Molecular Agriculture Molekulare pharming moléculaire ... · with molecular pharming, an approach that consists of growing plants for their pharmacological properties. Within our

EDITORIAL

In the pharmaceuticalindustry, drugs such as insulinfor diabetic patients orinterferons against multiplesclerosis, and other vaccinesor diagnostic reagents makeuse of recombinant proteins.Currently, the production oftheses molecules relies onmicrobial fermentation or onanimal cell cultures.

But these procedures havedisadvantages in terms ofcosts and risks of pathogeniccontaminations. Therefore,plants are now beingrecognised as promising forthe production of thesemolecules. The use of plantsoffers the possibility ofeliminating these risks while

by/par/von

Prof. Felix Kessler,Head of Thematic Group 6,

University of Neuchâtel

Dans l'industriepharmaceutique, desmédicaments commel'insuline destinée auxpatients diabétiques ou lesinterférons utilisés contre lasclérose en plaques, maisaussi des vaccins et autresréactifs de diagnostic sontbasés sur des protéines ditesrecombinantes. Actuellement,la production de protéinesrecombinantes repose sur lafermentation microbienne oula culture de cellulesanimales.

Ces procédures présententtoutefois des désavantagesen terme de coûts et derisques de contamination pardes pathogènes. Le recours à

Die Pharmaindustrieverwendet bei der Herstellungvon Medikamenten wie Insulinfür Diabetiker, Interferongegen Multiple Sklerose sowievon Impfstoffen undDiagnostikreagenziensogenannte rekombinanteProteine. Zurzeit beruht dieProduktion von rekombinantenProteinen auf bakteriellerFermentation oder auftierischen Zellkulturen.

Die aktuellen Produktionsver-fahren weisen Nachteile auf,und zwar sowohl bezüglich derKosten wie auch betreffendder Risiken einerKontamination mitKrankheitserregern. DerRückgriff auf Pflanzen ist eine

NO 15 WINTER 06-07

CONTENTS / SOMMAIRE / INHALT

EDITORIAL 1

ZOOM 3

WHO’S WHO 8François Felber

RESEARCH & EDUCATIONRECHERCHE & FORMATION 12FORSCHUNG & BILDUNG

IN SHORT / EN BREF / KURZ GESAGT 16

AGENDA 20

Molecularpharming

Agriculturemoléculaire

Picture:Proteins accumulating in chloroplasts

are shown by fluorescence.

Protéines s'accumulant dans leschloroplastes, mises en évidence par

fluorescence.

Proteinansammlung in den Chloroplasten,fluoreszierend hervorgehoben.

MolekulareLandwirtschaft

P.-A. Vidi;

Université de N

euchâtel

no 15

lowering the costs by afactor of 10 to 100.

The NCCR Plant Survivalsupports research dealingwith molecular pharming, anapproach that consists ofgrowing plants for theirpharmacological properties.Within our group, Pierre-Alexandre Vidi and ClaireBréhélin have developed anew molecular pharmingsystem* based onplastoglobules, which arelipoprotein particles foundin chloroplasts. The“medical” proteins that areproduced by transgenicplants will accumulate at thesurface of theplastoglobules where theycan be isolated by phaseseparation, which is almostlike skimming the cream offthe top of fresh milk.

In our study, we usedArabidopsis as the modelplant. In collaboration withthe University of AppliedSciences HEVs** in Sion, weare adapting theplastoglobule system to leafcrop plants such as tobaccoand to production on alarger scale.

des plantes se profile dèslors comme une alternativeprometteuse, car il offre lapossibilité de s'affranchir deces risques, tout en réduisantles coûts d'un facteur 10 à100.

Le NCCR Survie des plantessoutient ainsi des recherchesen rapport avec l'agriculturemoléculaire végétale (AMV),une approche consistant àcultiver des plantes pourleurs propriétéspharmacologiques. Au seinde notre groupe, Pierre-Alexandre Vidi et ClaireBréhélin ont élaboré unnouveau système d'AMV*centré sur les plastoglobules,des lipoprotéines présentesdans les chloroplastes.Produites par des plantestransgéniques, les protéines"médicales" s'accumulent àla surface des plastoglobules,où elles peuvent être isoléespar séparation de phase,opération qu'on peut imagerpar l'écumage de la crèmese formant à la surface du lait.

Dans notre étude, nousavons utilisé l'Arabidopsiscomme plante modèle. Encollaboration avec la HEVs àSion**, nous cherchons àadapter le système desplastoglobules à des plantescultivées, telles que le tabacet à obtenir une productionà plus grande échelle.

vielversprechende Alternative,denn er ermöglicht Umgangmit diesen Risiken beigleichzeitiger Kostenreduktionum den Faktor 10 bis 100.

Der NCCR Überlebenserfolgvon Pflanzen unterstütztForschungsarbeiten imZusammenhang mit derpharmako-molekularenLandwirtschaft (PhML), derenAnsatz darin besteht, Pflanzenaufgrund ihrerpharmakologischenEigenschaften zu kultivieren. Inunserer Gruppe haben Pierre-Alexandre Vidi und ClaireBréhélin einen neuen PhML-Ansatz* entwickelt, in welchemdie Plastoglobuli im Zentrumstehen, also die kleinenLipidkörperchen im Innern derChloroplasten. Die intransgenenen Pflanzenproduzierten «medizinischwirksamen» Proteine reichernsich dabei an der Oberflächeder Plastoglobuli an, diemittels Phasenseparationisoliert werden können, ähnlichwie Rahm, der von derMilchoberfläche abgeschöpftwird.

In unserer Studie haben wirArabidopsis als Modellpflanzebenutzt. In Zusammenarbeitmit der Hochschule Wallis(HEVs)** in Sitten soll nun das«Plastoglobuli-System» aufandere Kulturpflanzen wieTabak übertragen und ingrösserem Massstabanwendbar gemacht werde.

2

EDITORIAL

R. Old

Arabidopsis is used as a model plantfor recombinant protein production

L'Arabidopsis est utilisée commeplante modèle pour la production de

protéines recombinantes

Arabidopsis dient als Modellpflanzefür die Produktion von

rekombinanten Proteinen

*Plastoglobules: a new address for targeting recombinant proteins in the chloroplastPierre-Alexandre Vidi, Felix Kessler and Claire Brehelin; BMC Biotechnology 2007, 7:4 website: www.biomedcentral.com/1472-6750/7/4/abstract

**see/voir/siehe Plant Survival News 14, p. 6

P.-A

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no 15

Ph. D. Thesis 2006

Fourteen graduate studentsof the NCCR have receivedtheir Ph.D. over the year2006. Plant Survival Newsoffers you a closer look attwo thesis in the followingpages.

Thèses 2006

Quatorze jeunesscientifiques du NCCR ontterminé leur thèse au coursde l'année 2006. PlantSurvival News en profitepour vous livrer plus dedétails sur deux d'entreelles dans les pagessuivantes.

Dissertationen 2006

Vierzehn DoktorandInnen desNCCR haben ihre Dissertationim Laufe des Jahres 2006abgesschlossen. Plant SurvivalNews stellt Ihnen auf dennächsten Seiten zwei dieserArbeiten näher vor.

3

Name First name Institution Supervisor Title Completion date

Bouchard Rodolphe Uni Zurich Prof. E. Martinoia The role of ABC transporters in plant development 14.12.2005

Christen Danilo ETHZ Prof. G. Défago Degradation of grapevine trunk diseases toxins bybeneficial microorganisms - A possible new biocontrol mechanism 19.01.2006

Näf Andreas ETHZ Prof. G. Défago Survival of Fusarium graminearum on maize crop residues: competition with Trichoderma atrovirideand impact of maize Bt transformation 20.01.2006

Rasmann Sergio Uni Neuchâtel Prof. T. Turlings Belowground tritrophic interactions 08.03.2006

Frelet Annie Uni Zurich Prof. E. Martinoia Functional characterization of AtMRP2 and AtMRP5, two plant multidrug resistance-associated proteins of Arabidopsis thaliana 29.03.2006

Tomasi Nicola Uni Zurich Prof. E. Martinoia How white lupin (Lupinus albus L.) deals with sparinglyavailable phosphate: cluster-root physiology and formation 20.04.2006

Tschanz Britta Uni Bern PD S. Bacher Mechanisms of predator-dependent functional responses 20.04.2006

Wagschal Isabelle ETHZ Prof. N. Amrhein Shikimate pathway: a role in the defense mechanismsof grapevine (Vitis vinifera) against downy mildew(Plasmopara viticola) 24.04.2006

Delatte Thierry L. ETHZ Prof. S. Zeeman The role of debranching enzymes in starch metabolism 28.04.2006

Wandeler Heiri Uni Bern PD S. Bacher Investigations on a Weed-Vector-Pathogen System: enhancing infections for biological control 28.04.2006

Tamo Cristina Uni Neuchâtel Prof. T. Turlings Comparative study on the plant odor preference and learning ability of three solitary larval endoparasitoids of Spodoptera species 23.06.2006

Hogervorst Petra Agroscope ART/Uni NE Dr. J. Römeis Transgene products in honeydew: estimating risks

for non-target insects 15.09.2006

Vidi Pierre-Alexandre Uni Neuchâtel Prof. F. Kessler Implication des plastoglobules dans la synthèse de la vitamine E 19.09.2006

D'Alessandro Marco Uni Neuchâtel Prof. T. Turlings The importance of individual compounds of herbivore induced plant odors in the host location by parasitoids

20.10.2006

ZOOM

no 15

Rusty thistle

In his thesis carried out atthe University of Bernunder the supervision ofSven Bacher, Heiri Wandelerhas shown how the alliancebetween the rust fungusand the stem-boring weevilcould be used as abiological control agentagainst creeping thistleCirsium arvense.

