Sclerotinia sclerotiorum and Botrytis cinerea are closely related necrotrophic plant pathogenic fungi notable for their wide host ranges and environmental persistence. These attributes have made these species models for understanding the complexity of necrotrophic, broad host-range pathogenicity. Despite their similarities, the two species differ in mating behaviour and the ability to produce asexual spores. We have sequenced the genomes of one strain of S. sclerotiorum and two strains of B. cinerea. The comparative analysis of these genomes relative to one another and to other sequenced fungal genomes is provided here. Their 38–39 Mb genomes include 11,860–14,270 predicted genes, which share 83% amino acid identity on average between the two species. We have mapped the S. sclerotiorum assembly to 16 chromosomes and found large-scale co-linearity with the B. cinerea genomes. Seven percent of the S. sclerotiorum genome comprises transposable elements compared to <1% of B. cinerea. The arsenal of genes associated with necrotrophic processes is similar between the species, including genes involved in plant cell wall degradation and oxalic acid production. Analysis of secondary metabolism gene clusters revealed an expansion in number and diversity of B. cinerea–specific secondary metabolites relative to S. sclerotiorum. The potential diversity in secondary metabolism might be involved in adaptation to specific ecological niches. Comparative genome analysis revealed the basis of differing sexual mating compatibility systems between S. sclerotiorum and B. cinerea. The organization of the mating-type loci differs, and their structures provide evidence for the evolution of heterothallism from homothallism. These data shed light on the evolutionary and mechanistic bases of the genetically complex traits of necrotrophic pathogenicity and sexual mating. This resource should facilitate the functional studies designed to better understand what makes these fungi such successful and persistent pathogens of agronomic crops.

ABSTRACT Viruses can affect all life forms, raising concerns about virus detection and quantification of small nanoparticles. In this paper we use a label-free, full-field, incoherently illuminated common path interferometric method to detect, track, and quantify biotic nanoparticles. The detection consists of amplifying the light scattered by single nanoparticles in the sample solution. Then, the use of single-particle tracking analysis is used to monitor the change in particle diffusive mobility. With this approach, the recognition signature of T5 phages with purified antibodies targeting the major capsid protein is detected in a few minutes. We also tracked the interaction between SPP1 phages and physiological non-purified serum-containing multiples antibodies molecules. The first interactions occur after around one minute, and the recognition signature is detectable after minutes. In addition, we have been able to differentiate two populations of similar size of empty and full (encapsulating DNA) capsids of T5 in a heterogeneous solution demonstrating the robustness of this label-free detection approach. Furthermore, by combining the diffusion coefficient to the number of tracked particles, we were able to estimate the affinity of the virus-antibodies reaction.

ABSTRACT The dynamic movement of cell organelles is an important and poorly understood component of cellular organisation and metabolism. In this work we present a non-invasive non-destructive method (Dynamic Cell Imaging, DCI) based on light scattering and interferometry to monitor dynamic events within photosynthetic cells using the diatom Phaeodactylum tricornutum as a model system. For this monitoring we acquire few seconds movies of the signals that are related to the motion of dynamic structures within the cell (denoted scatterers), followed by a statistical analysis of each pixel time series. Illuminating P . tricornutum with LEDs of different wavelengths associated to short pulsed or continuous-wave modes of illumination revealed that dynamic movements depend on chloroplast activity, in agreement with the reduction in the number of pixels with dynamic behaviour after addition of photosystemII inhibitors. We studied P. tricornutum under two environmentally relevant stresses, iron and phosphate deficiency. The major dynamic sites were located within lipid droplets and chloroplast envelope membranes. By comparing standard deviation and cumulative sum analysis of the time series, we showed that within the droplets two types of scatterer movement could be observed: random motions (Brownian type) but also anomalous movements corresponding to a drift which may relate to molecular fluxes within a cell. The method appears valuable for studying the effects of various environments on a large variety of microalgae in the laboratory as well as in natural aquatic environments. HIGHLIGHTs Light scattering an alternative to fluorescence to rapidly evidence dynamic processes. Lipid droplets the major metabolic active sites under stress A non-destructive visualisation method for laboratory microalgae and aquatic samples.. SIGNIFICANCE STATEMENT Light scattering could be an alternative to fluorescence techniques to study dynamic processes within photosynthetic cells. We used a method combining light scattering and interferometry to analyse movements of intracellular scatterers in the marine diatom Phaedactylum tricornutum under two environmentally relevant stresses, iron and phosphate deficiency. Lipid droplets were the major active sites under stress. The method which is rapid and non destructive can be broadly expanded to study other microalgae and their stress responses, in the laboratory and in aquatic environments.

