Guus Bakkeren, PhD.

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Chercheur

Les travaux de génétique moléculaire et de biologie cellulaire de mon groupe de recherche visent la compréhension des interactions entre plantes et microbes, notamment les caractéristiques qui font que certains microbes sont pathogènes, comme les facteurs de pathogénicité et de virulence (y compris les systèmes de reproduction fongiques). Nous étudions la façon dont les végétaux réagissent aux infections (par ex., l’hébergement et la reconnaissance de champignons biotrophes entraînant des réactions de défense et de résistance), ce qui comprend l’action d’effecteurs susceptibles de bloquer la transmission des signaux de défense chez l’hôte, mais aussi d’effecteurs qui suscitent des réactions de défense et de résistance (effecteurs d’avirulence). Nous nous servons d’analyses de génomes entiers et d’approches comparatives pour exploiter des agents pathogènes céréaliers, particulièrement le champignon de la rouille des feuilles, ou rouille brune, du blé (Puccinia triticina) et du charbon vêtu de l’orge (Ustilago hordei), afin de trouver de nouveaux gènes de résistance et de mettre au point de nouvelles méthodes de protection des cultures.

Recherche et / ou projets en cours

J’étudie deux agents pathogènes fongiques biotrophes touchant les céréales : le champignon de la rouille des feuilles, ou rouille brune, du blé (Puccinia triticina) et celui du charbon vêtu de l’orge (Ustilago hordei), que j’utilise comme système modèle des champignons du genre Ustilago infectant les céréales à petits grains. Dans le cadre de mes projets, je produis des ressources génomiques : séquençage de génomes entiers (avec assemblage et annotation), transcriptomes, analyses comparatives de nombreux isolats naturels, etc. Ces ressources sont ensuite exploitées aux fins de la génomique fonctionnelle, de la protéomique et de l’étude des effecteurs d’avirulence et de virulence, et ce, au moyen de méthodes propres à la génétique et à la biologie moléculaires. Ces travaux permettent de mieux comprendre les façons dont les agents pathogènes causent des maladies et de découvrir des gènes de résistance et de sensibilité afin d’élaborer des stratégies de protection des cultures.

Des travaux d’avant-garde sont faits sur deux agents pathogènes qui touchent les pommes : la bactérie Erwinia amylovora (cause le feu bactérien) et le champignon ascomycète Venturia inæqualis (cause la tavelure du pommier). Les sujets étudiés comprennent le séquençage de génomes entiers visant à cerner les structures des populations concernées au Canada, ainsi que les facteurs de virulence et la base moléculaire de la résistance aux pesticides. Nous élaborons aussi des essais de virulence pouvant servir d’outils d’amélioration génétique de la résistance.

Énoncés de recherches/projets

Objectifs à long terme: Comprendre les mécanismes par lesquels les champignons pathogènes causent des maladies dans les cultures céréalières canadiennes et, à l’inverse, comprendre les mécanismes de défense des plantes-hôtes, le tout afin de mettre au point de nouvelles méthodes pour introduire une résistance à la maladie plus durable dans les cultures canadiennes.

Incidence: Nos travaux aideront d’une part à la mise au point de matériel génétique capable de résister à un large éventail de maladies et, d’autre part, à la mise en place de cultures plus écologiques. Les consommateurs profiteront de produits plus sains et plus abordables, ne contenant que peu ou pas de résidus de pesticides; indirectement, ils bénéficieront aussi d’un environnement moins pollué. Les producteurs, quant à eux, verront leur dépendance aux pesticides toxiques réduite, en plus d’avoir accès à des méthodes de production plus économiques et plus durables sur le plan écologique.

Organisation: La Direction générale des sciences et de la technologie d’Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC) mène des recherches dans 20 centres d’AAC, situés un peu partout au Canada. Mon groupe travaille au CRD de Summerland (Centre de recherche et de développement de Summerland; laboratoire de G. Bakkeren à Summerland [Colombie-Britannique]).

Programme de recherche: Contribue aux Programmes nationaux d’amélioration de la résistance aux maladies et de la lutte contre les agents pathogènes dans les céréales et les pommes, et ce, en collaboration avec plusieurs centres et universités, au Canada et à l’international.

Collaborations:

• Projet de recherche sur les approches de génomique visant l’atténuation des menaces fongiques touchant les cultures, en collaboration avec B. Saville, Université Trent (Ontario); porte sur des analyses du transcriptome à grande échelle du champignon de la rouille des céréales et d’autres champignons lors de l’infection des plantes-hôtes

• Séquençage de plusieurs génomes de P. triticina et analyses comparatives (C. Cuomo, Broad Institute, Cambridge [Massachussetts]), J. Fellers (département américain de l’Agriculture [USDA], Manhattan [Kansas]) et L. Szabo, J. Kolmer (USDA, St. Paul [Minnesota]); Michael Smith Genome Sciences Centre, Vancouver (Colombie-Britannique).

