille/bacilles)

Ces bactéries ont une forme de tige allongée, par ex. Lactobacillus casei (bactérie présente dans le lait).

  • Bactéries sphériques
  • Bactéries en spirale
  • Bactéries en forme de bâtonnets

Reproduction bactérienne:

Bfission inaire

Fission binaire: reproduction asexuée chez les bactéries.

Fission binaire

Formation d'endospores

Endospore: cellule bactérienne épaisse, à paroi dure, dormante et déshydratée formée dans des conditions inadaptées.

Une endospore

Processus de formation des endospores :

  • Les conditions deviennent défavorables pour la cellule bactérienne.
  • La cellule subit une fission binaire asymétrique, la plus petite cellule étant engloutie par la plus grande cellule.
  • Mur épais, appelé le cortex, se forme autour de la cellule engloutie.
  • La couche externe se forme autour du cortex

Nutrition chez les bactéries:

Il existe deux types d'alimentation : autotrophe et hétérotrophe nutrition.

Nutrition autotrophe :

Nutrition autotrophe: façon dont les organismes fabriquent leur propre nourriture.

Il y a deux types de nutrition autotrophe chez les bactéries: chimiosynthétique et photosynthétique nutrition.

Nutrition chimiosynthétique :

Nutrition chimiosynthétique: façon dont les bactéries fabriquent leur propre nourriture à partir de produits chimiques inorganiques, par ex. les bactéries nitrifiantes produisent des nitrates (utilisés dans la synthèse des protéines) à partir de l'ammoniac.

Nutrition photosynthétique :

Nutrition photosynthétique: façon dont les bactéries utilisent la lumière du soleil pour préparer leur propre nourriture, par ex. les bactéries soufrées pourpres produisent des glucides à partir de dioxyde de carbone en utilisant l'énergie lumineuse.

Nutrition hétérotrophe :

Nutrition hétérotrophe: manière dont les organismes obtiennent leur nourriture d'autres organismes.

Il existe deux types de nutrition hétérotrophe chez les bactéries : saprophyte et parasite nutrition.

Nutrition saprophyte :

Nutrition saprophyte: manière dont les bactéries se nourrissent de la matière organique morte, par ex. bactéries de pourriture.

Alimentation parasitaire :

Alimentation parasitaire: manière dont les bactéries se nourrissent directement des organismes vivants, par ex. E. coli.

Facteurs affectant la croissance bactérienne

  • Température: des températures plus basses signifient une activité enzymatique plus faible et un taux beaucoup plus lent de fission binaire bactérienne.
  • Oxygèneconcentration: la plupart des bactéries ont besoin d'oxygène pour survivre (bactéries aérobies). Il existe des bactéries qui sont tuées par l'oxygène appelées bactéries anaérobies obligatoires. Il existe des bactéries qui ne peuvent pas utiliser l'oxygène mais qui tolèrent sa présence, appelées bactéries anaérobies aérotolérantes. Il existe des bactéries qui peuvent utiliser l'oxygène mais qui n'en dépendent pas appelées bactéries anaérobies facultatives.
  • pH: les changements de pH affectent la fonction enzymatique (voir Chapitre 9 : Enzymes), ce qui signifie que des valeurs de pH en dehors de l'optimum signifient que certaines bactéries ne peuvent pas survivre. La plupart des bactéries nécessitent un pH neutre. Il existe des bactéries qui peuvent survivre dans des conditions très acides appelées acidophiles. Il existe des bactéries qui peuvent survivre dans des conditions très alcalines appelées alcaliphiles.
  • Externeconcentrations de soluté: la concentration de la solution entourant la cellule affecte le taux d'osmose (voir Chapitre 8 : Mouvement à travers les membranes cellulaires). Si l'osmose se produit trop rapidement dans les deux sens (à l'intérieur ou à l'extérieur de la cellule), la cellule peut mourir.
  • Pression: la pression des fluides affecte tous les organismes vivants. Les hautes pressions sont utilisées par de nombreuses entreprises de l'industrie alimentaire pour stériliser (tuer les micro-organismes) les aliments. La haute pression tue les micro-organismes en brisant la paroi cellulaire et les membranes cellulaires.

Courbe de croissance des micro-organismes

  1. Phase de latence: les micro-organismes s'adaptent à un environnement nouvellement colonisé.
  2. Phase de journalisation: les micro-organismes commencent à se reproduire de façon exponentielle.
  3. État stationnaire: les nutriments commencent à s'épuiser/les toxines commencent à s'accumuler, ce qui ralentit la reproduction et augmente la mortalité.
  4. Phase de déclin: la mort des micro-organismes est plus rapide que la reproduction en raison de l'accumulation de toxines.
  5. Phase de survie: certains micro-organismes produisent des endospores et peuvent survivre aux conditions difficiles.

Importance économique des bactéries

Pour quitter le cert biologie, vous devez être en mesure de donner deux exemples de bactéries bénéfiques et deux exemples de bactéries nocives.

Bactéries bénéfiques:

  1. Bactéries lactiques (Lactobacillus casei) – bactéries présentes dans les produits laitiers qui aident à la production de nombreux produits laitiers. Ils colonisent également notre système digestif en produisant de l'acide lactique et en inhibant la croissance de bactéries nocives.
  2. E. coli Les bactéries du gros intestin sont responsables de la production de vitamines.

Bactéries nocives:

  1. Bactéries de l'angine streptococcique (Streptocoque pyogène) – cause de maux de gorge et de scarlatine.
  2. Bactéries de la tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) – cause de la tuberculose.
  • Scarlatine
  • Tuberculose

Antibiotiques

Antibiotiques : produits chimiques produits par des micro-organismes qui inhibent la croissance ou tuent d'autres micro-organismes.

L'abus d'antibiotiques:

L'abus d'antibiotiques a conduit à l'émergence d'une résistance aux antibiotiques parmi les souches bactériennes telles que le SARM (multirésistant Staphylococcus aureus). La résistance aux antibiotiques survient lorsqu'une bactérie dans une population développe une mutation qui lui permet d'éviter les effets de l'antibiotique. Cette bactérie se divise ensuite pour former une nouvelle colonie de bactéries résistantes qui ne sont pas affectées par l'antibiotique.

Préparation des aliments

Préparation des aliments: prendre des matières premières/substrats et rendre les aliments/produits propres à la consommation.

La transformation des aliments est un type de biotraitement (voir Chapitre 9 : Enzymes). Le biotraitement est l'utilisation de micro-organismes/enzymes pour fabriquer des produits utiles.


Notes de biologie de la classe 11 de la CBSE

Vidyakul présente Notes de biologie de la classe 11 de la CBSE qui offrent aux étudiants le résumé des chapitres, les points importants à retenir, une explication détaillée des concepts importants et des illustrations pour une meilleure compréhension et rétention du contenu du chapitre. Préparées par notre panel d'enseignants expérimentés, ces notes par chapitre facilitent le processus de préparation et de révision des élèves pour les examens du jury. Ainsi, ces chapitres Notes de biologie de la classe 11 sont préparés strictement selon le programme du NCERT pour assurer une préparation maximale et de bonnes notes à l'examen du jury.