It's hard to avoid havingthese prickly things cling toone's pants when strollingthrough pastures. However,this unpleasant feature of thethistle is not the worst: it'sabove all a noxious weed inbiological agriculture and inecological compensationareas used to restorebiodiversity between fields.But Nature provides atargeted solution to thisproblem: the spores of therust fungus (Pucciniapunctiformis) that arevectored by the stem-boringweevil (Ceratapion onopordi)cause fatal infections on thethistle without harming otherplants.

Chardon rouillé

Dans sa thèse effectuée àl'Université de Berne sous ladirection de Sven Bacher,Heiri Wandeler a montrécomment l'alliance entre lechampignon de la rouille etun charançon peut êtreutilisée comme moyen delutte biologique contre lechardon des champs Cirsiumarvense.

Ses piquants s'accrochent auxpantalons quand on sebalade dans les pâturages.Mais ce côté désagréable duchardon n'est pas le pire: ils'agit avant tout d'unemauvaise herbe redoutablepour les cultures bio et lessurfaces de compensationécologiques, servant àrestaurer la biodiversité entreles champs. La nature fournitcependant une solution cibléeà ce problème: les spores duchampignon de la rouille(Puccinia punctiformis),lorsqu'ils sont véhiculés par lecharançon Ceratapiononopordi, causent desinfections fatales au chardon,sans toucher les autresplantes.

Rostige Distel

In seiner Dissertation, dieer an der Universität Bernunter der Leitung von SvenBacher verfasste, konnteHeiri Wandeler zeigen, wiedie Kombination von einemRostpilz und einemRüsselkäfer zurbiologischenUnkrautbekämpfung gegendie Ackerkratzdistel(Cirsium arvense)eingesetzt werden kann.

Beim Spazieren über Weidenverhaken sich ihre Stachelnin den Hosen, was zwarunangenehm, aber nicht dasSchlimmste an derAckerkratzdistel ist. DiesePflanze ist in erster Linie eingefürchtetes Unkraut imbiologischen Landbau undökologischenAusgleichsflächen, welchez.B. die Biodiversität unsererLandschaft fördern. Aber dieNatur hält ein Gegenmittelbereit: Wenn Sporen desRostpilzes (Pucciniapunctiformis) vomRüsselkäfer (Ceratapiononopordi) auf die Distelnübertragen werden, führensie bei diesen zu Infektionenund schliesslich sterben sieab.

4

ZOOM

The rust fungus (left) infects thecreeping thistle with the helpfrom the stem-boring weevilCeratapion onopordi (right).

Le champignon de la rouille (àgauche) infecte le chardon avecl'aide du charançon Ceratapion

onopordi (à droite).

Der Rostpilz (links) infiziert dieDistel mit Hilfe des Rüsselkäfers

Ceratapion onopordi (rechts).

Cage trials were performed tosimulate the effect of the weevil

under natural conditions.

Des essais en cage permettentde simuler l'effet du charançondans des conditions naturelles.

Die Wissenschaftler führtenFeldkäfig-Experimente durch,

um den Effekt des Rüsselkäfersunter natürlichen Bedingungen

zu simulieren.

Heiri Wandeler

S. Bacher, U

niversität Bern

no 155

The merit in Heiri Wandeler'swork is to have highlightedthis infection process, whichbegins once the stem-boringweevil lays its eggs in theplant and deposits the rustfungus spores at the sametime. Then, in order todetermine the presence ofrust in different parts of theplant (stem, leaves, roots),the researcher traced theDNA of the infectious agentwith a technique normallyused in genetics (PCR),which he specificallyadapted for this purpose.

Field trials have confirmedhis hypothesis. In anecological compensationarea, the rust fungus wasdetected in 25% of creepingthistles where it hadpenetrated the roots up toone metre. The youngbiologist observed that therust fungus transported byC. onopordi could be veryvirulent, depending on therust line. He was also able toincrease to some extent thestem-boring weevilpopulation by providingthem with other host plantsfor their reproductionpurposes, which optimisesits destructive effect on theweed. With cage trials, hewas able to considerablyincrease the weevilinfestation rate, reaching90% of the creeping thistlepopulation.

The use of the rust fungusand the weevil incombination is relativelycomplex. For futureapplication, the directinfection of the thistle withthe rust has to be studied.

Le grand mérite d'HeiriWandeler fut d'avoir mis enévidence le processusd'infection, qui commence aumoment où le charançondépose ses oeufs dans laplante, en même temps queles spores de rouille. Puis,pour déterminer la présencede rouille dans différentesparties de la plantes (tige,feuilles et racines), lechercheur a traqué l'ADN del'agent infectieux, au moyend'une techniquehabituellement utilisée engénétique (la PCR) qu'il aspécialement adaptée.

Des études de terrain sontvenues confirmer seshypothèses. Sur une surfacede compensation écologique,de la rouille a été détectéedans 25% des chardons, oùelle a pénétré jusqu'à unmètre dans les racines. Lejeune biologiste a constatéque, suivant les lignées, larouille transportée par C.onopordi pouvait se révélertrès virulente. Il est aussiparvenu à augmentersensiblement la populationde charançons en leur offrantd'autres plantes hôtes pourse reproduire, de manière àoptimiser son actiondestructrice sur la mauvaiseherbe. Dans des essais encage, cette stratégie a permisd'augmenter considérablementle taux de colonisation, pourtoucher 90% des chardonsprésents.

Mais le recours à cettestratégie combinantcharançon et rouille restecomplexe. En vue desapplications futures, desétudes devraient être menéespour parvenir à infecter laplante directement par lechampignon, sans passer parl'intervention de l'insecte.

Heiri Wandelers grosseLeistung bestand darin, dasser in seiner Arbeit diesenInfektionsvorgang genauerbeleuchtet hat, der dannbeginnt, wenn der Rüsselkäferseine Eier in die Pflanzeablegt und damit gleichzeitigdie Sporen des Rostpilzesüberträgt. Um anschliessendden Rostpilz in verschiedenenTeilen der Pflanze (Stängel,Blätter und Wurzeln)nachzuweisen, entwickelte derForscher eine PCR-Technik,welche normalerweise in derGenetik Anwendung findet.Damit liessen sich kleinsteDNA-Spuren des Rostpilzesnachweisen.

Seine Hypothesen bestätigtensich in Feldversuchen. In einerBuntbrache konnte derRostpilz in 25 % derbehandelten Distelnnachgewiesen werden, wobeisich der Pilz im Wurzelsystembis zu einem Meterausgebreitet hatte. Der jungeBiologe stellte fest, dass esvom Käfer übertragenenRostpilz sehr aggressive Liniengibt, je nach Herkunftdesselben. Indem er denRüsselkäfern auch andereWirtspflanzen für ihreFortpflanzung zur Verfügungstellte, gelang es ihm, dieKäferpopulation erheblich zuvergrössern, was dieschädliche Wirkung auf dieDisteln noch steigerte. InKäfigstudien konnte dieseStrategie die Befallsrateentscheidend erhöhen: 90 %der vorhandenen Distelnwurden vom Käfer befallen.

Die Anwendung einerBekämpfungsmethode, dieRüsselkäfer und Pilzkombiniert, ist relativaufwändig. Für einezukünftige Anwendung istdeshalb eine Infektion derAckerkratzdisteln ohne dieHilfe des Käfers zu erreichen.

H. W

andeler; Universität B

ernH

. Wandeler; U

niversität Bern

H. W

andeler; Universität B

ern

no 15

Mining forphosphateNicola Tomasi finished hisPhD thesis in April 2006under the supervision ofEnrico Martinoia, aprofessor of plantphysiology at theUniversity of Zurich. Aspart of the Thematic Group 7,the young researcher wasinterested in afundamental questionrelating to plants:phosphate absorption. Thisis a complex field of studythat requires competencesin cellular and molecularbiology, genetics andbiochemistry.

White lupin has theadvantage of being able tosurvive in soils withsparingly availablephosphate, a basic plantnutrient. The plant uses astrategy that involves theacidification and excretionof organic acids into thesoil surrounding its roots,thereby accessing thephosphate trapped in therock.

During his thesis, NicolaTomasi concentrated onthe role of the enzyme ACL(ATP-dependent citratelyase), which has an effecton the type of “acid”molecules produced by theroots. When the activity ofACL is high, malate will bepredominantly excreted,whereas a low ACL activityfavours the production ofcitrate. The plant's capacityto obtain the phosphate,which is otherwiseinaccessible, dependsmainly on the excertion ofcitrate which can releasephosphate from the rocks.The young researcher was

Débusquer lephosphateC'est sous la directiond'Enrico Martinoia,professeur de physiologievégétale à l'Université deZurich que Nicola Tomasi aterminé sa thèse dedoctorat en avril 2006.Intégré au groupethématique 7, le jeunechercheur s'est intéressé àune questionfondamentale pour lesvégétaux: la capture duphosphate. Un mondecomplexe qui nécessitedes compétences enbiologie cellulaire,moléculaire, génétique etbiochimie.