Prix et études

ÉTUDES POSTSECONDAIRES

Doctorat en microbiologie           1989               Université de Bâle, Suisse

 

Maîtrise ès sciences –                  1984               Université agricole de Wageningue,

sciences moléculaires*                                        Pays-Bas

 

Baccalauréat en sciences –        1981               Université agricole de Wageningue,

sciences moléculaires*                                        Pays-Bas

 

POSTES OCCUPÉS

Chercheur                                        depuis mai 1998                               Agriculture et Agroalimentaire Canada, CRD de Summerland (C.-B.)

Prof. auxiliaire (honoraire)          depuis nov. 1999                             Département de botanique, Université de la Colombie-Britannique, Vancouver (C.-B.), Canada

Associé de recherche                   d’avril 1993 à déc. 1997                Michael Smith Laboratories, Université de la Colombie-Britannique, Vancouver (C.-B.), Canada 

Chercheur postdoctoral               d’oct. 1990 à mars 1993                 Michael Smith Laboratories, Université de la Colombie-Britannique, Vancouver (C.-B.), Canada

Chercheur postdoctoral                   de janv. 1990 à août 1990                  Institut Friedrich Miescher, Bâle, Suisse

Principales publications

  1. Huang M, Fernando U, Djuric-Ciganovic S, Wang X, Bakkeren G, Linning R, Bykova NV, Rampitsch C (2018) Quantitative proteomic approaches to characterize the dynamic and comprehensive defence responses of wheat to leaf rust. 66th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics, San Diego, CA, USA, June 3-7, 2018. Poster

    2018 - Consulter les détails de la publication

  2. Panwar, V., Jordan, M., McCallum, B., Bakkeren, G. (2018). Host-induced silencing of essential genes in Puccinia triticina through transgenic expression of RNAi sequences reduces severity of leaf rust infection in wheat, 16(5), 1013-1023. http://dx.doi.org/10.1111/pbi.12845

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  3. Yadav, V., Sun, S., Billmyre, R.B., Thimmappa, B.C., Shea, T., Lintner, R., Bakkeren, G., Cuomo, C.A., Heitman, J., Sanyal, K. (2018). RNAi is a critical determinant of centromere evolution in closely related fungi, 115(12), 3108-3113. http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1713725115

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  4. Coelho, M., Bakkeren, G., Sun, S., Hood, M. E., and Giraud, T. 2017. FUNGAL SEX: THE BASIDIOMYCOTA. Book chapter in: “The Fungal Kingdom”, Section 2: Life of Fungi. Eds. Neil Gow and Joseph Heitman. ASM Press, Microbiology spectrum, 5(3). DOI:10.1128/microbiolspec.FUNK-0046-2016

    2017 - Consulter les détails de la publication

  5. Panwar, V. and Bakkeren, G. (2017). Investigating Gene Function in Cereal Rust Fungi by Plant-Mediated Virus-Induced Gene Silencing. Wheat Rust Diseases: Methods and Protocols. S. Periyannan. New York, NY, Springer New York: 115-124. DOI:10.1007/978-1-4939-7249-4_10

    2017 - Consulter les détails de la publication

  6. Cuomo, C. A., G. Bakkeren, H. B. Khalil, V. Panwar, D. Joly, R. Linning, S. Sakthikumar, X. Song, X. Adiconis, L. Fan, J. M. Goldberg, J. Z. Levin, S. Young, Q. Zeng, Y. Anikster, M. Bruce, M. Wang, C. Yin, B. McCallum, L. J. Szabo, S. Hulbert, X. Chen and J. P. Fellers. 2017. Comparative analysis highlights variable genome content of wheat rusts and divergence of the mating loci. G3: Genes|Genomes|Genetics 7(2): 361-376

    2017 - Consulter les détails de la publication

  7. Panwar, V., B. McCallum, M. Jordan, M. Loewen, P. Fobert, C. McCartney and G. Bakkeren (2016). RNA silencing approaches for identifying pathogenicity and virulence elements towards engineering crop resistance to plant pathogenic fungi. CABI Reviews. Perspectives in Agriculture, Veterinary Science, Nutrition and Natural Resources. Wallingford, UK, CABI. DOI:10.1079/PAVSNNR201611027

    2016 - Consulter les détails de la publication

  8. Bakkeren, G., Joly, D.L., et Duplessis, S. (2016). « Editorial: Genomics research on non-model plant pathogens: delivering novel insights into rust fungus biology. », Frontiers in Plant Science. doi : 10.3389/fpls.2016.00216

    2016 - Consulter les détails de la publication

  9. Segovia, V., Bruce, M., Shoup Rupp, J.L., Huang, L., Bakkeren, G., Trick, H.N., Fellers, J.P. (2016). Two small secreted proteins from Puccinia triticina induce reduction of ß-glucoronidase transient expression in wheat isolines containing Lr9, Lr24 and Lr26, 38(1), 91-102. http://dx.doi.org/10.1080/07060661.2016.1150884