Notes de biologie de la classe 11 du CBSE par chapitre

  • Chapitre 1 - Le monde vivant
  • Chapitre 2 - Classification biologique
  • Chapitre 3 - Le règne végétal
  • Chapitre 4 - Le règne animal
  • Chapitre 5 - Morphologie des plantes à fleurs
  • Chapitre 6 - Anatomie des plantes à fleurs
  • Chapitre 7 - Organisation structurelle chez les animaux
  • Chapitre 8 - Cellule L'Unité de Vie
  • Chapitre 9 - Biomolécules
  • Chapitre 10 - Cycle cellulaire et division cellulaire
  • Chapitre 11 - Transport dans les plantes
  • Chapitre 12 - Nutrition minérale
  • Chapitre 13 - La photosynthèse chez les plantes supérieures
  • Chapitre 14 - Respiration chez les plantes
  • Chapitre 15 - Croissance et développement des plantes
  • Chapitre 16 - Digestion et absorption
  • Chapitre 17 - Respiration et échange de gaz
  • Chapitre 18 - Fluides corporels et circulation
  • Chapitre 19 - Produits excréteurs et leur élimination
  • Chapitre 20 - Locomotion et mouvement
  • Chapitre 21 - Contrôle et coordination neuronaux
  • Chapitre 22 - Coordination et intégration chimiques

La biologie de la classe 11 est l'une des matières difficiles auxquelles un étudiant est confronté pour ses examens du conseil d'administration. Avec un vaste contenu de cours, les étudiants ont du mal à le gérer. Ainsi, ils doivent déployer des efforts continus et une pratique rigoureuse est requise par les étudiants pour obtenir le maximum de notes aux examens.

Ces Notes de biologie de la classe 11 de la CBSE sont préparés par notre panel d'enseignants hautement expérimentés après avoir analysé les documents et le matériel d'examen des 10 dernières années, de sorte qu'aucun concept important n'est laissé de côté. Cette plus grande précision dans la préparation de ces notes pour les étudiants conduit finalement à des notes maximales à l'examen du jury.


Notes de Ch 1 Le Monde Vivant| Classe 11e Biologie

La vie est la vie est pleine d'une incroyable diversité d'organismes vivants. La diversité des habitats est très vaste et reflète profondément sur “Ce qu'est en effet la vie”. Cette question comporte deux questions implicites. La première est technique et cherche une réponse à ce qu'est le vivant par opposition au non-vivant, et la seconde est philosophique et cherche une réponse à ce qu'est le but de la vie.

Les principales caractéristiques de la vie sont :
(i) Croissance
(ii) Reproduction
(iii) Métabolisme
(iv) Organisation cellulaire
(v) Conscience

→ Ces caractéristiques qui n'ont pas d'exception sont appelées propriétés déterminantes de la vie.

La croissance et la reproduction ne sont pas la propriété déterminante de la vie ainsi que le métabolisme, l'organisation cellulaire, la conscience est la propriété déterminante de la vie.

→ L'augmentation globale de la masse ou de la taille d'un tissu ou d'un organisme ou de ses parties est appelée croissance.

→ L'augmentation de la masse et l'augmentation du nombre sont les caractéristiques jumelles de la croissance. Il s'agit d'une augmentation irréversible et permanente de la taille de l'organe ou de sa partie ou même d'une cellule individuelle.

• Croissance intrinsèque : Croissance de l'intérieur du corps de l'organisme vivant. C'est la propriété déterminante de la vie.

• Croissance extrinsèque : Croissance à partir de l'extérieur du corps de l'organisme. Comme l'accumulation de matière sur n'importe quelle surface corporelle. Le non-vivant présente ce type de croissance.

→ La croissance intrinsèque est de deux types :

• Croissance indéterminéeCroissance illimitée : Croissance qui se produit en continu tout au long de leur durée de vie. Il ne se produit que dans les plantes.

• Croissance déterminée croissance limitée : Croissance qui ne se produit que jusqu'à un certain âge. Il ne se produit que chez les animaux. La division cellulaire ne se produit que dans certains tissus pour remplacer les cellules perdues.

→ La production d'un nouvel individu ou d'une progéniture est appelée reproduction.

La reproduction dans le cas d'un organisme multicellulaire est la production d'une descendance possédant des caractéristiques plus ou moins similaires à celles des parents.

→ La reproduction en cas d'organisme unicellulaire comme les bactéries, les algues unicellulaires ou les amibes augmente le nombre de cellules. Signifie dans l'organisme unicellulaire que la croissance et la reproduction sont synonymes ou identiques.

→ La reproduction n'est trouvée dans aucun objet non vivant. Il y a beaucoup d'organismes vivants qui ne peuvent pas se reproduire comme les mules, les couples humains stériles, les abeilles ouvrières. Ceci n'est pas non plus considéré comme une propriété déterminante de la vie.

→ La reproduction est de deux types :

• Reproduction asexuée : La reproduction dans laquelle la fécondation ou la fusion gamétique et la méiose n'est pas impliquée est appelée reproduction asexuée.

(a) Par les spores asexuées : Dans les algues et les champignons.
(b) Par bourgeonnement : dans la levure et l'hydre.
(c) Par fragmentation : dans les algues filamenteuses, les champignons et les protonema des plantes à mousse.
(d) Par la vraie régénération : un organisme fragmenté régénère les parties perdues de son corps et devient un nouvel organisme, c'est-à-dire Planaria.

→ La régénération est un processus dans lequel seule une partie perdue du corps est réparée ou régénérée. Ex : Étoile de mer, Lézards.

• Reproduction sexuelle : La reproduction dans laquelle les gamètes sont formés par méiose et la fécondation a lieu pour former une descendance est appelée reproduction sexuée.

→ La somme totale de toutes les réactions chimiques qui se produisent dans notre corps est le métabolisme.

→ Tous les organismes, à la fois unicellulaires et multicellulaires, présentent un métabolisme. Aucun objet non vivant ne montre de métabolisme.

→ C'est la propriété déterminante de la vie.

→ La réaction métabolique isolée à l'extérieur du corps d'un organisme, réalisée dans un tube à essai (in vitro) n'est ni vivante ni vivante. Ces réactions isolées ne peuvent pas être considérées comme des êtres vivants, mais ce sont certainement des réactions vivantes car elles sont similaires à la réaction qui se produit dans notre corps.

→ Toutes les plantes, animaux, champignons et microbes présentent un métabolisme.

(iv) Organisation cellulaire

→ La cellule est l'unité de base de la vie. Tous les organismes sont composés de cellules.

Certains sont composés d'une seule cellule et sont appelés organismes unicellulaires, tandis que d'autres sont composés de nombreuses cellules et sont appelés organismes multicellulaires.

→ L'organisme unicellulaire est capable d'une existence indépendante et d'accomplir des fonctions essentielles de la vie. Rien de moins qu'une structure complète d'une cellule ne garantit pas une vie indépendante.


→ La cellule est la structure fondamentale et l'unité structurelle et fonctionnelle fonctionnelle de tout organisme vivant. C'est la propriété déterminante de la vie.