Le lupin blanc présentel'avantage de survivre dansdes sols où le phosphate,nutriment de base desvégétaux, se fait rare. Laplante développe unestratégie consistant àacidifier le sol entourant sesracines en excrétant desacides organiques pouraccéder au phosphateprisonnier dans la roche.

Durant sa thèse, NicolaTomasi s'est penché sur lerôle d'une enzyme, l'ACL(ATP-dependent citratelyase) qui a une incidencesur le genre de molécules"acides" produites par lesracines. Si l'activité d'ACLest importante, l'excrétionde malate estprédominante, alors qu'uneactivité réduite d'ACLfavorise la production decitrate. De cette dernièremolécule va dépendre lacapacité de la plante àdébusquer le phosphate apriori inaccessible.

PhosphateaufstöbernUnter der Leitung von EnricoMartinoia, Professor fürPflanzenphysiologie an derUniversität Zürich, hat NicolaTomasi seine Dissertation imApril 2006 fertiggestellt. Derjunge Forscher, der in derThemengruppe 7 mitarbeitete,interessierte sich für einegrundlegendeProblemstellung: diePhosphatversorgung. Einkomplexer Vorgang, derKompetenzen in zellulärer,molekularer und genetischerBiologie sowie in Biochemieerfordert.

Die weisse Lupine hat denVorteil, dass sie in Bödenüberleben kann, die geringeMengen an löslichem Phosphatenthalten, eine für Pflanzenessentielle Nährsubstanz. Dievon der Pflanze entwickelteStrategie besteht darin, dassihre Wurzeln den umgebendenBoden ansäuern und organischeSäuren ausscheiden. So kann imGestein gebundenes Phosphatgelöst und erschliessbargemacht werden.

Im Rahmen seiner Dissertationhat sich Nicola Tomasieingehend mit der Rolle desEnzyms ACL auseinandergesetzt(ATP-abhängige Citrat-Lyase),die Auswirkungen auf die vonden Wurzeln produziertenorganischen Säuren hat. Beihoher ACL-Aktivität dominiertdie Ausscheidung von Malat,während eine tiefe ACL-Aktivität die Citratproduktionbegünstigt. Citrat ist besondersgeeignet, die a prioriunzugänglichen Phosphateausfindig zu machen.

6

ZOOM

a b

Nicola Tomasi

no 157

also interested in theplasma membrane protonpump, a transport proteinthat drives protons (H+

ions) out of the plant cell.The flux of protonsfacilitates the solubilizationof the rock that containsphosphate. The PhDstudent showed that thistransport protein isresponsible for the burstsof acid excretions thatreduce the microfloraaround the roots whilefavouring the bacterianeeded to acquirephosphate.

Furthermore, Nicola Tomasihas isolated a proteinimplicated in the formationof the bottlebrush-likeroots of white lupin. Morespecifically, this proteincodes for a root specifictranscription factor andappears to play a key rolein the development ofthese cluster roots.

Le jeune chercheur s'estégalement intéressé à lapompe à protons, uneprotéine de transport quienvoie des protons (ions H+)de l'intérieur de la cellulevers l'extérieur. Le flux deprotons facilite ladissolution de la rocherenfermant le phosphate. Ledoctorant a montré quecette protéine de transportcontrôlait la production dejets brusques d'acide quivont réduire la floremicrobienne autour desracines, et ne favoriser queles bactéries utiles àl'acquisition du phosphate.

Par ailleurs, Nicola Tomasi aisolé une protéine quidonne aux racines de lupinleur morphologieparticulière, en forme debrosse à bouteille. Plusprécisément, cette protéineest un facteur detranscription en relationavec un gène qui joue unrôle clé dans la formationde ces bulbes racinaires,appelés racines protéoïdes.

Der junge Forscher hat sichauch mit der Protonenpumpeder Plasmamembranbeschäftigt, die für dieAusscheidung von Protonen(H+ Ionen) aus dem Zellinnernverantwortlich ist. DerProtonenfluss erleichtert dasAuflösen des Gesteins, in demdas Phosphat gebunden ist.Der Doktorand konnte zeigen,dass dieses Transportproteindie Produktion der abruptenSäureausstösse kontrolliert,welche die Mikroflora rund umdie Wurzeln reduzieren undnur die für diePhosphaterschliessungnützlichen Bakterien favorisiert.

Überdies hat Nicola Tomasi einProtein gefunden, dasmitverantwortlich für dieBildung der typischen Gestaltder Lupinenwurzel mit ihrenFlaschenbürsteformverantwortlich ist. Es wirdangenommen, dass diesesProtein die Aktivität andererProteine, die für die Bildungder vielen Seitenwurzelnverantwortlich sind, moduliert.

The bottlebrush-like roots arecharacteristic of white lupin.

Les racines de lupin sontcaractérisées par leur forme de

brosse à bouteille.

Die Flaschenbürstenform ist fürLupinenwurzeln charakteristisch.

Acids that are excreted by the roots arecoloured in yellow. Picture (a)represents the natural situation,whereas other pictures show the effectof chemical compounds that activate (b)or inhibit (c) these excretions.

Les substances acides excrétées par lesracines sont colorées en jaune. L'image(a) représente la situation à l'étatnaturel par rapport à l'effet d'unesubstance chimique qui active (b) ou aucontraire inhibe (c) ces excrétions.

Die von den Wurzeln abgesondertensauren Substanzen sind gelb eingefärbt.Bild (a) zeigt die Situation desnatürlichen Zustands im Verhältnis zurReaktion mit einer chemischenSubstanz, welche diese Ausscheidungenaktiviert (b) oder hemmt (c).

c

N. Tom

asi; Universität Zurich

N. Tom

asi; Universität Zurich

8

WHO’S WHO

no 15

François Felber is involved inthe Thematic Group 2. He isinterested in gene flowbetween cultivated plantsand related wild species.Also director of theNeuchâtel Botanical Garden,he is currently supervisingthe preparation of anexhibition on theinteractions between plantsand insects that will takeplace from May to October2007.

What were your professionaloccupations before beingappointed Head of theBotanical Garden in 1997?

After receiving my degree inNatural Sciences in Lausanne(specialising in botany andplant physiology), I undertooka DEA (diplôme d'étudesapprofondies) in Montpellierto study the relationshipbetween the genetics ofbeech forests and theirecology. However, myfavourite plant remains thesweet vernalgrass(Anthoxanthum odoratum), agrass that was the subject ofmy PhD at the BotanicalInstitute of Neuchâtel underthe supervision of Prof.

François Felber estimpliqué dans le groupethématique 2. Il s'intéresseaux flux de gènes entreplantes cultivées etespèces sauvagesapparentées. Egalementdirecteur du Jardinbotanique de Neuchâtel, ilsupervise en ce moment lapréparation d'uneexposition sur lesinteractions entre lesplantes et les insectes quis'y tiendra de mai àoctobre 2007.

Avant d'être nommé à latête du Jardin botanique en1997, quel a été votreparcours professionnel?

Après une licence èsSciences naturelles àLausanne (spécialisation enbotanique et en physiologievégétale), j'ai effectué unDEA (diplôme d'étudesapprofondies) à Montpellierpour y étudier la relationentre la génétique des forêtsde hêtre et leur écologie.Mais ma plante fétiche restela flouve odorante(Anthoxanthum odoratum),une graminée à laquelle j'aiconsacré mon doctorat àl'Institut de botanique deNeuchâtel, chez le Prof.Philippe Küpfer, puis unséjour post-doctoral enCaroline du Nord. De retouren Suisse, je me suisintéressé à l'analyse d'unezone de contact entre deuxraces chromosomiques decette même flouve. Ceci m'aamené à étudier les flux degènes entre plantes cultivéeset sauvages. Actuellement,ma charge de directeur duJardin botanique occupantles deux tiers de mon temps,je partage le reste de monactivité entre ma fonction dechercheur-enseignant et deconservateur des herbiers àl'Institut de biologie.

François Felber, Direktordes Botanischen GartensNeuenburg, arbeitet auch inder Themengruppe 2 mit.Er interessiert sich für denGenaustausch zwischenKulturpflanzen und derenwildwachsendenVerwandten. Momentanüberwacht er dieVorbereitungen einerAusstellung über dieInteraktionen zwischenPflanzen und Insekten, dieim Mai 2007 eröffnet wird.

Welches war Ihr beruflicherWerdegang, bevor sie 1997zum Direktor desBotanischen Gartens ernanntwurden?

Nach dem Diplom inNaturwissenschaften inLausanne (Spezialisierung inBotanik und inPflanzenphysiologie), habeich ein Nachdiplomstudium(DEA) in Montpellierabgelegt, um das Verhältniszwischen Buchenwäldern undihrer Ökologie zu studieren.Meine erklärteLieblingspflanze bleibt aberdas Riechgras(Anthoxanthum odoratum),ein Süssgras, über das ichmeine Doktorarbeit bei Prof.Philippe Küpfer amBotanischen Institut derUniversität von Neuenburggeschrieben habe. MeinPostdoc-Aufenthalt in NorthCarolina war ebenfallsdiesem Gras gewidmet.Zurück in der Schweizinteressierte mich die Analyseeiner Kontaktzone zwischenzwei Pflanzenstämmen mitverschiedenenChromosomensätzen diesesGrases. Das hat mich zurUntersuchung desGenaustauschs zwischenKulturpflanzen und ihrenwildwachsenden Verwandtengebracht. Momentan bin ichzu zwei Dritteln als Direktordes Botanischen Gartensbeschäftigt, die restliche Zeit

F. Felber

François Felber

9 no 15

Philippe Küpfer and also of apost-doc in North Carolina.After returning toSwitzerland, I becameinterested in the analysis of acontact zone between twochromosomal races of thesweet vernalgrass. From thereI went on to study gene flowbetween cultivated and wildrelatives. Currently, myresponsibilities as director ofthe botanical garden occupytwo thirds of my time and therest is divided betweenresearch, teaching and thecuration of the herbarium atthe Institute of Biology.

