Abstract As a consequence of its potential applications for food safety, there is a growing interest in rice root-associated microbial communities, but some systems remain understudied. Here, we compare the assemblage of root-associated microbiota in rice sampled in 19 small farmer’s fields from irrigated and rainfed lowlands in western Burkina Faso, using an amplicon metabarcoding approach 16S (Prokaryotes, three plant sample per field) and ITS (fungi, one sample per field). In addition to the expected structure according to the root compartment (root vs. rhizosphere) and geographical zones, we show that the rice production system is a major driver of microbiome structure, both for prokaryotes and fungi. In irrigated systems, we found a higher diversity of prokaryotic communities from rhizosphere and more complex co-occurrence networks, compared to rainfed lowlands. Core taxa were different between the two systems, and indicator species were identified: mostly within Bacillaceae and Bradyrhizobiaceae families in rainfed lowlands, and within Burkholderiaceae and Moraxellaceae in irrigated areas. Finally, phylotypes assigned to putative phytobeneficial and pathogen species were found. Mycorrhizal fungi Glomeromycetes abundance was higher in rainfed lowlands. Our results highlight deep microbiome differences induced by contrasted rice production systems that should consequently be considered for potential microbial engineering applications.

Abstract Culturing bacteria from plant material is well known to introduce a strong bias compared to the real diversity present in the original samples. This bias is related to cultivability of bacteria, the chemical composition of media and culture conditions. The bias of recovery is often observed but was never quantified on different media using an amplicon barcoding approach comparing plant microbiota DNA extractions versus DNA extracted from serial dilutions of the same plant tissues grown on bacterial culture media. In this study, we i) quantified the culturing diversity bias using 16S amplicon barcode sequencing by comparing a culture-dependent approach (CDA) on rice roots on four popular bacterial media (Tryptone Soybean Agar-TSA-at two concentrations, 10% and 50%; a plant-based media with rice flour; Norris Glucose Nitrogen Free Medium-NGN; and Nitrogen Free -NFb) versus a culture-independent approach (CIA) assessed from DNA extracted directly on root and rhizosphere samples; ii) assessed enriched and missing taxa detected on the different media; iii) use biostatistics functional predictions to predict which metabolic profiles are enriched in the CDA and CIA. A comparative analysis of the two approaches revealed that among the 22 phyla present in the microbiota of the studied rice root samples, only five were present on the culture media approach ( Proteobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria, Verrucomicrobia ). The Proteobacteria phylum was the most abundant in all cultured media samples, showing a high enrichment of gamma-Proteobacteria. The diversity of the combined culture media represented about 1/3 of the diversity of the total microbiota, and its genus diversity and frequency was documented. The functional prediction tool (PiCrust2) detected an enrichment of nitrogenase enzyme in bacterial taxa sampled from Nitrogen-free media, validating its predictive capacity. Further functional predictions also showed that the CDA missed mostly anaerobic, methylotrophic, methanotrophic and photosynthetic bacteria compared to the culture independent approach, delivering valuable insights to design ad-hoc culture media and conditions to increase cultivability of the rice-associated microbiota.

ABSTRACT Plant-associated bacteria are essential partners in plant health and development. In addition to taking advantage of the rapid advances recently achieved in high-throughput sequencing approaches, studies on plant-microbiome interactions require experiments with culturable bacteria. A study on the rice root microbiome was recently initiated in Burkina Faso. As a follow up, the aim of the present study was to develop a collection of corresponding rice root-associated bacteria covering maximum diversity so as, to be able to assess the diversity of the collection based on the culture medium used, and to describe the taxonomy, phenotype and abundance of selected isolates in the rice microbiome. More than 3,000 isolates were obtained using five culture media (TSA, NGN, NFb, PCAT, Baz). The 16S rRNA fragment sequencing of 1,013 selected working collection isolates showed that our working collection covered four bacterial phyla (Proteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria and Bacteroidetes) and represented 33% of the previously described diversity of the rice root microbiome at the order level. Phenotypic in vitro analysis of the plant growth promoting capacity of the isolates revealed an overall ammonium production and auxin biosynthesis capacity, while siderophore production and phosphate solubilisation were enriched in Burkholderia , Ralstonia , Acinetobacter and Pseudomonas species. Of 45 representative isolates screened for growth promotion on seedlings of two rice cultivars, five showed an ability to improve the growth of both cultivars, while five others were effective on only one cultivar. The best results were obtained with Pseudomonas taiwanensis ABIP 2315 and Azorhizobium caulinodans ABIP 1219, which increased seedling growth by 158% and 47%, respectively. Among the 14 best performing isolates, eight appeared to be abundant in the rice root microbiome dataset from previous study. The findings of this research contribute to the functional description of rice root-associated bacteria and their potential importance for plants by providing, for the first time, insight into their prevalence in the rice root microbiome.