La capacité à ressentir l'environnement environnant et à répondre à ces stimuli environnementaux est appelée conscience. Ce sont les caractéristiques les plus évidentes et les plus techniquement compliquées de tous les organismes vivants. Nous ressentons ces stimuli physiques, chimiques ou biologiques à travers nos organes sensoriels. Les plantes détectent et réagissent également à des facteurs externes tels que la lumière, l'eau, la température, d'autres organismes, les polluants, etc. Tous les organismes, des procaryotes aux eucaryotes complexes, sont conscients des indices environnementaux. Certains exemples courants de conscience peuvent être observés dans l'organisme, comme les plantes qui coulent au cours d'une saison particulière (photopériodisme). est concerné un système nerveux très bien développé et un niveau suprême de compétence de communication qui s'appelle la conscience de soi. L'humain est très rapide à répondre aux stimuli externes et même il peut penser ou prédire les changements possibles de l'environnement afin qu'il puisse se préparer en fonction des situations environnantes. De plus, l'humain peut même modifier sa situation environnante jusqu'à une certaine limite, de sorte que ce niveau de conscience le plus élevé ou le plus élevé est considéré comme une conscience de soi, qui ne peut être vue ailleurs. On pense que la conscience de soi n'est présente que chez l'homme. Le patient dans le coma en état de mort cérébrale qui est pris en charge par des machines qui remplacent le cœur et les poumons a également une conscience, il est donc vivant, mais il n'a pas de conscience de soi car il a perdu la coordination des organes des différentes parties du corps. Signifie que tous les phénomènes vivants sont dus à des interactions sous-jacentes entre différents composants d'un individu, d'un organe, d'un tissu ou d'une cellule. L'organisme vivant est un système interactif auto-répliquant et auto-régulé capable de répondre à des stimuli externes. Les adaptations et l'homéostasie sont également des caractères très importants de la vie.


Diversité dans le monde vivant

Le nombre d'espèces connues et décrites varie entre 1,7 et 1,8 million. Il s'agit de la biodiversité ou du nombre et des types d'organismes présents sur terre.

Taxonomie

→ C'est l'étude des principes et des procédures de classification.

→ Il est nécessaire de normaliser la dénomination des organismes vivants de telle sorte qu'un organisme particulier soit connu sous le même nom dans le monde entier. Ce processus est appelé nomenclature.


→ La nomenclature ou la dénomination n'est possible que lorsque l'organisme est décrit correctement et que nous savons à quel organisme le nom est attaché. C'est l'identification.

• Les règles de nomenclature sont fournies par :
a) ICBN – Code international pour la nomenclature botanique
b) ICZN – Code international de nomenclature zoologique

• Nomenclature binomiale

→ Carolous Linnaeus – Père de la taxonomie

→ Nom en deux parties : - Nom générique (Genre) & Epithète spécifique (Espèce)

• Lignes directrices et principes pour la nomenclature :

(a) Il devrait être en latin / dérivé du latin.

(b) S'il est écrit en italique lorsqu'il est dactylographié et souligné lorsqu'il est manuscrit.

(c) Il contient deux parties, le premier mot est Genus, le deuxième mot est Espèce.

(d) Le nom du genre commence par une majuscule tandis que le nom de l'espèce commence par de petites lettres.

(e) Le nom doit être court, précis et facile à prononcer.

(f) Le nom de l'auteur est écrit est une forme abrégée après le nom de l'espèce. Ex : Mangifera indica (Mangue), Homo sapiens (Humain), Panthera pardus (Léopard), Felis domestica (Chat)

→ Classification – Regroupement d'organismes en catégories en fonction de caractères observables. (catégorie –taxons)

→ Taxonomie - La caractérisation, l'identification, la classification et la nomenclature sont le processus de la taxonomie.

→ Systématique - Différents types d'organismes et leurs relations Linnaeus – Systema Naturae
(relations évolutives entre les organismes).

→ Hiérarchie taxonomique – Les similarités diminuent/ Les différences augmentent

(i) Espèces -Panthera leo, Panthera pardus, Panthera tigris.
(ii) Genre - Panthera (Lion, Léopard, Tigre)
(iii) Famille - Panthera et Felis ensemble dans Felidae
(iv) Ordre - Felidae (famille des chats) , Canidae (famille des chiens) - Carnivora
(v) Classe - Carnivora (tigre, chat, chien), Primates (singes) - Mammifère
(vi) Phylum – Poissons, Amphibiens, Reptiliens, Aves & Mammifères
(vii) Royaume – Plantae, Animalia.

• Espèces : Les études taxonomiques considèrent un groupe d'organismes individuels présentant des similitudes fondamentales en tant qu'espèce. On devrait être capable de distinguer une espèce des autres espèces étroitement apparentées sur la base des différences morphologiques distinctes.

• Genre : Le genre comprend un groupe d'espèces apparentées qui ont plus de caractères en commun par rapport aux espèces d'autres genres. On peut dire que les genres sont des agrégats d'espèces étroitement apparentées.

• Famille : Famille, a un groupe de genres apparentés avec encore moins de similitudes par rapport au genre et à l'espèce. Les familles sont caractérisées sur la base des caractéristiques à la fois végétatives et reproductives des espèces végétales.

• Commande : L'ordre étant une catégorie supérieure, c'est l'assemblage des familles qui présentent quelques caractères semblables. Les caractères similaires sont moins nombreux que les différents genres inclus dans une famille.

• Classe : Cette catégorie comprend les commandes connexes.

• Division Embranchement : Il comprend tous les organismes appartenant à différentes classes ayant quelques caractères communs.

• Royaume : Tous les animaux appartenant à divers phylums sont classés dans la catégorie la plus élevée appelée Kingdom Animalia dans le système de classification des animaux. Le Royaume Plantae, en revanche, est distinct et comprend toutes les plantes de diverses divisions.

→ Les biologistes ont établi certaines procédures et techniques pour stocker et préserver les informations ainsi que les spécimens.

• Herbier : C'est l'entrepôt des spécimens de plantes récoltés. Les spécimens de plantes collectés sont séchés, pressés et conservés sur des feuilles puis disposés systématiquement selon le système de classification universellement accepté. La feuille d'herbier contient une étiquette concernant la date, le lieu de la collection, le nom scientifique, la famille, le nom du collectionneur, etc. du spécimen.

• Jardin botanique : NBRI (Lucknow) & IBG (Howrah) : Il a la collection d'espèces de plantes vivantes qui sont cultivées pour l'identification et la référence. Chaque plante contient des étiquettes indiquant son nom scientifique et sa famille. Certains jardins botaniques célèbres sont le Jardin botanique indien, Calcutta (le plus grand d'Inde), le Jardin botanique royal, Kew (le plus grand au monde à ce jour) et l'Institut national de recherche botanique.

• Musée : C'est le dépôt qui possède une collection de divers spécimens de plantes et d'animaux qui sont conservés pour étude et référence. Les organismes sont conservés soit en solution de conservation, soit sous forme de spécimen sec. Il possède souvent également une collection de squelettes d'animaux.

• Parcs zoologiques : Parcs zoologiques Les animaux sauvages sont élevés dans des milieux protégés. Permet d'étudier le comportement et les habitudes alimentaires des animaux.