    2016 - Consulter les détails de la publication

  10. McCallum, B.D., Hiebert, C.W., Cloutier, S., Bakkeren, G., Rosa, S.B., Humphreys, D.G., Marais, G.F., McCartney, C.A., Panwar, V., Rampitsch, C., Saville, B.J., et Wang, X. (2016). « A review of wheat leaf rust research and the development of resistant cultivars in Canada. », Canadian Journal of Plant Pathology, 38(1), p. 1-18. doi : 10.1080/07060661.2016.1145598

    2016 - Consulter les détails de la publication

  11. Panwar, V., McCallum, B.D., et Bakkeren, G. (2015). « A functional genomics method for assaying gene function in phytopathogenic fungi through host-induced gene silencing mediated by Agroinfiltration. », dans Mysore, K.S. and Senthil-Kumar, M. (dir.) - Methods in Molecular Biology Series, Springer New York, Chapitre 13, p. 179-189.

    2015 - Consulter les détails de la publication

  12. Montenegro-Alonso, A.P., Ali, S., Linning, R., Grewal, T.S., et Bakkeren, G. (2015). « Functional characterization of barley smut fungus, Ustilago hordei, avirulence effector UhAvr1. », Botany 2015, Shaw Convention Center, Edmonton, Alberta, Canada, July 25-29, 2015. (Résumé)

    2015 - Consulter les détails de la publication

  13. Bakkeren, G., Linning, R., Joly, D.L., Khalil, H.B., Wang, X., Panwar, V., Mullock, B., Goldberg, J., Young, S., Fellers, J.P., Szabo, L.J., Hulbert, S., Chen, X., Hamelin, R.C., McCallum, B.D., Cuomo, C.A., et Saville, B.J. (2015). « Comparative genomics of rust fungi to probe wheat interactions; the road to crop protection. », Botany 2015, Shaw Convention Center, Edmonton, Alberta, Canada, July 25-29, 2015, Invited oral presentation. (Résumé)

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  14. Bakkeren, G., Fellers, J.P., Linning, R., Szabo, L.J., Hulbert, S., Chen, X., McCallum, B.D., Wang, X., Hamelin, R.C., Saville, B.J., Saville, B.J., et Cuomo, C.A. (2015). « Mating-type genes in cereal rust fungi. », 28th Fungal Genetics Conference, Pacific Grove, CA, USA, March 17-22, 2015, Invited oral presentation. (Résumé)

    2015 - Consulter les détails de la publication

  15. Wang, X., McCallum, B.D., Fetch Jr., T.G., Bakkeren, G., et Saville, B.J. (2015). « The involvement of reactive oxygen species during the germination and infection of wheat leaf rust fungus, Puccinia triticina. », Botany 2015, Shaw Convention Center, Edmonton, Alberta, Canada, July 25-29, 2015. (Résumé)

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  16. Khalil, H.B., Wang, X., Linning, R., Joly, D.L., Cram, D., Thiessen, N., Taylor, G.P., McCallum, B.D., Saville, B.J., et Bakkeren, G. (2015). « Comparative analysis of transcriptome profiles during infection of near-isogenic susceptible or resistant wheat lines by various Puccinia triticina races; time courses reveal race-specific pathogenicity factors and corresponding host reactions. », Botany 2015, Shaw Convention Center, Edmonton, Alberta, Canada, July 25-29, 2015. (Résumé)

    2015 - Consulter les détails de la publication

  17. Wang, X., McCallum, B.D., Fetch Jr., T.G., Bakkeren, G., et Saville, B.J. (2015). « Sr36- and Sr5-mediated resistance response to Puccinia graminis f. sp. tritici is associated with callose deposition in wheat guard cells. », Phytopathology, 105(6), p. 728-737. doi : 10.1094/PHYTO-08-14-0213-R

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  18. Ali, S. et Bakkeren, G. (2015). « Conversion of BAC clones into binary BAC (BIBAC) vectors and their delivery into basidiomycete fungal cells using Agrobacterium tumefaciens. », Methods in Molecular Biology (Clifton, N.J.), 1227, p. 199-215. doi : 10.1007/978-1-4939-1652-8_9

    2015 - Consulter les détails de la publication

  19. Rampitsch, C., Beimcik, E., Bakkeren, G., Linning, R., Joly, D.L., et McCallum, B.D. (2014). « Quantitative proteomics with custom database searching to reveal differences in the haustorial proteomes of three races of wheat leaf rust, Puccinia triticina. », 12th European Conference on Fungal Genetics, Sevilla, Spain, March 2014.

    2014 - Consulter les détails de la publication

  20. Panwar, V., Jordan, M.C., McCallum, B.D., Fobert, P., et Bakkeren, G. (2014). « Host-induced gene silencing of Puccinia triticina genes shows enhanced resistance to leaf rust disease in transgenic wheat plants. », XVI 2014 APS-CPS Joint Meeting, Minneapolis, Minnesota, USA, August 9-13, 2014. (Résumé)

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Installation de recherche

4200 route 97 Sud
C.P. 20280
Summerland, BC V0H 1Z0
Canada

Affiliations

Language

Anglais