When you were given thekeys to the “vallon del'Ermitage”, what were youraspirations for this greenspace?

We should highlight the factthat this site is the fourthlargest botanical garden inSwitzerland, after Aubonne,Geneva, and Brüglingen. Weare therefore committed tomaking it attractive to thegeneral public and to creatingpermanent and temporaryexhibitions that deal with theresearch activities of theuniversity. Animated teachingmaterials are also available forcourses. I feel that theBotanical Garden'scommunications role betweenscience and society isessential in terms of acting asa showcase for theuniversity's activities. Ourresponsibilities also includegrowing plants for researchand teaching purposes.

In this regard, what type ofresearch is being carried out?

In general, we work towardsthe protection of species inFrench-speaking Switzerlandand the national level. Allbotany labs and even severalzoology ones benefit fromthe professional service weoffer. The exchanges between

Au moment où l'on vous aremis les clés du vallon del'Ermitage, quellesambitions nourrissiez-vouspour cet espace vert?

Il faut souligner que ce siteest le quatrième plus grandjardin botanique de Suisse,derrière Aubonne, Genèveet Brüglingen. Nous noussommes donc attachés à lerendre attractif pour legrand public, en créant desexpositions fixes ettemporaires, en particuliersur les sujets de recherchede l'Université. Desanimations sont égalementà disposition des classes. Jeconsidère le rôle decommunication du Jardinbotanique entre la scienceet la société commeessentiel, en tant que vitrinedes activités universitaires.Notre mission comprendégalement la culture deplantes pour la recherche etl'enseignement.

A ce propos, quels genresde recherches y pratique-t-on?

De manière générale, noustravaillons pour laprotection des espèces auxniveaux romand et suisse.Tous les laboratoires debotanique et mêmeplusieurs de zoologieprofitent du serviceprofessionnel que nousoffrons. Les échanges entrehorticulteurs et chercheurssont toujours fructueux.Outre l'Arabidopsis et letabac, deux plantesmodèles fréquemmentutilisées en génétique, nousfaisons pousser du blé pouren étudier les croisementsavec l'égilope, une espècesauvage apparentée, et lesrisques que cela présentepour l'environnement dansle cas de culture de plantestrangéniques. Des étudessur les interactions entre le

teile ich auf zwischen meinerFunktion als Forscher undLehrer sowie als Konservatorder Herbarien am Institut fürBiologie.

Welche Ambitionen hegtenSie für diesen Grünraum, alsman Ihnen die Leitung des«vallon de l'Ermitage»übertrug?

Man muss betonen, dassdiese Anlage nach Aubonne,Genf und Brüglingen derviertgrösste botanischeGarten in der Schweiz ist. Wirlegen deshalb grossen Wertdarauf, diesen Garten füreine breite Öffentlichkeitattraktiv zu gestalten. Damituns dies gelingt, organisierenwir feste und temporäreAusstellungen, vor allem überThemen aus derwissenschaftlichenForschung. Mir liegt die Rolledes Botanischen Gartens alsVermittler zwischenWissenschaft undBevölkerung sehr am Herzen,der Garten kann so einSchaufenster für universitäreAktivitäten sein. UnsereBotschaft beinhaltet zugleichauch die Pflanzenkultur fürdie Forschung sowie dieLehre.

A propos Wissenschaft,welche Art von Forschungwird hier durchgeführt?

Im Allgemeinen arbeiten wirfür den Schutz regionaler undnationaler Arten. Allebotanischen und mehrerezoologische Laboratorienprofitieren von unserenprofessionellenDienstleistungen, die wiranbieten. Der Austauschzwischen Gärtnern undForschern ist immer sehrfruchtbar. Neben Arabidopsisund dem Tabak, zweiModellpflanzen, die häufigfür genetischeUntersuchungenherbeigezogen werden,

Seeds of Aegilops sp. (a), a wildrelative of wheat with which it might

cross to form hybrid plants (b)

Semis d'égilope (a), une plantesauvage apparentée au blé avec

lequel elle peut se croiser pourformer des hybrides (b) avec ce

dernier.

Samen von Aegilops sp. (a). DasWildgras ist mit Weizen verwandt

und kann sich mit diesem kreuzen,was zu Hypridpflanzen führt (b).

a

b

N. A

rrigo; Université de N

euchâtelN

. Arrigo; U

niversité de Neuchâtel

horticulturists and researchersare always beneficial. Apartfrom Arabidopsis andtobacco, two model plantsfrequently used in genetics,we also grow wheat to studycrossings with jointedgoatgrass, a wild relative, andthe environmental risksinvolved with respect to theproduction of transgeniccrops. Studies on theinteractions between maizeand insects were also carriedout, which leads us to theexhibition that we arepreparing for next Spring onthis theme (see next page).We are also authorised togrow low-risk transgenicplants in our greenhouses.

What is your assessment ofthis double, educational andscientific, vocation?

Our main goal, with respectto public education, is anenvironmental awareness bypresenting them with hardfacts in the hopes ofgenerating questions, so thateach person can form his orher own opinion. Being ableto communicate on hot topicsas genomics and transgenicplants is very exciting. Theacademic support remainsfundamental in guaranteeingthe quality of our exhibitions.In fact, we have collaboratedseveral times with the NCCR.Our exchanges are notlimited to biology since in2005 we organised, alongwith the Institute of Geology,an exhibition entitled «Plants:a story of 3,5 billion yearsrevealed by fossils».

no 15 10

WHO’S WHO

maïs et les insectes ont étéaussi menées. Cette mêmethématique débouche surl'exposition que nouspréparons pour ceprintemps (voir pagesuivante). Nous avonségalement l'autorisation decultiver dans certaines denos serres des plantestransgéniques présentantdes risques faibles.

Quel bilan tirez-vousaujourd'hui de cette doublevocation, à la fois éducativeet scientifique?

Notre principale mission vis-à-vis du public estl'éducation àl'environnement, avec l'idéed'exposer avant tout desfaits et de susciter desquestions, afin que chacunpuisse élaborer son opinion.Pouvoir communiquer surdes sujets parfois sensiblescomme la génomique et lesplantes transgéniques estvraiment passionnant.L'appui académique restefondamental comme garantde la qualité de nosexpositions. Nous avonsd'ailleurs collaboré plusieursfois avec le NCCR. Noséchanges ne se limitent pasà la biologie, puisque nousavions organisé en 2005,avec l'Institut de géologie,une exposition intitulée«Les plantes : 3,5 milliardsd'années racontées par lesfossiles».

bauen wir auch Weizen an,um an ihm die Auskreuzungmit Aegilops, einerverwandten Wildform, zuuntersuchen. Unsinteressieren die Risiken, dieeine solche Auskreuzung imFall einer transgenenPflanzenkultur für die Umweltbeinhaltet. Studien überInteraktionen zwischen Maisund Insekten werdenebenfalls durchgeführt.Dieselbe Thematik wird inder Ausstellung, die wir fürdiesen Frühsommer planen,behandelt werden (siehenächste Seite). Wir besitzenauch die Erlaubnis, in einigenvon unseren Gewächshäuserntransgene Pflanzen mitschwachem Umweltrisiko zukultivieren.

Welche Bilanz ziehen Sieheute aus der doppeltenBerufung, in der Lehre undWissenschaft verbundensind?

Unsere wichtigste Botschaftgegenüber der Öffentlichkeitist die Umwelterziehung, mitdem Gedanken, in ersterLinie Tatsachen zu zeigen undFragen zu fördern, damit sichjeder seine eigene Meinungbilden kann. Es ist wirklichspannend, über Themen, diemanchmal sehr pointiert sind,wie beispielsweise dieGenomik und transgenePflanzen, kommunizieren zukönnen. Die akademischeUnterstützung bleibt alsGarant für die Qualitätunserer Ausstellungenfundamental wichtig. Wirhaben übrigens schonmehrfach mit dem NCCRzusammengearbeitet. Undunser Austausch beschränktsich auch nicht nur auf dieBiologie, denn wir haben2005 zusammen mit demInstitut für Geologie eineAusstellung organisiert,deren Titel lautete «Pflanzen:3,5 Milliarden Jahre vonFossilen erzählt».

The exchanges betweenhorticulturists and researchers

are always beneficial.

Les échanges entrehorticulteurs et chercheurs sont

toujours fructueux.

Der Austausch zwischenGärtnern und Forschern ist

immer sehr fruchtbar.

Exhibitions at the BotanicalGarden show the links betweenscience and society.

Les expositions du Jardinbotanique tissent des liensentre la science et la société.

Wissenschaft und Gesellschaftknüpfen Kontakte anAusstellungen im BotanischenGarten.

Hybrid plant arising from across between wheat andAegilops sp.

Plante hybride issue ducroisement entre le blé etl'égilope.

Hybridpflanze: eine Kreuzungaus Weizen und Aegilops.

N. A

rrigo; Université de N

euchâtel

F. Felber

Outdoor exhibition

There's nothing better thana botanical garden forputting plants and insectson display. An exhibitionon this theme, financed bythe NCCR Plant Survival,will open its doors on May13th at the Botanical Gardenof Neuchâtel. It willcontinue through thesummer until October 7th !