Clé (de nature analytique) : Les clés sont utilisées pour l'identification des plantes et des animaux sur la base des similitudes et des dissemblances.

→ Monographie (1 famille / genre à la fois.)

→ Manuels (domaine particulier, famille/genre/espèce)

→ Flore (habitat et description des plantes dans une zone donnée)

→ Les manuels, les monographies et les catalogues sont d'autres moyens d'enregistrer des descriptions.

→ Les manuels aident à identifier les noms de diverses espèces d'organismes dans une zone donnée.

→ Monographie est un ouvrage détaillé et bien documenté sur un taxon particulier.


Préparez la gélose nutritive comme ci-dessus mais en utilisant seulement 900 cm3 d'eau distillée. Dissoudre 20 g de lait écrémé en poudre dans 100 cm³ d'eau distillée. Stériliser séparément. Transférer le lait dans la gélose aseptiquement après refroidissement à 45-50 °C. Distribuer aseptiquement.

Suspendre 15 g de gélose nutritive dans 100 cm³ d'eau distillée. Porter à ébullition pour dissoudre complètement. Chauffer 40 g d'amidon soluble dans 100 cm3 d'eau distillée pour former une suspension. Laisser refroidir puis mélanger avec la solution de gélose nutritive. Distribuer et stériliser.


Appartenance à un groupe

Benjamin a travaillé sur les plantes et les champignons dans divers aspects de la signalisation à la génomique et de la biochimie à la bioinformatique. Il a commencé avec Arabidopsis avant de passer au riz et Xanthomonas. Ses travaux actuels se concentrent sur les champignons appelés rouilles avec un point focal sur le champignon de la rouille rayée du blé Puccinia striiforim F. sp. tritici. Benjamin est fasciné par la biologie en général et par l'observation des systèmes vivants en interaction.

Éducation académique et emploi

Fin 2018 ARC Future Fellow et chef de groupe indépendant à l'ANU

05/2015-en cours Australian National University, Canberra, Australie

Boursier Discovery Early Career Research Award (DECRA) travaillant avec John Rathjen

01/2014-05/2015 Laboratoire national Lawrence Berkeley, Berkeley, États-Unis

07/2011-04/2015 Université de Californie, Davis, États-Unis

Chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Pamela Ronald

10/2010-04/2011 Le laboratoire Sainsbury, Norwich, Royaume-Uni

Chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Cyril Zipfel

10/2007- 09/2010 Le laboratoire Sainsbury, Norwich, Royaume-Uni

Doctorat de 3 ans dans le laboratoire de Cyril Zipfel

10/2006-09/2007 John Innes Centre, Norwich, Royaume-Uni

Année de rotation du programme de doctorat de 4 ans

10/2004-07/2006 Université de Glasgow, Glasgow, Royaume-Uni

Diplôme en sciences végétales, B. Sc. avec un diplôme de première classe avec mention

09/2002-09/2004 Université de Leipzig, Leipzig, Allemagne

Étude de Biochimie jusqu'au pré-diplôme

Bourses d'études

fin 2018 Future Fellowship 2018, Australie

10/2015-09/2018 Discovery Early Career Researcher Award (DECRA), Australie

Bourse à long terme du programme scientifique Human Frontier Science 07/2012, international

01/2012-06/2012 Bourse à long terme de l'Organisation européenne de biologie moléculaire, Europe

10/2006-09/2010 Bourse de doctorat par rotation John Innes Centre et The Sainsbury Laboratory, Royaume-Uni

05/2005-06/2006 Sainsbury Undergraduate Studentship in Plant Science, Royaume-Uni

10/2002-07/2006 Bourse pour les personnes intellectuellement douées de l'État de Bavière, Allemagne

09/2002-09/2010 Bourse de e-fellows.net, Allemagne

07/2011 Prix de la Fondation John Innes pour l'excellence en recherche scientifique, Royaume-Uni

09/2006 Sélectionné pour le SET Student of the Year Awards en 2006, Royaume-Uni

07/2006 Bourse en sciences végétales de l'Université de Glasgow, Royaume-Uni

06/2005 Bourse Lang (Botanique) de l'Université de Glasgow, Royaume-Uni

Recherche d'intérêts

Je concentre mes recherches sur les interactions plante-microbe, les mécanismes biochimiques de transduction du signal, la génomique et la co-évolution hôte-microbe. Plus précisément, j'étudie l'interaction entre le champignon de la rouille jaune Puccinia striiformis F. sp. tritici, son environnement et ses hôtes avec un focus sur le blé. Ce champignon biotrophe obligatoire appartient à l'ordre Puccinale, dont les membres provoquent la maladie de la rouille sur une grande variété d'espèces végétales. P. striiformis F. sp. tritici a un cycle de vie intrigant impliquant cinq types de spores différents et deux plantes hôtes non apparentées. Sa capacité à évoluer rapidement et à infecter de vastes zones de blé au stade de spores dihaploïdes asexuées en fait l'une des limitations biotiques majeures de la production de blé avec des pertes estimées à 1 milliard de dollars US dans le monde. Malgré son importance, nous manquons de compréhension détaillée des mécanismes moléculaires, biochimiques et cellulaires régulant son développement, ses processus d'infection et son évolution moléculaire dans les écosystèmes agricoles et naturels. Ma volonté de combler ces lacunes dans nos connaissances conduit aux trois objectifs majeurs de mon programme de recherche de cinq à sept ans :

  • Identifier les mécanismes cellulaires et moléculaires de la colonisation de l'hôte
  • Identifier et caractériser fonctionnellement plusieurs facteurs de pathogénicité fongique contribuant à l'adaptation de l'hôte
  • Découvrez la contribution de son architecture génomique à l'adaptation de l'hôte

Projets

# de publications du premier auteur : 9

# de publications co-premier auteur : 7

# de publications d'auteurs correspondants : 9

h-index 19, m-index 2, 3471 citations (Google Scholar, 06/2018)

[OA] représente la publication dans des revues en libre accès

# représente la première paternité partagée

$ représente l'auteur correspondant

Les chercheurs juniors supervisés par le Dr Schwessinger sont soulignés

Les données de citation proviennent de Google Scholar, juin 2018

Articles de revues à comité de lecture

  1. [OA] Thomas, N.C., Oksenberg, N., Liu, F., Caddell, D., Nalyvayko, A., Nguyen, Y., Schwessinger, B.$, Ronald, P.$, 2017. L'ectodomaine du riz XA21 fusionné au domaine cytoplasmique EFR d'Arabidopsis confère une résistance à Xanthomonas oryzae pv. oryzae. PeerJ 6, e4456.

Citations = 0

  1. [OA] Schwessinger, B.$, Sperschneider, J., Cuddy, W.$, Miller, M., Garnica, D., Taylor, J., Dodds, P., Figueroa, M., Robert, P., Rathjen, J.$, 2017. Un génome presque complet en phase d'haplotype du champignon dicaryote de la rouille jaune du blé Puccinia striiformis F. sp. tritici révèle une grande diversité entre les haplomes. mBio 9, e02275-17

Citations = 2

  1. [OA] Miller, M.E., Zhang, Y., Omidvar, V., Sperschneider, J., Schwessinger, B., Raley, C., Palmer, JM, Garnica, D., Upadhyaya, N., Rathjen, J., Taylor, JM, Park, RF, Dodds, PN, Hirsch, CD, Kianian, SF, Figueroa, M., 2018. Assemblage de novo et phasage des génomes dicaryotes de deux isolats de Puccinia coronata F. sp. avenes, l'agent causal de la rouille couronnée de l'avoine. mBio 9, e01650-17.