Curvulariosis is one of the main fungal diseases of fonio, appearing at the vegetative growth stage and causing yield losses of up to 45%. The aim of this study was to invent the fungal species that infest fonio and to evaluate the phenotype of 18 lines developed or generated by mutagenesis against curvulariosis. A collection survey was carried out in the main fonio production zones. The lines were screened under semi-controlled conditions using a split plot design with two factors, the first of which included the 18 fonio lines and the second isolates of Curvularia lunata. The fungal inventory identified 15 fungal genera from the seeds and leaves collected, of which Curvularia sp was the most frequent. Of the two isolates used for line screening, the Cu Sindou isolate was the more aggressive and virulent. However, V1 lines proved resistant to both isolates. To better assess the phenotyping of these lines, testing in real-life conditions in production areas, depending on their ecology, is necessary. Key words: fonio, genus Fungi, Curvularia lunata, pathogenic, resistance, Burkina Faso.

ABSTRACT The rice yellow mottle virus (RYMV) is a model in plant virus molecular epidemiology and phylogeography, with the reconstruction of historical introduction routes at the scale of the African continent. However, information on patterns of viral prevalence and viral diversity over multiple years at local scale remain scarce, in spite of potential implications for crop protection. Here we describe a five-years monitoring of RYMV prevalence in six sites from western Burkina Faso. This study confirmed one irrigated site as a disease hotspot, and found two rainfed lowland sites with occasional high prevalence levels. Within studied field, a pattern of disease aggregation was evidenced at a five-meter distance, as expected for a mechanically transmitted virus. Next, we monitored RYMV genetic diversity in the irrigated disease hotspot site, revealing a high viral diversity, with the current coexistence of various distinct genetic groups at the site-scale (irrigated perimeter of ca. 520 ha), and also within various specific fields (25 meters side). One genetic lineage, named S1bzn, is the most recently introduced group and increased in frequency over the studied period. Its genome results from a recombination between two other lineages. Finally, experimental work evidenced no differences between three rice varieties cultivated in Burkina Faso in terms of resistance level, and no statistical effect of RYMV genetic group on symptom expression and viral load. We found however, that infection outcome depended on the specific RYMV isolate, with various isolates from the lineage S1bzn found to be particularly aggressive, including one accumulating at highest level. Overall, this study documents a case of high viral prevalence and high viral diversity, with the co-occurrence of divergent genetic lineages at small geographic scale. A recently introduced lineage, that includes viral isolates with high symptoms and accumulation in controlled conditions, could be recently rising though natural selection. Following up the monitoring of RYMV genetic and pathogenic diversity in the area is required to confirm this trend and further understand the factors driving the maintenance of viral diversity at local scale.