Maize plants that release anodorous signal, petuniascreated in the laboratory...But also smelly plants,imposters, deception andmanipulation. All of this witha horde of insects flyingoverhead.

Nadir Alvarez, maître-assistant at the Laboratory ofEvolutionary Entomology ofthe University of Neuchâtel,and Colette Gremaud,science journalist, definedthe main themes of theexhibition, which will takeplace this summer.Interactions between plantsand insects, one of thecentral themes of the NCCR,is a well suited topic forpresenting scientific resultsthat can be easily grasped byeveryone.

The exhibition is a pleasantmixture of specialisedaspects and more generalthemes, such as seeddissemination by ants, or theimitation of odours or shapesby certain plants, like orchidsfor example. If one wishes tolearn while having fun, theprogramme providesinstructional walks, a displayof live insects, short films andmusic, as well as a few othersurprises.

En plein air

Quoi de mieux qu'un jardinbotanique pour mettre enscène des plantes et desinsectes ? Une expositionsur ce thème, financée parle NCCR Survie des plantes,ouvrira ses portes le 13 mai2007 au Jardin botaniquede Neuchâtel. Pour seprolonger tout l'étéjusqu'au 7 octobre!

Du maïs qui diffuse un signalodorant, des pétunias créésen laboratoire... Mais aussides plantes malodorantes,des impostures, de latromperie et de lamanipulation. Le tout survolépar des myriades d'insectes.

Les grandes lignes del'exposition, qui prendraplace en été 2007, ont étédéfinies par Nadir Alvarez,maître-assistant auLaboratoire d'entomologieévolutive de l'Université deNeuchâtel, et ColetteGremaud, journalistescientifique. Les interactionsentre plantes et insectes, undes thèmes centraux duNCCR, se prêtentparticulièrement bien pourprésenter des résultatsscientifiques à la portée dechacun.

L'exposition mêleagréablement aspectsrésolument pointus etthèmes plus généraux,comme la dissémination desgraines par les fourmis, ou lesimitations d'odeurs ou deformes développées parcertaines plantes, telles queles orchidées. Pourapprendre tout en sedivertissant, le programmejongle entre promenadesdidactiques, présentationd'insectes vivants, diffusionde films et de musique, ainsique quelques autressurprises.

Freiluftvorstellung

Was eignet sich besser als einbotanischer Garten, umPflanzen und Insekten in Szenezu setzen? Eine vom NCCRÜberlebenserfolg von Pflanzenfinanzierte Ausstellung zudiesem Thema wird am 13.Mai 2007 im BotanischenGarten Neuenburg eröffnet.Sie wird den ganzen Sommerbis am 7. Oktober andauern.

Maispflanzen die überDuftstoffe kommunizieren undim Labor kreierte Petuniengehen Hand in Hand mit übelriechenden Zeitgenossen,Hochstapelei, Täuschung undManipulation. UnzähligeInsekten überfliegen undverbinden diese faszinierendengrünen Welten.

Die Hauptthemen derAusstellung im Sommer 2007wurden von Nadir Alvarez,Oberassistent am Labor fürevolutive Entomologie an derUniversität Neuenburg undColette Gremaud,Wissenschaftsjournalistin,festgelegt. Interaktionenzwischen Pflanzen und Insekten,eines der Hauptthemen desNCCR, eignen sich besondersgut, um wissenschaftlicheResultate einer breitenÖffentlichkeit zugänglich zumachen.

Die Ausstellung verbindet aufangenehme Weise detaillierteAspekte mit allgemeinenThemenkreisen, so zum Beispieldie Verbreitung vonSamenkörnern durch Ameisenund die Imitation von Gerüchenund Wachstumsformen durchbestimmte Pflanzen, unteranderem Orchideen. Damit dasLernen in entspannterAtmosphäre gelingt sind imProgramm nicht nur Lehrpfadeund lebende Insekten enthalten,sondern auch Filme und Musik,die zusammen mit einigenanderen Überraschungen dieAusstellung abrunden.

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by/par/von Colette Gremaud

F. Felber

no 15

Doctoral programme

As of October 2006, theGraduate School has beenrunning under a new nameand is now called theDoctoral Programme“Plants and theirenvironment”. Here's anoppotunity to reiteratesome of its principalobjectives.

Recognised by the universitynetworks AZUR (Geneva,Lausanne and Neuchâtel)and BENEFRI (Bern,Neuchâtel, Fribourg), thiseducational platform, whichwas conceived as theacademic backbone of theNCCR Plant Survival, offers avariety of courses thatprepare young scientists toovercome academic,administrative andcommercial challenges. Itencourages interdisciplinarity,exchange with the public, aswell as promoting mobility toother laboratories.

The Doctoral Programme ismandatory through a systemof credits for those whosethesis is financed by theNCCR, but is open to all PhDStudents in Switzerland.Registrations are made foreach course individually aslong as places are available.

The programme includescourses that deal withspecific scientific questions(S) (for example, chloroplastdevelopment, plantinteractions with otherorganisms), provide usefulresearch tools (T) (appliedstatistics, bioinformatics), orimprove communication skills(C) (public speaking, writingscientific articles).

«It's an opportunity to useone's English or statisticalskills, which is important for a

Programme doctoral

Depuis octobre 2006,l'Ecole doctorale a changéde nom. Elle s'appelledésormais DoctoralProgramme "Plants andtheir environment",l'occasion de rappeler sesprincipaux objectifs.

Reconnue par les réseauxuniversitaires AZUR (Genève,Lausanne et Neuchâtel) etBENEFRI (Berne, Neuchâtel,Fribourg), la plate-formepédagogique née dans lesillage du NCCR Survie desplantes offre une variété decours préparant les jeunesscientifiques à surmonter lesdéfis académiques,administratifs etcommerciaux contemporains.Elle encourage l'interdisci-plinarité, le dialogue avec lepublic, ainsi que les séjoursdans d'autres laboratoires.

Obligatoire via un systèmede crédits pour toutepersonne dont la thèse estfinancée par le NCCR, leProgramme doctoral resteouvert à n'importe queldoctorant de Suisse. Lesinscriptions aux cours se fontau coup par coup dans lamesure des placesdisponibles.

Le programme comprenddes enseignements quiabordent une questionscientifique spécifique (S)(p.ex. développement deschloroplastes, interactionsdes plantes avec d'autresorganismes), donnent desoutils utiles pour la recherche(T) (statistiques appliquées,bioinformatique), ouaméliorent des compétencesen communication (C)(apprendre à s'exprimer enpublic, à écrire des articlesscientifiques).

Graduiertenprogramm

Im Oktober 2006 wurde dieGraduate School umbenannt:Neu wird es jetzt DoctoralProgramme "Plants and theirenvironment" genannt. Wirnehmen dies zum Anlass,seine wichtigsten Ziele inErinnerung zu rufen.

Die von den universitärenNetzwerken AZUR (Genf,Lausanne und Neuenburg) undBENEFRI (Bern, Neuenburg,Freiburg) anerkanntepädagogische Plattform, die indie Fussstapfen des NCCRÜberlebenserfolg von Pflanzentritt, bietet eine Vielzahl vonKursen an, die jungeWissenschaftler daraufvorbereiten, dieakademischen, administrativenund kommerziellenHerausforderungen derheutigen Zeit zu meistern. DiePlattform fördert dieInterdisziplinarität und denDialog mit der Öffentlichkeitsowie den Aufenthalt inanderen Laboratorien.

Das Graduiertenprogramm istfür alle Personen, derenDissertation vom NCCRfinanziert wird, obligatorischvia ein Kreditpunkte-System.Es steht aber auch allenanderen Doktoranden in derSchweiz offen.Einschreibungen werdenjeweils in dem Massevorgenommen, wie Plätze freiwerden bzw. zur Verfügungstehen.

Das Programm beinhaltetUnterrichtseinheiten, diespezifische wissenschaftlicheFragen behandeln (S) (z. B.Entwicklung derChloroplasten, Interaktionenzwischen Pflanzen undanderen Organismen), für dieForschung nützlicheInstrumente in die Handgeben (T) (angewandte

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RESEARCH & EDUCATIONRECHERCHE & FORMATION / FORSCHUNG & BILDUNG

The Doctoral Programme encouragesinterdisciplinarity, exchange with the

public, as well as promoting mobility toother laboratories.

Le Programme doctoral encourage l'interdisciplinarité, le dialogue avec le

public, ainsi que les séjours dansd'autres laboratoires.

Der Doctoral Programme fördert dieInterdisziplinarität und den Dialog mit

der Öffentlichkeit sowie den Aufenthaltin anderen Laboratorien.

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researcher», was one of thecomments received duringthe 2005-2006 season. Thefinancial support to promotework-exchanges with otherlaboratories, is wellappreciated. This support «isjust as valuable to thestudent as it is to thelaboratories», read anothercomment.

However, satisfying allstudents coming from a widerange of disciplines remainsa difficult task. Therefore, it isnot surprising that severalstudents would like to havemore courses that relate totheir specific field of researchand feel that some topics areover represented.

The Doctoral Programmeteam is open to suggestionsfor new courses and is readyto help those who would liketo organise one.

