Guus Bakkeren, Ph.D.

Chercheur scientifique

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 le champignon du charbon couvert de l'orge et de l'avoine (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 ACTUELLES

Des scientifiques du AAFC-Cereal Research Centre, Morden, MB, et des centres de recherche d'AAC à  Lethbridge, AB, et à Ottawa, ON.

Faculté des Michael Smith Laboratories (Dr. X. Li), et Département de botanique (Dr. Y. Zhang), et Dr. G. Brar, Faculty of Land and Food Systems, UBC, Vancouver, BC, Canada; Dr. R. Kutcher, University of Saskatchewan, SK, Canada.

 

Entreprise Terramera  basée à Vancouver dans le cadre d'un projet conjoint financé par le Digital Technology Supercluster Project “Precision Agriculture to Improve Crop Health” , qui comprend le Dr. B. Saville, Trent University, ON, et les Drs. C. Pozniak et A. Sharpe, U. of Saskatchewan, SK, Canada.

 

Au niveau international: Dr. J. Fellers, USDA-ARS, Manhattan, KS, États-Unis; Dr. L. Szabo, USDA-ARS, Cereal Disease Laboratory, St. Paul, MN, États-Unis; Dr. C. Cuomo, Broad Institute, MIT, Cambridge, MA, États-Unis; Dr. D Saunders, John Innes Centre, Norwich, Royaume-Uni.

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. 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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  2. 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)

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

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  4. 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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  5. 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

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  6. Bélanger, R.R., Lefebvre, F., Joly, D.L., et Bakkeren, G. (2014). « From bad to good fungus: new insights into genetic factors leading to biocontrol lifestyle in fungi. », XVIth International Congress of Virology - International Union of Microbiological Societies (IUMS 2014), July 27 - August 1, 2014, Montréal, Québec, Canada, July 27-August 1, 2014.

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  7. 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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  8. Bakkeren, G. (2014). « RNA Interference Technology: Applications for Agriculture. », 56th Annual Horticulture Growers’ Short Course, Abbotsford, BC, Canada, January 30, 2014, Invited lecture & chapter in on-line proceeding. Lower Mainland Horticultural Improvement Association.

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  9. Bakkeren, G., Fellers, J.P., Panwar, V., Joly, D.L., Szabo, L.J., Kolmer, J.A., Hulbert, S., Wang, M., Yin, C., Chen, X., Rampitsch, C., McCallum, B.D., Wang, X., Goldberg, J., Young, S., Hamelin, R.C., Saville, B.J., et Cuomo, C.A. (2014). « Comparative genomics of rust fungi drives research and innovations for crop protection. », 16th conference of the International Society for Molecular Plant-Microbe Interactions, Rhodes, Greece, July 6-10, 2014.

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  10. Panwar, V., Kassa, M.T., Bakkeren, G., Fobert, P., Jordan, M.C., McCallum, B.D., et McCartney, C.A. (2014). « VIGS as a powerful genomics resource for identifying host or pathogen gene targets for the control of cereal rust diseases. », 2nd Canadian Wheat Symposium, Saskatoon, SK, Canada, June 8-11, 2014.

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  11. 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.

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  12. Rampitsch, C., Bakkeren, G., et McCallum, B.D. (2014). « Custom database searching to reveal differences in the haustoria proteomes of three races of wheat leaf rust, Puccinia triticina. », 1st Meeting of the International Plant Proteomics Organization, Hamburg, Germany, August 31- September 4, 2014. (Présentation)

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  13. Bakkeren, G., Fellers, J.P., Panwar, V., Joly, D.L., Szabo, L.J., Kolmer, J.A., Hulbert, S., Wang, M., Yin, C., Chen, X., Rampitsch, C., McCallum, B.D., Wang, X., Goldberg, J., Young, S., Hamelin, R.C., Saville, B.J., et Cuomo, C.A. (2014). « Comparative genomics of rust fungi drives research and innovations. », XXII Plant & Animal Genome Conference, Town & Country Convention Center, San Diego, CA, USA, January 10-15, 2014.

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  14. Rampitsch, C., Beimcik, E., Günel, A., Bakkeren, G., Linning, R., Joly, D.L., McCallum, B.D., et Fan, T. (2014). « Custom database searching to reveal differences in the haustorial proteomes of three races of wheat leaf rust, Puccinia triticina. », Canadian Society of Mass Spectrometry, Montreal, QC, Canada, April 13-16, 2014.

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  15. Duplessis, S., Bakkeren, G., et Hamelin, R.C. (2014). « Advancing knowledge on biology of rust fungi through genomics. », dans Martin, F.M. (dir.) - Advances in Botanical Research Vol. 70, Academic Press, Chapitre 6, p. 173-209.

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  16. Bakkeren, G. et Valent, B. (2014). « Do pathogen effectors play peek-a-boo? », Frontiers in Plant Science, 5(DEC: Article number 731), p. 2 pages. doi : 10.3389/fpls.2014.00731

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  17. Bruce, M., Neugebauer, K.A., Joly, D.L., Migeon, P., Cuomo, C.A., Wang, S.C., Akhunov, E.D., Bakkeren, G., Kolmer, J.A., et Fellers, J.P. (2014). « Using transcription of six Puccinia triticina races to identify the effective secretome during infection of wheat. », Frontiers in Plant Science, 4(Jan: Article 520), p. 1-7. doi : 10.3389/fpls.2013.00520

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  18. Ali, S., Laurie, J.D., Linning, R., Cervantes-Chávez, J.A., Gaudet, D.A., et Bakkeren, G. (2014). « An Immunity-Triggering Effector from the Barley Smut Fungus Ustilago hordei Resides in an Ustilaginaceae-Specific Cluster Bearing Signs of Transposable Element-Assisted Evolution. », PLoS Pathogens, 10(7: Article number e1004223). doi : 10.1371/journal.ppat.1004223

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  19. Rampitsch, C., Beimcik, E., Bakkeren, G., et Fan, T. (2013). « Comparative proteomics in Puccinia triticina using race-specific database searches. », 26th CSMS conference, Lake Louise AB, Canada. (Affiche)

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  20. Rampitsch, C., Beimcik, E., Günel, A., Bakkeren, G., McCallum, B.D., et Fan, T. (2013). « Comparative proteomics of monoclonal-antibody enriched haustoria from three races of Puccinia triticina. », 27th American Genetics Society meeting on Fungal Genetics, Asilomar, CA, USA. (Affiche)

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Installation de recherche

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

Affiliations

Langue

Anglais