Citations = 3

  1. [OA] Pornsiriwong, W., Estavillo, GM, Chan, KX, Tee, EE, Ganguly, D., Crisp, PA, Phua, SY, Zhao, C., Qiu, J., Park, J., Yong, MT, Nisar, N., Yadav, AK, Schwessinger, B., Rathjen, J., Cazzonelli, CI, Wilson, PB, Gilliham, M., Chen, Z.-H., Pogson, BJ, 2017. Un signal rétrograde de chloroplaste, le 3'-phosphoadénosine 5'-phosphate, agit comme un messager secondaire dans la signalisation de l'acide abscissique dans la fermeture et la germination des stomates. Évie 6. doi:10.7554/eLife.23361

Citations = 22

  1. [OA] Pruitt, R.N., Joe, A., Zhang, W., Feng, W., Stewart, V., Schwessinger, B., Dinneny, J.R., Ronald, P.C., 2017. Un peptide sulfaté de tyrosine d'origine microbienne imite une hormone peptidique végétale. Nouveau Phytol. 215, 725-736. doi: 10.1111/nph.14609

Citations = 2

  1. [OA] Schwessinger, B.$, 2017. Recherche fondamentale sur la rouille jaune du blé au 21 e siècle. Nouveau Phytol. 213, 1625-1631. doi: 10.1111/nph.14159

Citations = 13

  1. [OA] Singh, V., Perraki, A., Kim, S.Y., Shrivastava, S., Lee, J.H., Zhao, Y., Schwessinger, B., Oh, M.-H., Marshall-Colon, A., Zipfel, C., Huber, S.C., 2017. La tyrosine-610 dans le récepteur Kinase BAK1 ne joue pas un rôle majeur dans la signalisation des brassinostéroïdes ou l'immunité innée. Devant. Plante Sci. 8. doi: 10.3389/fpls.2017.01273

Citations = 0

  1. Thynne, E., Saur, I.M.L., Simbaqueba, J., Ogilvie, H.A., Gonzalez-Cendales, Y., Mead, O., Taranto, A., Catanzariti, A.-M., McDonald, M.C., Schwessinger, B., Jones, D.A., Rathjen, J.P., Solomon, P.S., 2017. Les phytopathogènes fongiques codent pour des homologues fonctionnels des peptides du facteur d'alcalinisation rapide des plantes (RALF). Mol. Pathol végétal. 18, 811-824. doi:10.1111/mpp.12444

Citations = 17

  1. Bahar, O., Mordukhovich, G., Luu, D.D., Schwessinger, B., Daudi, A., Jehle, A.K., Felix, G., Ronald, P.C., 2016. Bacterial Outer Membrane Vesicles Induce Plant Immune Responses. Mol. Interagir avec les microbes végétaux. 29, 374–384. doi:10.1094/MPMI-12-15-0270-R

Citations = 11

  1. Kohler, A.C., Chen, L.-H., Hurlburt, N., Salvucci, A., Schwessinger, B., Fisher, A.J., Stergiopoulos, I., 2016. Structural Analysis of an Avr4 Effector Ortholog Offers Insight into Chitin Binding and Recognition by the Cf-4 Receptor. Cellule de plante 28, 1945–1965. doi:10.1105/tpc.15.00893

Citations = 4

  1. Schwessinger, B., Li, X., Ellinghaus, T.L., Chan, L.J.G., Wei, T., Joe, A., Thomas, N., Pruitt, R., Adams, P.D., Chern, M.S., Petzold, C.J., Liu, C.C. $ , Ronald, P.C. $ , 2016. A second-generation expression system for tyrosine-sulfated proteins and its application in crop protection. Integr. Biol. 8, 542–545. doi:10.1039/C5IB00232J

Citations = 2

  1. [OA] Thomas, N.C.#, Schwessinger, B.#, Liu, F., Chen, H., Wei, T., Nguyen, Y.P., Shaker, I.W.F., Ronald, P.C., 2016. XA21-specific induction of stress-related genes following Xanthomonas infection of detached rice leaves. PairJ 4, e2446. doi:10.7717/peerj.2446

Citations = 1

  1. Lao, J., Sharma, M.K., Sharma, R., Fernández-Niño, S.M.G., Schmutz, J., Ronald, P.C., Heazlewood, J.L., Schwessinger, B. $, 2015. Proteome profile of the endomembrane of developing coleoptiles from switchgrass (Panicum virgatum). Protéomique 15, 2286–2290. doi:10.1002/pmic.201400487

Citations = 7

  1. [OA] Pruitt, R.N.#, Schwessinger, B. #,$, Joe, A., Thomas, N., Liu, F., Albert, M., Robinson, M.R., Chan, L.J.G., Luu, D.D., Chen, H., Bahar, O., Daudi, A., Vleesschauwer, D.D., Caddell, D., Zhang, W., Zhao, X., Li, X., Heazlewood, J.L., Ruan, D., Majumder, D., Chern, M., Kalbacher, H., Midha, S., Patil, P.B., Sonti, R.V., Petzold, C.J., Liu, C.C., Brodbelt, J.S., Felix, G., Ronald, P.C.$, 2015. The rice immune receptor XA21 recognizes a tyrosine-sulfated protein from a Gram-negative bacterium. Science Advances 1, e1500245. doi:10.1126/sciadv.1500245

Citations = 67

  1. [OA] Schwessinger, B. #, Bahar, O. #, Thomas, N., Holton, N., Nekrasov, V., Ruan, D., Canlas, P.E., Daudi, A., Petzold, C.J., Singan, V.R., Kuo, R., Chovatia, M., Daum, C., Heazlewood, J.L., Zipfel, C., Ronald, P.C., 2015a. Transgenic Expression of the Dicotyledonous Pattern Recognition Receptor EFR in Rice Leads to Ligand-Dependent Activation of Defense Responses. Pathog PLoS 11, e1004809. doi:10.1371/journal.ppat.1004809

Citations = 47

  1. [OA] Schwessinger, B. $, Bart, R., Krasileva, K.V., Coaker, G. $, 2015. Focus issue on plant immunity: from model systems to crop species. Devant. Plant Sci 6, 195. doi:10.3389/fpls.2015.00195

Citations = 5

  1. Schwessinger, B.$, Rathjen, J.P.$, 2015. Changing SERKs and priorities during plant life. Trends in Plant Science 20, 531–533. doi:10.1016/j.tplants.2015.06.006

Citations = 9

  1. [OA] Cain, B., Budke, J.M., Wood, K.J., Sweeney, N.T., Schwessinger, B.$, 2014. How postdocs benefit from building a union. eLife Sciences 3, e05614. doi:10.7554/eLife.05614