On peut y exercer sesconnaissances d'anglais oude statistiques, ce qui estimportant pour unscientifique», dit un descommentaires recueillis àl'issue de la saison 2005-2006. On apprécie le soutienfinancier visant à encouragerla mobilité via des stages,durant la thèse, dans d'autreslaboratoires. Ce soutien « estaussi précieux pour l'étudiantque pour les laboratoires »,indique une autre note.

Cependant, les étudiantsprovenant d'une large variétéde disciplines, contenter tousles participants reste unetâche ardue. Il n'est dès lorspas étonnant que desétudiants souhaitent plus decours en rapport avec leurschamps de recherche tout enayant le sentiment quecertains thèmes sontsurreprésentés.

Les responsables duProgramme doctoraldemeurent ouverts à toutesuggestion de cours et sontprêts à aider celles et ceuxqui souhaitent en mettre unsur pied.

Statistiken, Bioinformatik)oder helfen dieKommunikationsfertigkeitenzu verbessern (C) (lernen, wieman vor Publikum sprichtoder wissenschaftliche Artikelverfasst).

«Hier kann man seineEnglischkenntnisse oder seinStatistikwissen erproben undverbessern, was fürWissenschaftler von zentralerBedeutung ist» - so eine derSchlussfolgerungen, die imAnschluss an die Saison2005-2006 gezogen wurde.Geschätzt wird auch diefinanzielle Unterstützung, diezum Ziel hat, die Mobilitätwährend der Zeit derDissertation durchAufenthalte in anderenLaboratorien zu fördern.«Eine Form vonUnterstützung, die nicht nurfür die Studierenden wertvollist, sondern auch dieLaboratorien bereichert», wiean anderer Stelle erwähntwurde.

Da jedoch die Studierendenaus vielen und vor allem sehrunterschiedlichen Disziplinenkommen, ist es schwierig,allen gerecht zu werden. Esist deshalb nicht erstaunlich,dass einige Studenten mehrKurse im Angebot wünschen,die im Zusammenhang mitihrem spezifischenForschungsgebiet stehen,und das Gefühl haben, einigeThemen seien übervertreten.

Die für dasGraduiertenprogrammVerantwortlichen sindweiterhin für Vorschlägebetreffend die Kurse offen,und sie sind auch bereit,denjenigen unterstützend zurSeite zu stehen, die gerneeigene Kurse auf die Beinestellen möchten.

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For further information or making suggestions:

www.unine.ch/plantsurvival then click on doctoral programme

no 15 14

RESEARCH & EDUCATIONRECHERCHE & FORMATION / FORSCHUNG & BILDUNG

The underside of plants

The rhizosphere is foundjust below the ground wewalk on. In this fabulousmicrocosm around theroots are found bacteria,mycorrhizal fungi,nematodes, mites,springtails, earthworms andother nice creatures. Allthese players are essentialfor plant development andare certainly worthy of acourse in the DoctoralProgramme «Plants andtheir environment».

The event took place onJanuary 15th and 16th inNeuchâtel. Among thespeakers were the professorsMichel Aragno (University ofNeuchâtel) and EnricoMartinoia (University ofZurich), both members ofthe NCCR, as well as threeother internationallyrenowned specialists.

Sari Timonen, a Finnishbiologist from the Universityof Helsinki, shared herpassion for mycorrhizae, theroot structures that resultwhen fungal hyphae coloniseplant feeder roots andthereby improve theabsorption of essentialnutrients. Most landecosystems would in fact notexist without mycorrhizalsymbiosis.

Bryan Griffiths, a researcherat the Scottish CropResearch Institute (UnitedKingdom), talked about therole of non-nutritional effectson plant development, suchas amoebae that stimulateroot development by theactivation of plant hormoneproducing bacteria.Nematodes, tinyearthworms, play a role inroot proliferation too, a

La face cachée desplantes

La rhizosphère se trouvejuste sous nos pieds. Dansce fabuleux microcosmeentourant les racines secroisent des bactéries, deschampignons mycorhiziens,des vers de terre, maisaussi des nématodes, desacariens, des collemboleset bien d'autres créatures.Autant d'acteurs essentielsau développement desvégétaux qui méritaientbien un cours duProgramme doctoral «Plants and theirenvironment».

L'événement a réuni les 15et 16 janvier derniers àNeuchâtel, outre lesprofesseurs Michel Aragno(Université de Neuchâtel) etEnrico Martinoia (Universitéde Zurich), tous deuxmembres du NCCR, troisautres spécialistes derenommée internationale.

Sari Timonen, biologistefinlandaise en provenancede l'Université de Helsinki, apartagé sa passion desmycorhizes, cesexcroissances souterrainesde champignons quipénètrent dans les racinespour y acheminer desnutriments indispensablesaux plantes. La plupart desvégétaux terrestres nepourraient d'ailleurs passurvivre sans l'interventiondes mycorhizes.

Chercheur au Scottish CropResearch Institute (Royaume-Uni), Bryan Griffiths a de soncôté évoqué l'influence deseffets non-nutritionnels sur lacroissance des plantes. Ainsides amibes stimulent ledéveloppement des racinespar l'activation de bactériesproduisant une hormone

Die verborgene Seiteder Pflanzen

Direkt unter unseren Füssenbefindet sich dieRhizosphäre. In diesemphantastischenMikrokosmos rund um dieWurzeln treffen Bakterien,Mykorrhiza-Pilze,Bodenwürmer, aber auchNematoden, Milben,Springschwänze und andereOrganismen aufeinander.Sie alle sind für dieEntwicklung der Pflanzenunabdingbar. Grund genug,ihnen einen Kurs imGraduiertenprogramm«Plants and theirenvironment» zu widmen.

Anlässlich der Veranstaltungvom 15. und 16. Januar inNeuenburg traten neben denzwei Professoren MichelAragno (UniversitätNeuenburg) und EnricoMartinoia (Universität Zürich),beide Mitarbeiter des NCCR,auch drei internationalangesehene Spezialistenzusammen auf.

Sari Timonen, finnischeBiologin der UniversitätHelsinki, sprach von ihrerPassion für Mikorrhiza, diesenVerästelungen von Pilzen imErdreich, welche diePflanzenwurzelndurchdringen und denPflanzen auf diese Weise denZugang zu Nährstoffen, diesie nicht selbst aufschliessenkönnen, ermöglichen. Diemeisten Landpflanzenkönnten übrigens ohneMykorrhiza-Pilze nichtüberleben.

Bryan Griffiths, Forscher amScottish Crop ResearchInstitute (United Kingdom),stellte den Einfluss der nicht-nährstoffbezogenen Faktorenauf das Pflanzenwachstumvor.

The main guests of the DoctoralProgramme, from left to right:

Wim van der Putten, Sari Timonen,Bryan Griffiths, as well as Claire Le

Bayon, the organiser of the meeting.

Les principaux invités au cours duProgramme doctoral, de g. à dr:

Wim van der Putten, Sari Timonen,Bryan Griffiths, ainsi que Claire Le

Bayon, organisatrice de la rencontre.

Die prominentesten Gäste desGraduiertenprogramms, von links nach

rechts:Wim van der Putten, Sari Timonen,

Bryan Griffiths, sowie Claire Le Bayon,Organisatorin des Treffens.

hypothesis that is beingtested by the Scottishinstitute in collaboration withChinese scientists.

Nematodes are also themain interest of Wim van derPutten, department head atthe Centre for TerrestrialEcology (Netherlands).These microorganisms cangreatly influence thecomposition of naturalvegetation or crops becauseof their capacity to infect theplants. Some species mayeven infect the herbivorousinsects in the soil. Theresearcher is alsoenthusiastic about the ideathat the rhizosphereinteractions surpass thelimits that are usuallythought. « Plant defenceagainst abovegroundherbivores is stronglyinfluenced by interactionsbetween plants and soilorganisms, states Wim vander Putten. Traditionally,crop protection has beenbased on the principle thatthe soil surface is anunbreakable barrier. Inecology, however, we arebreaking through this barrierand encourage agronomiststo do the same. »

végétale. De même, desnématodes, ces petits versdu sol, joueraient aussi unrôle dans la prolifération desracines, une hypothèse quel'institut écossais teste encollaboration avec desscientifiques chinois.

Les nématodes figurentégalement au centre desintérêts de Wim van derPutten, chef de départementau Centre d'écologieterrestre de Heteren (Pays-Bas). Ces micro-organismespeuvent grandementinfluencer la composition dela végétation naturelle etdes cultures, en raison deleur capacité à infecter lesplantes, voire même desinsectes souterrainsphytophages. Le chercheurs'enthousiasme aussi à l'idéeque les interactions dans larhizosphère dépassent leslimites qu'on leur imposehabituellement. « Lesdéfenses que les plantesdéveloppent au niveau desfeuilles sont fortementinfluencées par lesinteractions entre les racineset les organismes du sol,rappelle-t-il. La protectiontraditionnelle des culturespart du principe que lasurface du sol est unebarrière hermétique. Or,nous démontrons enécologie que cette barrièreest franchissable. Nousencourageons donc lesagronomes à en faire demême.»

So stimulieren Amöben dieWurzelentwicklung durch dieAktivierung von Bakterien,welche ein pflanzlichesHormon produzieren.Nematoden, d.h. kleineFadenwürmer, spielenebenfalls eine wichtige Rollein der Wurzelversprossung;eine Hypothese, die dasschottische Institut inZusammenarbeit mitchinesischenWissenschaftlern testet.