It is essential to have a thorough knowledge of the genetic variation among different strains of

Rice is of critical significance regarding food security worldwide including in Africa. Only two viruses impacting rice production in Africa have been deeply investigated for decades: the rice yellow mottle virus (Solemoviridae) and the rice stripe necrosis virus (Benyviridae). Using viral metagenomics, we aimed at exploring the diversity of viruses circulating in Burkina Faso rice fields. We performed an epidemiological survey in this country between 2016 and 2019 involving 57 small farmer9s rice fields under two production systems (rainfed lowlands and irrigated areas). More than 2700 rice samples were collected without a priori (not based on symptom observation) following a regular scheme. In addition, wild and cultivated (maize and sugarcane) Poaceae growing nearby rice fields were also collected. Unexpectedly, metagenomics detected maize streak virus (MSV, Geminiviridae) in analyzed rice samples. Further molecular analyses using RCA-PCR showed that MSV is widely distributed and highly prevalent in both rainfed lowlands and irrigated rice areas. MSV-A and MSV-G strains were identified. MSV-G, exclusively identified so far in wild grasses, was the most prevalent strain while MSV-A, known to cause severe symptoms in maize, was sporadically identified. No genetic differentiation was detected between MSV isolates either infecting wild or cultivated plant species. Using infectious clones in experimental conditions, we confirmed the pathogenicity of both MSV strains on rice. Thus, in addition to contribute to the epidemiological surveillance of rice production in Africa, our results illuminate new epidemiological and pathogenic aspects of one of the most studied plant viruses with significant economic consequences in Africa.

Citrus black spot is a major constraint to citrus production in Benin. Identification of the pathogen causing citrus black spot disease was carried out in the laboratory on symptomatic fruits. Fruit samples were collected from orchards in 4 citrus-growing agro-ecological zones. A total of 66 representative isolates of Phyllosticta sp. were obtained from isolation. Molecular analysis using PCR of the nucleotide sequences of the ITS regions with universal primers ITS1/ITS4 and specific primers GcF1/GcR and the phylogenetic tree showed that the sequences of all isolates obtained in the different agroecological zones were identical to those of Phyllosticta citricarpa. The pathogenicity test satisfied Koch's postulates by re-isolation of Phyllosticta citricarpa from inoculated fruits. A thorough study of genetic diversity and a full understanding of the behavior of P. citricarpa will pave the way for more targeted approaches to the prevention, control and sustainable management of citrus black spot disease in Benin.

Most Xanthomonas species translocate Transcription Activator-Like (TAL) effectors into plant cells where they function like plant transcription factors via a programmable DNA-binding domain. Characterized strains of rice pathogenic X. oryzae pv. oryzae harbor 9-16 different tal effector genes, but the function of only a few of them has been decoded. Using sequencing of entire genomes, we first performed comparative analyses of the complete repertoires of TAL effectors, herein referred to as TALomes, in three Xoo strains forming an African genetic lineage different from Asian Xoo. A phylogenetic analysis of the three TALomes combined with in silico predictions of TAL effector targets showed that African Xoo TALomes are highly conserved, genetically distant from Asian ones, and closely related to TAL effectors from the bacterial leaf streak pathogen Xanthomonas oryzae pv. oryzicola (Xoc). Nine clusters of TAL effectors could be identified among the three TALomes, including three showing higher levels of variation in their repeat variable diresidues (RVDs). Detailed analyses of these groups revealed recombination events as a possible source of variation among TAL effector genes. Next, to address contribution to virulence, nine TAL effector genes from the Malian Xoo strain MAI1 and four allelic variants from the Burkinabe Xoo strain BAI3, thus representing most of the TAL effector diversity in African Xoo strains, were expressed in the TAL effector-deficient X. oryzae strain X11-5A for gain-of-function assays. Inoculation of the susceptible rice variety Azucena lead to the discovery of three TAL effectors promoting virulence, including two TAL effectors previously reported to target the susceptibility (S) gene OsSWEET14 and a novel major virulence contributor, TalB. RNA profiling experiments in rice and in silico prediction of EBEs were carried out to identify candidate targets of TalB, revealing OsTFX1, a bZIP transcription factor previously identified as a bacterial blight S gene, and OsERF#123, which encodes a subgroup IXc AP2/ERF transcription factor. Use of designer TAL effectors demonstrated that induction of either gene resulted in greater susceptibility to strain X11-5A. The induction of OsERF#123 by BAI3Δ1, a talB knockout derivative of BAI3, carrying these designer TAL effectors increased virulence of BAI3Δ1, validating OsERF#123 as a new, bacterial blight S gene.