Citations = 6

  1. [OA] Chen, X.#, Zuo, S.#, Schwessinger, B.#, Chern, M., Canlas, P.E., Ruan, D., Zhou, X., Wang, J., Daudi, A., Petzold, C.J., Heazlewood, J.L., Ronald, P.C., 2014. An XA21-Associated Kinase (OsSERK2) Regulates Immunity Mediated by the XA21 and XA3 Immune Receptors. Molecular Plant 7, 874–892. doi:10.1093/mp/ssu003

Citations = 68

  1. Macho, A.P. #, Schwessinger, B. #, Ntoukakis, V. #, Brutus, A., Segonzac, C., Roy, S., Kadota, Y., Oh, M.-H., Sklenar, J., Derbyshire, P., Lozano-Durán, R., Malinovsky, F.G., Monaghan, J., Menke, F.L., Huber, S.C., He, S.Y., Zipfel, C., 2014. A Bacterial Tyrosine Phosphatase Inhibits Plant Pattern Recognition Receptor Activation. Science 343, 1509–1512. doi:10.1126/science.1248849

Citations = 71

  1. Malinovsky, F.G., Batoux, M., Schwessinger, B., Youn, J.H., Stransfeld, L., Win, J., Kim, S.-K., Zipfel, C., 2014. Antagonistic Regulation of Growth and Immunity by the Arabidopsis Basic Helix-Loop-Helix Transcription Factor HOMOLOG OF BRASSINOSTEROID ENHANCED EXPRESSION2 INTERACTING WITH INCREASED LEAF INCLINATION1 BINDING bHLH1. Physiol Végétal. 164, 1443–1455. doi:10.1104/pp.113.234625

Citations = 60

  1. Zuo, S., Zhou, X., Chen, M., Zhang, S., Schwessinger, B., Ruan, D., Yuan, C., Wang, J., Chen, X., Ronald, P.C., 2014. OsSERK1 regulates rice development but not immunity to Xanthomonas oryzae pv. oryzae or Magnaporthe oryzae.J. Intégr. Biol végétale. 56, 1179–1192. doi:10.1111/jipb.12290

Citations = 13

  1. [OA] Bahar, O.#, Pruitt, R.#, Luu, D.D., Schwessinger, B., Daudi, A., Liu, F., Ruan, R., Fontaine-Bodin, L., Koebnik, R., Ronald, P., 2014. The Xanthomonas Ax21 protein is processed by the general secretory system and is secreted in association with outer membrane vesicles. PairJ 2, e242. doi:10.7717/peerj.242

Citations = 39

  1. Albrecht, C.#, Boutrot, F.#, Segonzac, C., Schwessinger, B., Gimenez-Ibanez, S., Chinchilla, D., Rathjen, J.P., Vries, S.C. de, Zipfel, C., 2012. Brassinosteroids inhibit pathogen-associated molecular pattern–triggered immune signaling independent of the receptor kinase BAK1. PNAS 109, 303–308. doi:10.1073/pnas.1109921108

Citations = 229

  1. Dardick, C., Schwessinger, B., Ronald, P., 2012. Non-arginine-aspartate (non-RD) kinases are associated with innate immune receptors that recognize conserved microbial signatures. Curr Opin Plant Biol 15, 358–66. doi:10.1016/j.pbi.2012.05.002

Citations = 55

  1. [OA] Han, S.-W. #, Lee, S.-W. #, Bahar, O., Schwessinger, B., Robinson, M.R., Shaw, J.B., Madsen, J.A., Brodbelt, J.S., Ronald, P.C., 2012. Tyrosine sulfation in a Gram-negative bacterium. Nat Commun 3, 1153. doi:10.1038/ncomms2157

Citations = 39

  1. Schwessinger, B., Ronald, P.C., 2012. Plant innate immunity: perception of conserved microbial signatures. Annu Rev Plant Biol 63, 451–482. doi:10.1146/annurev-arplant-042811-105518

Citations = 223

  1. Wang, E.#, Schornack, S.#, Marsh, J.F., Gobbato, E., Schwessinger, B., Eastmond, P., Schultze, M., Kamoun, S., Oldroyd, G.E.D., 2012. A Common Signaling Process that Promotes Mycorrhizal and Oomycete Colonization of Plants. Biologie actuelle 22, 2242–2246. doi:10.1016/j.cub.2012.09.043

Citations = 170

  1. Ntoukakis, V.#, Schwessinger, B.#, Segonzac, C., Zipfel, C., 2011. Cautionary notes on the use of C-terminal BAK1 fusion proteins for functional studies. Cellule de plante 23, 3871–8. doi:10.1105/tpc.111.090779

Citations = 49

  1. Roux, M.#, Schwessinger, B.#, Albrecht, C., Chinchilla, D., Jones, A., Holton, N., Malinovsky, F.G., Tor, M., de Vries, S., Zipfel, C., 2011. The Arabidopsis Leucine-Rich Repeat Receptor-Like Kinases BAK1/SERK3 and BKK1/SERK4 Are Required for Innate Immunity to Hemibiotrophic and Biotrophic Pathogens. Cellule de plante 23, 2440–55. doi:10.1105/tpc.111.084301

Citations = 387

  1. [OA] Schwessinger, B., Roux, M., Kadota, Y., Ntoukakis, V., Sklenar, J., Jones, A., Zipfel, C., 2011. Phosphorylation-Dependent Differential Regulation of Plant Growth, Cell Death, and Innate Immunity by the Regulatory Receptor-Like Kinase BAK1. PLoS Genet 7, e1002046. doi:10.1371/journal.pgen.1002046

Citations = 293

  1. [OA] Haas, B.J., Kamoun, S., Zody, M.C., Jiang, R.H., Handsaker, R.E., Cano, L.M., Grabherr, M., Kodira, C.D., Raffaele, S., Torto-Alalibo, T., Bozkurt, T.O., Ah-Fong, A.M., Alvarado, L., Anderson, V.L., Armstrong, M.R., Avrova, A., Baxter, L., Beynon, J., Boevink, P.C., Bollmann, S.R., Bos, J.I., Bulone, V., Cai, G., Cakir, C., Carrington, J.C., Chawner, M., Conti, L., Costanzo, S., Ewan, R., Fahlgren, N., Fischbach, M.A., Fugelstad, J., Gilroy, E.M., Gnerre, S., Green, P.J., Grenville-Briggs, L.J., Griffith, J., Grunwald, N.J., Horn, K., Horner, N.R., Hu, C.H., Huitema, E., Jeong, D.H., Jones, A.M., Jones, J.D., Jones, R.W., Karlsson, E.K., Kunjeti, S.G., Lamour, K., Liu, Z., Ma, L., Maclean, D., Chibucos, M.C., McDonald, H., McWalters, J., Meijer, H.J., Morgan, W., Morris, P.F., Munro, C.A., O’Neill, K., Ospina-Giraldo, M., Pinzon, A., Pritchard, L., Ramsahoye, B., Ren, Q., Restrepo, S., Roy, S., Sadanandom, A., Savidor, A., Schornack, S., Schwartz, D.C., Schumann, U.D., Schwessinger, B., Seyer, L., Sharpe, T., Silvar, C., Song, J., Studholme, D.J., Sykes, S., Thines, M., van de Vondervoort, P.J., Phuntumart, V., Wawra, S., Weide, R., Win, J., Young, C., Zhou, S., Fry, W., Meyers, B.C., van West, P., Ristaino, J., Govers, F., Birch, P.R., Whisson, S.C., Judelson, H.S., Nusbaum, C., 2009. Genome sequence and analysis of the Irish potato famine pathogen Phytophthora infestans. Nature 461, 393–8. doi:10.1038/nature08358