Nematoden stehen imMittelpunkt des Interessesvon Wim van der Putten,Departements-Leiter amZentrum für terrestrischeÖkologie in Heteren(Niederlande). Aufgrund ihrerFähigkeit, Pflanzen und sogarpflanzenfressende Insektenim Erdreich zu infizieren,können dieseMikroorganismen dienatürliche Vegetation sowieKulturen grossflächigbeeinflussen. Der Forscher istvon der Idee fasziniert, dassdie Interaktionen innerhalbder Rhizosphäre die Grenzen,die man ihnen normalerweisezuspricht, überschreiten. «DieAbwehrmechanismen,welche Pflanzen aufBlattebene entwickeln,werden stark von denInteraktionen zwischenWurzeln undBodenorganismenbeeinflusst», erinnert er.

«Der traditionellePflanzenschutz in denKulturen geht vom Prinzipaus, dass dieBodenoberfläche eineunüberwindbare Barrieredarstellt. Aber in derÖkologie zeigen wir, dassdiese Barriere durchlässig ist.Wir ermutigen deshalb dieLandwirte, es uns gleich zutun.»

no 1515

Mycorrhizae coloured in blueseen through a microscope

Vue au microscope demycorhizes colorées en bleu.

Mikroskopansicht derMykorrhiza-Pilze (blau gefärbt).

The rhizosphere seen throughan electronic microscope

La rhizosphère vue aumicroscope électronique

Die Rhizosphäre unter demElektronenmikroskop.

D. Reinhardt; U

niversité de FribourgPhytopathology group; ETH

Zurich

no 15 16

IN SHORTEN BREF / KURZ GESAGT

Management ofinvasive plants

On November 24th 2006,about 90 experts met inNeuchâtel to discuss the roleof research for themanagement of introducedinvasive plants. Fifteencantons from all linguisticregions were represented andthe participants were equallydivided between threeprofessional sectors:universities, applied researchinstitutes such as consultingoffices, and management.

It became evident that theneed to exchange knowledgeand coordinate actions on anational level is of highimportance, and therefore hasto be supported through anational strategy andinformation platform. Thisproject of the Thematic Group 3of the NCCR Plant Survivalwill, in the future, contributeto enhancing regularexchange of documents andinformation between experts.

Current efforts shouldparticularly support awarenessbuilding and outreach topoliticians and the generalpublic. With this in mind,more research carried out bybiologists, computermodellers, and economistsneeds to be undertaken in thefuture, in order to predict andquantify the damages causedby invasive plants. A secondmeeting is planned on May11, 2007 with the aim ofdeveloping applied researchprojects.

Gestion des plantesenvahissantes

Près de 90 experts se sontrencontrés le 24 novembredernier à Neuchâtel pourdiscuter du rôle de larecherche dans la gestiondes plantes envahissantesd'origine étrangère.Provenant de toutes lesrégions linguistiques, desparticipants de quinzecantons composaientl'audience répartieéquitablement entre troissecteurs professionnels: lesuniversités, les instituts derecherche appliquée telsque les bureaux d'étudesécologiques et la gestionsur le terrain.

Le besoin d'échanger desconnaissances à l'échellesuisse est apparuprimordial. Sa mise enoeuvre se ferait par unestratégie nationale pourcoordonner les acteurs, lesmesures et le savoir-faire,ainsi qu'au travers d'uneplate-forme d'information.Ce projet du groupethématique 3 du NCCRSurvie des plantessoutiendra à l'avenirl'échange régulier dedocuments etd'informations entre lesexperts.

Actuellement, les praticiensveillent à ce que la prise deconscience atteigne lesdomaines public etpolitique. Dans ce but, desrecherches accrues, menéespar des biologistes, desspécialistes en modélisationinformatique, et deséconomistes doivent êtreentreprises pour prédire etquantifier les dégâts desplantes envahissantes. Unedeuxième réunion estagendée le 11 mai 2007,afin d'élaborer des projetsorientés vers la pratique.

Management voninvasiven Pflanzen

Am 24. November 2006haben sich in Neuenburg etwa90 Experten getroffen, um dieRolle der Forschung für dasManagement invasiver,gebietsfremder Pflanzen zudiskutieren. DieTeilnehmenden, aus 15Kantonen aller Sprachregionenund von 2 Bundesämtern,repräsentierten zu je etwaeinem Drittel Universitäten,angewandteForschunginstitute wieÖkobüros und dieManagementpraxis.

Das breite Interesse hat denBedarf für einen intensivenWissensaustausch in derSchweiz aufgezeigt. Alswichtigster Handlungsbedarfwurde denn auch dieKoordination von Akteuren,Massnahmen und Wissendurch eine nationale Strategieund Informationsplattformidentifiziert. Dieses Projekt derThemengruppe 3 des NCCRÜberlebenserfolg vonPflanzen wird in Zukunft denregelmässigen Austausch vonDokumenten undInformationen unter denbeteiligten Expertenunterstützen.

Im Moment besteht in derPraxis der grössteHandlungsbedarf bei derFörderung desProblembewusstseins in derÖffentlichkeit und Politik. Dazubraucht es in Zukunftvermehrte Forschung vonBiologen,Computermodellierern undÖkonomen zur Vorhersageund Quantifizierung vonSchäden invasiver Pflanzen.Am 11. Mai 2007 sollen aneiner zweite TagungpraxisrelevanteForschungsprojekte entwickeltwerden.

Researchers are particularly preoccupiedby three invasive plants: giant hogweed

(Heracleum mantegazzianum) (a),common ragweed (Ambrosia

artemisiifolia) (b), and Japaneseknotweed (Fallopia japonica) (c).

Trois plantes envahissantes préoccupentles chercheurs: la berce du Caucase

(Heracleum mantegazzianum) (a),l'ambroisie (Ambrosia artemisiifolia) (b)

et la renouée du Japon (Fallopiajaponica) (c).

Drei invasive Pflanzen, welche dieForscher mit Besorgnis beobachten: derBärenklau (Heracleum mantegazzianum)

(a), das Aufrechte Traubenkraut(Ambrosia artemisiifolia) (b) und der

Japanische Staudenknöterich (Fallopiajaponica) (c).

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Invasive trees

Prosopis is a complex oftree species originatingfrom South-America thathas been widely planted inKenya's arid and semi-aridlands. The trees wereintroduced as a source offodder, fuelwood, honeyand wax in these areas.However, Prosopis hasspread vigorously toneighbouring areas therebybecoming a serious weed,threatening livelihoods andcompromising ecosystemintegrity.

With the support of theNCCR Plant Survival and theSwiss Centre forInternational Agriculture(ZIL) at the ETH Zurich, theKenyan PhD student WalterOkello, affiliated with theCABI, will map the past andpresent distribution ofProsopis trees andcharacterize by molecularmeans those species orhybrids that have becomeinvasive. He will alsocompare the biodiversity ofarthropods and micro-organisms living in Prosopis-invaded and non-invadedecosystems. The projectaims finally at identifyingherbivorous insects thatmight control the pest'sspread.

Arbres envahissants

Les Prosopis sont des arbresd'origine sud-américaine quifurent abondammentplantés dans les zonesarides et semi-arides duKenya. Introduits commesource de fourrage, de boisde chauffe, de miel ou decire, ils se mirent à proliférerdans le voisinage, menaçantle gagne-pain de lapopulation etcompromettant l'intégritéde l'écosystème.

Avec le soutien du NCCRSurvie des plantes et duCentre suisse pour uneagriculture internationale(ZIL) de l'ETH Zurich, WalterOkello, doctorant kényanaffilié au CABI, étudie lesrépartitions passée etprésente des Prosopis, ainsique la détermination pardes méthodes moléculairesdes espèces ou deshybrides devenusenvahissants. Il entend aussicomparer la biodiversité desarthropodes et micro-organismes dans lesécosystèmes envahis par leProsopis et dans ceux quine le sont pas. Le projetvise finalement à identifierles insectes herbivoressusceptibles de freiner lapropagation de l'arbreindésirable.

Invasive Bäume

Verschiedene Baumarten deraus Südamerika stammendenGattung Prosopis sind imletzten Jahrhundert inniederschlagsarmen GebietenKenias angepflanzt worden.Die Bäume wurden unteranderem zur Gewinnung vonViehfutter, Holz, Honig undWachs eingeführt. In denletzten Jahren haben jedochProsopis-Arten begonnen, sichinvasiv in umliegendenGebieten auszubreiten unddabei die Lebensgrundlagender Landbevölkerung und dieariden Ökosysteme zubedrohen.

Im Rahmen einer durch dasNCCR Überlebenserfolg vonPflanzen und demSchweizerischen Zentrums fürInternationale Landwirtschaft(ZIL) der ETH Zürichunterstützten Doktorarbeitkartiert Walter Okellu, einMitarbeiter von CABI, diehistorische und heutigeVerbreitung von Prosopis inKenia und charakterisiert mitHilfe molekularer Methodendiejenigen Arten oderHybriden, die invasivgeworden sind. EinSchwerpunkt seinerDoktorarbeit besteht darin, dieBiodiversität von Arthropodenund Mikroorganismen inProsopis-befallenen Habitatenmit derjenigen nicht-befallenerHabitate zu vergleichen, unddie Möglichkeiten einerbiologischen Regulierungdieser invasiven Bäumeabzuklären.

a

b

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c: B. Slattery, U

.S. Fish and Wildlife Service,

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w.forestryim

ages.orgJ. D

. Byrd, M

ississippi State University,

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ages.orgEcospat; U

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U. Schaffner; C

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no 15

Outstanding PhDawards

Britta Tschanz received the2006 Award from the Facultyof Natural Sciences of theUniversity of Bern. Shereceived the prize, worth CHF3000, in January 2007 for herPhD thesis. Under thesupervision of Sven Bacher(TG1), the young biologist wasstudying the beetle Cassidarubiginosa that feeds on thecreeping thistle Cirsiumarvense and that has provento be an interesting biologicalcontrol agent against theweed. Britta Tschanz wasparticularly interested indiscovering the reasons whythis beneficial insect is a victimof the predatory wasp Polistesdominulus.