Summary LysM effectors are suppressors of chitin-triggered plant immunity in biotrophic and hemibiotrophic fungi. Their role in necrotrophic fungi is unclear as these last are known to activate plant defenses and induce cell death. To characterize the role of the BcLysM1 gene encoding a putative LysM effector in the necrotrophic fungus Botrytis cinerea , its expression was followed by transcriptional fusion and by RT-qPCR in planta . Two tagged-recombinant proteins were produced, and two independent deletion strains were constructed and characterized. BcLysM1 is induced in the early phase of infection, and more specifically in multicellular appressoria called infection cushions. The BcLysM1 protein binds the chitin in the fungus cell wall and protects hyphae against degradation by external chitinases. It is also able to sequester chitooligosaccharides and to prevent them from inducing ROS production in A. thaliana. Using mycelium as inoculum, deletion strains show a delay in infection initiation and a default in adhesion to bean leaf surfaces. This study demonstrates for the first time a dual role for a LysM effector in mycelium adhesion on the plant and in host defenses suppression, both of them occurring during the asymptomatic phase of infection by a necrotrophic fungus.

Summary Grey mold disease affects fruits, vegetables and ornamental plants around the world, causing considerable losses every year. Its causing agent, the necrotrophic fungus Botrytis cinerea , produces infection cushions (IC) that are compound appressorial structures dedicated to the penetration of the plant tissues. A microarray analysis was performed to identify genes up-regulated in mature IC. The expression data were supported by RT-qPCR analysis performed in vitro and in planta , proteomic analysis of the IC secretome and mutagenesis of two candidate genes. 1,231 up-regulated genes and 79 up-accumulated proteins were identified. They highlight a secretion of ROS, secondary metabolites including phytotoxins, and proteins involved in virulence: proteases, plant cell wall degrading enzymes and necrosis inducers. The role in pathogenesis was confirmed for two up-regulated fasciclin genes. DHN-melanin pathway and chitin deacetylases genes are up-regulated and the conversion of chitin into chitosan was confirmed by differential staining of the IC cell wall. In addition, up-regulation of sugar transport and sugar catabolism encoding genes was found. These results support a role for the B. cinerea IC in plant penetration and suggest other unexpected roles for this fungal organ, in camouflage, necrotrophy or nutrition of the pathogen.

ABSTRACT LysM effectors are suppressors of chitin‐triggered plant immunity in biotrophic and hemibiotrophic fungi. In necrotrophic fungi, LysM effectors might induce a mechanism to suppress host immunity during the short asymptomatic phase they establish before these fungi activate plant defenses and induce host cell death leading to necrosis. Here, we characterize a secreted LysM protein from a major necrotrophic fungus, Botrytis cinerea , called BcLysM1. Transcriptional induction of BcLysM1 gene was observed in multicellular appressoria, called infection cushions, in unicellular appressoria and in the early phase of infection on bean leaves. We confirmed that BcLysM1 protein binds chitin in the fungus cell wall and protects hyphae against degradation by external chitinases. This effector is also able to suppress the chitin‐induced ROS burst in Arabidopsis thaliana , suggesting sequestration of chitooligosaccharides in apoplast during infection. Moreover, contribution of BcLysM1 in infection initiation and in adhesion to bean leaf surfaces were demonstrated. Our data show for the first time that a LysM effector can play a dual role in mycelial adhesion and suppression of chitin‐triggered host immunity, both of which occur during the early asymptomatic phase of infection by necrotrophic fungi.