Citations = 924

  1. Nekrasov, V., Li, J., Batoux, M., Roux, M., Chu, Z.H., Lacombe, S., Rougon, A., Bittel, P., Kiss-Papp, M., Chinchilla, D., van Esse, H.P., Jorda, L., Schwessinger, B., Nicaise, V., Thomma, B.P., Molina, A., Jones, J.D., Zipfel, C., 2009. Control of the pattern-recognition receptor EFR by an ER protein complex in plant immunity. Embo J 28, 3428–38. doi:10.1038/emboj.2009.262

Citations = 214

  1. Conti, L., Price, G., O’Donnell, E., Schwessinger, B., Dominy, P., Sadanandom, A., 2008. Small ubiquitin-like modifier proteases OVERLY TOLERANT TO SALT1 and -2 regulate salt stress responses in Arabidopsis. Cellule de plante 20, 2894–908. doi:10.1105/tpc.108.058669

Citations = 120

  1. Schwessinger, B., Zipfel, C., 2008. News from the frontline: recent insights into PAMP-triggered immunity in plants. Curr Opin Plant Biol 11, 389–95. doi:10.1016/j.pbi.2008.06.001

Citations = 293

Peer-reviewed book chapter

  1. Schwessinger, B.$, Rathjen, J.P., 2017. Extraction of High Molecular Weight DNA from Fungal Rust Spores for Long Read Sequencing. Méthodes Mol. Biol. 1659, 49–57. doi:10.1007/978-1-4939-7249-4_5

Citations = 1

  1. Jones, J., Zipfel, C., Schwessinger, B., Roux, M., 2008. Genetic analysis of PAMP-triggered immunity in Arabidopsis, Biology of Plant-Microbe Interactions. International Society for Molecular Plant-Microbe Interactions, St. Paul, Minnesota.

Citations = unknown

Publicly available preprints

Publicly available preprints

[OA] McDonald, M.#, Schwessinger, B.#, Stewart, V., Ronald, P., 2017. Distribution and inheritance of a gene cluster encoding a sulfated tyrosine peptide in Xanthomonas spp. bioRxiv 149930. doi:10.1101/149930

[OA] Schalamun, M., Kainer, D., Beavan, E., Nagar, R., Eccles, D., Rathjen, J., Lanfear, R., Schwessinger, B., 2018. A comprehensive toolkit to enable MinION long-read sequencing in any laboratory. bioRxiv 289579.


Centrosome

Animal cells and some fungi cells (except for nerve cells neurons) contain two tiny particles called centrioles. These are located near the nucleus in a region of the cytoplasm. This region is called the centrosome. The centrosome is not present in plants and some fungi cells. These cells contain a region of cytoplasm to conduct the same functions instead. Each centriole is composed of nine groups of microtubules, ordered in triples, in a spherical shape. The centrosome plays an important role during cell division where the spindle filaments extend between the centrioles present at each pole of the cell. The centrosome also plays an important role in forming the flagella and cilia.


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4.2: Fungal Growth Teacher's Preparation Notes - Biology

Throughout the history of time, b acteria have caused more human deaths on Earth than any other known cause, directly through the diseases of cholera, dysentery, meningitis, measles, pneumonia, scarlet fever, tuberculosis, and others. At the same time, the Good is that microbes provide many essential services to Earth, including allowing plant productivity (the dominant base of Earth's food web) to be sustainable, and allowing humans to live - basically, without microbes, humans wouldn't be alive. Finally, microbial organisms are collectively incredibly powerful at the global scale &ndash 50% of the total oxygen produced over the history of the Earth is from bacteria 75% of additions of nitrogen to the atmosphere, and 92% of removal from the atmosphere are due to bacteria. And of that nitrogen, bacteria produce 88% of the nitrous oxide released to the atmosphere, N2O, which is 300 times more potent than CO2 as a greenhouse gas. Microbes are also responsible for

70% of the methane production on Earth (25x more potent than CO2), et

50% of the CO2 put into the atmosphere comes from bacteria.

In this lecture we will learn about the diversity of microbes, how different microbes function to gain energy, and we will specifically learn about the "Good" aspects of microbes and the impacts of microbes on ecosystems and on our globe.

Les Take Home Messages for this lecture are:

Microbes can do anything they want, wherever they wantet Without microbes, humans wouldn't be alive.

Microbes are organisms that we need a microscope to see. The lower limit of our eye's resolution is about 0.1 to 0.2 mm or 100 - 200 um (microns). Most microbes range in size from about 0.2 um to the 200 um upper limit, although some fruiting bodies of fungi can become much larger. Microbes include the bacteria, algae, fungi, and protozoa. In this lecture we will discuss mostly the bacteria and the fungi. Definition: Microbes Microbes are organisms that we need a microscope to see. The lower limit of our eye's resolution is about 0.1 to 0.2 mm or 100 - 200 um. Most microbes range in size from about 0.2 um to the 200 um upper limit, although some fruiting bodies of fungi can become much larger (i.e., mushrooms). Microbes include the bacteria, algae, fungi, and protozoa. In this lecture we will discuss mostly the bacteria and the fungi.

Évolution

Introduction to Some of the Important Microbes

Bacteria are found everywhere in water, soil, and even air. These small prokaryotic cells, typically from 0.2 to 1 um in length, are capable of living in boiling water, frozen ground, acid volcanoes, and at the bottom of the ocean (for a refresher on the different kinds of "cells", please click here ). They can reproduce by doubling with a generation time of 20 minutes, or survive for centuries in a resting stage. In natural waters (lakes, streams, oceans) their generation time is around 1 day. In soils they live in a film of water around plant roots or other particles, and their activity is dependent on the temperature and the amount of available moisture. In general, bacteria are found in concentrations of 10 6 cells/mL of water in surface waters, and 10 9 cells/mL of soil in soils and sediments.

Some bacteria are capable of locomotion, and they possess the only rotary motor known in all of biology. This motor, similar to a wheel and axle, is capable of spinning a flagellum at speeds of 100 revolutions per second, or 6,000 rpm. Bacteria can propel themselves at a rate of 10 times their body length each second (that would be like humans running at 20 meters/sec (45 mph or 72 km/hr), while the fastest humans now run at only about half that rate (28 mph or 44.7 km/hr Usain Bolt, 2009).

52.4% protein (amino acids, CHNOS)

19.9% nucleic acid (organic bases, CNOHP)

16.6% polysaccharide (sugar, CHO)

Note that the C:N:P element ratio of bacteria is more nutrient rich than the Redfield ratio for algae (C:N:P of algae = 106:16:1, and for bacteria = 106:19:6). in other words, for a given amount of carbon, bacteria have

15% more nitrogen and 6 times more phosphorus. These ratios indicate that bacteria would need to degrade more C of plants to get the N and P that they need.

