Colonizzazione vegetale a forma di trasferimento genico verticale e orizzontale e degradazione della biomassa nel genere fungino Armillaria

Microbiologia della natura (2023) Citare questo articolo

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Il genere fungino Armillaria contiene agenti patogeni necrotrofici e alcuni dei più grandi organismi terrestri che causano enormi perdite in diversi ecosistemi, ma il modo in cui hanno evoluto la patogenicità in un clade di degradatori del legno prevalentemente non patogeni rimane sfuggente. Qui mostriamo che le specie Armillaria, oltre alle duplicazioni geniche e alle origini dei geni de novo, hanno acquisito almeno 1.025 geni tramite 124 eventi di trasferimento genico orizzontale, principalmente da Ascomycota. Il trasferimento genico orizzontale potrebbe aver influenzato la capacità di degradazione della biomassa vegetale e di virulenza dell'Armillaria e fornisce una spiegazione per la loro insolita strategia di decomposizione del legno simile a marciume molle. I dati combinati sull'espressione di più specie hanno rivelato un'ampia regolazione di geni acquisiti orizzontalmente e correlati al decadimento del legno, presunti fattori di virulenza e due nuove piccole proteine ​​secrete indotte dalla patogenicità conservata, che hanno indotto la necrosi nella planta. Nel complesso, questo studio descrive in dettaglio come l'evoluzione ha unito i geni ereditati orizzontalmente e verticalmente in complessi tratti adattativi della degradazione della biomassa vegetale e della patogenicità in importanti agenti patogeni fungini.

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I nuovi assemblaggi genomici e le annotazioni generate in questo studio sono depositati nell'ambito del 1000 Fungal Genome Project presso JGI Mycocosm (https://mycocosm.jgi.doe.gov/Armillaria/Armillaria.info.html) e presso DDBJ/EMBL/GenBank sotto il numeri di adesione PRJNA463936, PRJNA500536, PRJNA500837, PRJNA519860, PRJNA519861, PRJNA571622, PRJNA677793 e PRJNA677794. I nuovi set di dati RNA-seq utilizzati in questo studio sono depositati nell'archivio Omnibus sull'espressione genica del Centro nazionale per le informazioni biotecnologiche all'indirizzo https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/. Il numero di accesso per il test in planta tra A. luteobubalina ed E. grandis è PRJNA975488 o GSE233220. Per il test di invasione dello stelo, i numeri di accesso sono PRJNA972908 per A. ostoyae e PRJNA972989 per A. borealis. Alberi genetici e mappe termiche di espressione genica filogeneticamente convalidati per varie famiglie di geni per i sei set di dati RNA-seq utilizzati in questo studio possono essere trovati nel repository Figshare all'indirizzo https://figshare.com/articles/dataset/Gene_trees/22730534 e https:/ /figshare.com/articles/figure/Gene_expression_heatmaps/22778477?file=40472333 rispettivamente. I dati di origine sono forniti con questo documento.

I codici associati all'analisi e alla visualizzazione dei dati sono disponibili su https://github.com/nehasahu486/Armillaria-phylogenomics/tree/main.

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