The International Associationfor Lichenology (IAL) hasdelivered the Mason HaleAward 2006 to Silke Werthfor her PhD thesis entitled«Dispersal and persistence ofan epiphytic lichen in adynamic pasture-woodlandlandscape.» Silke Werth's PhDdissertation is a significantcontribution to theunderstanding of thepopulation dynamics ofendangered lichen speciesthat grow on trees (epiphyticlichens). Silke Werth did herPhD in the lab of ChristophScheidegger at the SwissFederal Research Institute forForest, Snow and LandscapeResearch (WSL) inBirmensdorf.

Thèses primées

Britta Tschanz a reçu le Prix2006 de la Faculté dessciences naturelles del'Université de Berne. Dotéede CHF 3000, larécompense a été remise enjanvier 2007 à la lauréatepour sa thèse de doctorat.Sous la supervision de SvenBacher (TG1), la jeunebiologiste étudiait lecoléoptère Cassidarubiginosa connu pourraffoler du chardon deschamps Cirsium arvense etqui s'avère ainsi un moyende lutte biologiqueintéressant contre lamauvaise herbe. BrittaTschanz a notammentcherché à savoir les raisonspour lesquelles l'insecteutile est massivementvictime de la guêpeprédatrice Polistesdominulus.

L'Association internationalede lichenologie (IAL) a remisà Silke Werth le Prix MasonHale 2006 pour sa thèseintitulée «Dispersion etpersistence d'un lichenépiphyte dans un paysagedynamique de pâturages-boisés». Son travail apporteune contributionsignificative à lacompréhension de ladynamique de populationdes espèces menacées delichens poussant sur desarbres (épiphytes). SilkeWerth avait effectué sondoctorat à l'Institut fédéralde recherches sur la forêt, laneige et le paysage (WSL) àBirmensdorf, dans lelaboratoire de ChristophScheidegger.

PrämierteDissertationen

Britta Tschanz hat den Preis2006 der naturwis-senschaftlichen Fakultät derUniversität Bern erhalten. ImJanuar 2007 wurde ihr diemit CHF 3000 dotierteAuszeichnung für ihreDissertation überreicht.Unter der Leitung von SvenBacher (TG1) untersuchte diejunge Biologin denSchildkäfer Cassidarubiginosa, der wegen seinerVorliebe für die AckerdistelCirsium arvense für diebiologischeUnkrautbekämpfung vonInteresse ist. Britta Tschanzwar vor allem daraninteressiert, zu ergründen,warum dieses nützlicheInsekt der FeldwespePolistes dominulus so massivzum Opfer fällt.

Die International Associationfor Lichenology (IAL) hatSilke Werth den Mason HaleAward 2006 verliehen, fürihre Dissertation «Dispersaland persistence of anepiphytic lichen in a dynamicpasture-woodlandlandscape». Ihre Dissertationhat signifikant zumVerständnis derPopulationsdynamikbedrohterbaumbewohnenderFlechtenarten beigetragen.Silke Werth hat ihreDissertation an derEidgenössischenForschungsanstalt für Wald,Schnee und Landschaft (WSL)in Birmensdorf in ChristophScheideggers Labor verfasst.

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IN SHORTEN BREF / KURZ GESAGT

no 1519

NCCR Directorawarded

On November 6th, 2006, theSwiss Foundation for theDoron Prize based in Zougawarded Professor MartineRahier and ProfessorChristoph Hock in recognitionfor their outstanding researchworks. The laureates receivedCHF 50'000 each. Establishedin 1986 by the Marc Richgroup from Zug, the DoronFoundation awards prizes forexceptional personal servicein the fields of culture, publicgoods, and science.

Improving tef

Tef (Eragrostis tef) is the mostimportant cereal crop inEthiopia, where it covers overone million hectares of land.But tef plants are susceptibleto lodging, which is anexcessive fragility of the stemsthat decreases tremendouslythe quantity and quality of theyield. To avoid these dramaticconsequences, ZerihunTadele, an Ethiopianresearcher at CrisKuhlemeier's lab in Berne(Thematic Group 1), wants tocreate dwarf tef plants, whichtolerate wind and do not fallafter fertilizer application.

With the support of SyngentaFoundation for SustainableAgriculture, the scientist willimplement among others, toobtain these traits, a geneticmethod called TILLING thathas successfully been used incrop plants such as maize,wheat and barley.

Directrice du NCCRlauréate

Le 6 novembre 2006, laFondation suisse pour leprix Doron, à Zoug, arécompensé les professeursMartine Rahier etChristoph Hock enreconnaissance de leurstravaux de rechercheremarquables. Les lauréatsont reçu chacun CHF 50'000Créée en 1986 par legroupe zougois Marc Rich,la Fondation Doron décernedes prix pour desprestations personnellesexceptionnelles dans lesdomaines de la culture, dubien public et de la science.

Renforcer le tef

Le tef (Eragrostis tef) est laplus importante culturecéréalière en Ethiopie,s'étendant sur plus d'unmillion d'hectares. Mais lesplantes de tef sont victimesde la verse, c'est-à-dired'une faiblesse excessive dela tige qui affecteconsidérablement lesrécoltes, en quantité et enqualité. Pour freiner cesconséquences dramatiques,Zerihun Tadele, un chercheuréthiopien dans le laboratoirede Cris Kuhlemeier à Berne(Thematic Group 1), veutcréer des plantes naines, quirésistent mieux au vent etqui ne s'affaissent pas suite àl'application de fertilisants.

Avec le soutien de laSyngenta Foundation forSustainable Agriculture, lescientifique, pour obtenir cescaractéristiques chez le tef,se servira notamment d'unetechnique de génétique,appelée TILLING, qui a déjàfait ses preuves sur d'autresplantes cultivées comme lemaïs, le blé et l'orge.

Direktorin des NCCRPreisträgerin

Am 6. November hat dieSchweizerische Stiftung für denDoron Preis in Zug Prof. Dr.Martine Rahier und Prof. Dr.Christoph Hock inAnerkennung ihrerherausragendenForschungsarbeiten belohnt.Die Preise waren mit je 50'000Schweizer Franken dotiert. DieStiftung wurde 1986 von derZuger Marc Rich Gruppegegründet und zeichnetüberdurchschnittlichepersönliche Leistungen auf denGebieten der Kultur, desGemeinwohls und derWissenschaften aus.

Tef verstärken

Tef (Eragrostis tef) gilt alswichtigstes Grundnahrungsmittelin Äthiopien, wo dieses Getreideauf einer Fläche von mehr alseiner Million Hektaren angebautwird. Aber Tef-Pflanzen sindanfällig auf Halmknickung, d.h.eine übermässige Schwächungdes Stängels, was einenbeträchtlichen Einfluss aufQualität und Quantität der Erntezur Folge hat. Um diesedramatischen Auswirkungeneinzudämmen, möchte ZerihunTadele, ein äthiopischer Forscherim Labor von Cris Kuhlemeier inBern (Themengruppe 1), eineZwergform dieses Getreidesentwickeln, das dem Windbesser widersteht und das nachDüngergaben nicht einknickt.

Um eine solche Charakteristikbeim Tef zu entwickeln, bedientsich der Wissenschaftler mitUnterstützung der SyngentaFoundation for SustainableAgriculture einer genetischenMethode, die TILLING genanntwird, und die bereits erfolgreichauf andere Kulturpflanzen wieMais, Weizen und Gersteangewendet wurde.

Z. TadeleThe Sw

iss Foundation for the Doron Prize

Z. Tadele

NCCR Events

Annual PhD. Students meeting - University of Neuchâtel - March 9, 2007Scientific week for children (8-12 years old) - University of Neuchâtel - April 16-20, 2007Workshop on intellectual property - University of Neuchâtel - May 4, 2007Workshop on invasive plants (part II) organised by td-net - University of Neuchâtel - May 11, 2007De la thèse à l'emploi: filière académique et autres débouchés - equal opportunities workshop (en français) - University of Neuchâtel - May 10, 2007Review Panel Site Visit - University of Neuchâtel - May 30 and 31, 2007

Public event

Exhibition on plant-insect interactions - Jardin botanique de Neuchâtel - May 13 to October 7, 2007

Courses

Dynamic modelling with STELLA - part 1 - introduction to basic concepts and tools - University of Neuchâtel - February to April 2007 (web course - distance learning) - Microrarrays: techniques, data analysis and applications - University of Neuchâtel - March 5, 12-13, 19-20 and 26, 2007Environmental impact of GM crops - University of Neuchâtel - June 14 and 15, 2007 Vacuoles and plastids: development and functions - Joint workshop with the 3ème cycle romand en sciences biologiques- University of Neuchâtel - July 5 and 6, 2007

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NCCR Plant SurvivalDirector: Prof. Martine Rahier Scientific Coordinator: Dr. Claire ArnoldResearch Officer: Dr. Jason R. GrantCoordinator of External Affairs: Dr. Soraya El Kadiri-Jan

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