Fungi grow in the form of a finely-branched network of strands called hyphae, which are 5-10 um in diameter. These hyphae can release digestive enzymes and take up nutrients over their entire length. Fungi can absorb only small molecules such as sugars or peptides less than the size amino acids. The reproductive organs of the fungi are called fruiting bodies or sporangia (e.g., the aboveground structure of a mushroom), which are sacs or other tissues that contain the fungi spores.

Fungi are uncommon in aquatic environments. On land, the amount of hyphae in the soil is measured in hundreds or thousands of meters of length per gram of soil. For example, the total length of hyphae in a gram of soil (about the amount that would fit on the fingernail of your little finger) can reach up to 1,600 meters (think about that for a minute).

Fungi secrete enzymes that can break down cellulose into glucose, one of the few kinds of organisms able to do this. Fungi are the only known organisms that degrade lignin completely. Cellulose and lignin are structural materials in plants that are difficult to degrade. The fungi do not use the breakdown products of lignin, but instead they use hydrogen peroxide to oxidize lignin in place. The breakdown products diffuse away, exposing the cellulose to enzymatic attack.

Protozoans are single-celled eukaryotes, not photosynthetic, that move by flagella or cilia. In oceans and lakes, the small 2-10 um long flagellates are the most important predators on bacteria. The larger ciliates (e.g., Paramecium) prey mostly upon photosynthetic cyanobacteria and small eukaryotic algae. In some termites, anaerobic protozoans in the gut degrade cellulose.

4. How do Bacteria Gain Energy to Grow?

* Assimilative versus Dissimilative processes

Microbes must acquire certain elements to grow and reproduce -- these elements compose their protoplasm in the proportions listed in the table above. In addition, they must produce ATP in order to use the stored energy in this molecule to operate various cellular processes. Assimilative processes are used to bring needed elements into the cell and to incorporate them into the cell protoplasm. Dissimilative processes do not incorporate elements into the cell, but instead they use the energy gained in the process to form ATP.

Microorganisms are classified as autotrophs or heterotrophs based on whether or not they require pre-formed organic matter. Autotrophs derive energy from either light absorption (photoautotrophs) or oxidation of inorganic molecules (chemoautotrophs). In most of the light reactions the bacteria are fixing carbon dioxide into organic carbon, just as green plants do. Some photosynthetic bacteria (photoheterotrophs) require pre-formed organic matter as reducing agents, but generate ATP from the absorption of light energy. Finally, some bacteria and fungi (heterotrophs) used pre-formed organic matter as both a source of energy to generate ATP and as a source of carbon for the cell, just as animals do. The following table summarizes the classification of the ways in which microbes process energy.

Classification Energy source for generating ATP Source of carbon for the cell Example of organisms
Photoautotrophe Léger CO2 Bacteria, plants
Chimioautotrophe Inorganic compounds CO2 Bactéries
Photohétérotrophe Léger CO2, organic matter Bactéries
hétérotrophe Organic matter Organic matter Bacteria, fungi, animals

As an example of the la diversité of dissimilatory reactions that bacteria use to produce energy, consider the following table that shows various reduction-oxidation reactions (for a primer on "redox" reactions, please click here ). Note that all of these reactions listed below are performed by chemoautotrophs. A "+" in the table indicates that bacteria can use the pair of electron acceptor and donor to run a redox reaction that produces sufficient energy for growth. A "-" indicates that bacteria cannot use the redox pair for growth (this is not a table to memorize, but to illustrate the diversity of ways that bacteria can gain energy compared to how, e.g., humans gain energy - do you know which box in the table below represents how animals gain energy?). CHO is a shorthand for organic matter containing Carbon, Hydrogen, and Oxygen.

5. What are the Important Impacts of Microbes on Ecosystems?

(1) Generate Oxygen in the Atmosphere.

Almost all of the production of oxygen by bacteria on Earth today occurs in the oceans by the cyanobacteria or "blue-green algae. And over time, most of the oxygen produced in Earth's history has been done by bacteria.

(2) Recycle nutrients stored in organic matter to an inorganic form.

Decomposition releases the mineral nutrients (e.g., N, P, K (potassium)) bound up in dead organic matter in an inorganic form that is available for primary producers to use. Without this recycling of inorganic nutrients, primary productivity on the globe would stop.

On land, most of the decomposition (also called "mineralization") of dead organic matter occurs at the soil surface, and the rate of decomposition is a function of moisture and temperature (too little or too much of either reduces the rate of decomposition). Fungi are important in terrestrial systems, but not in aquatic. They are present even before the leaves and twigs enter the soil and so decomposition starts in the living or senescent plant material. Fungi are the most important decomposers of structural plant compounds (cellulose and lignin – but note that lignin is not broken down when oxygen is absent). The fungi invade the organic matter in soils first and are then followed by bacteria.

In water, the decomposition of organic matter is mostly oxic in streams and in the ocean and anoxic in the bottoms of lakes or in swamps. As shown in the table above, oxic decomposition proceeds faster (produces higher energy yields for the bacteria) than decomposition in environments where there is no oxygen. In the open ocean, the water is so deep (average 3900 m) and contains so much oxygen, that most of the algal-formed organic matter at the surface decomposes aerobically before it reaches the bottom. For example, only 2% of the primary productivity in the upper ocean sinks to a depth of 3500 m. Most of the world is ocean, and most of the ocean is deep, so most of the aquatic decomposition must be aerobic. But in shallow waters, coastal oceans, lakes and estuaries, 25-60% of the organic matter produced may settle out of the upper waters rapidly and be decomposed anaerobically (without oxygen).

Of course another important impact of decomposition besides generating inorganic nutrients is to produce CO2 and CH4 that is released to the atmosphere (we will examine this more closely in later lectures).

(3) Fix nitrogen from the Atmosphere into a Useable Form.

The only organisms capable of removing N2 gas from the atmosphere and "fixing" it into a useable nitrogen form, ammonia and ammonium, (NH3, NH4) , are bacteria. The specific bacteria that can perform N fixation are scattered throughout the groups including the cyanobacteria. All organisms that fix nitrogen use the same mechanisms and the same enzymes – this ability probably evolved only once and early in the history of life. Symbiotic N2 fixation costs the plant photosynthate to support the fixation and the NH3 assimilation this cost could be from 15-30% of the total carbon assimilated by the plant. In fact, to fix one molecule of N2 requires about 25 molecules of ATP, so it is expensive from the bacterial standpoint, and that means that the plant must support that energy requirement. In return the plant receives nitrogen, which may otherwise be a limiting nutrient for the plant.

Another difficulty for the bacteria is that one of the enzymes necessary for nitrogen fixation is destroyed by oxygen (which is necessary for efficient ATP formation). One solution to this problem is to form symbiotic relationships with other organisms that can provide carbohydrates these include diatoms, the fungi of certain lichens, shipworms, termites, and certain plants especially in nodules of the roots. These symbiotic relationships are often inside nodules surrounded by thick tissues, which limit the diffusion of oxygen and keep the bacterial enzymes from being inactivated by oxygen.


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