La transferencia vertical y horizontal de genes dio forma a la colonización de plantas y la degradación de la biomasa en el género de hongos Armillaria.

Microbiología de la naturaleza (2023)Citar este artículo

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El género de hongos Armillaria contiene patógenos necrotróficos y algunos de los organismos terrestres más grandes que causan enormes pérdidas en diversos ecosistemas, pero aún no se sabe cómo desarrollaron la patogenicidad en un clado de degradadores de la madera predominantemente no patógenos. Aquí mostramos que las especies de Armillaria, además de las duplicaciones de genes y los orígenes de genes de novo, adquirieron al menos 1.025 genes a través de 124 eventos de transferencia horizontal de genes, principalmente de Ascomycota. La transferencia horizontal de genes podría haber afectado la degradación de la biomasa vegetal y la capacidad de virulencia de Armillaria, y proporciona una explicación para su inusual estrategia de descomposición de la madera similar a la pudrición blanda. Los datos combinados de expresión de múltiples especies revelaron una amplia regulación de genes adquiridos horizontalmente y relacionados con la descomposición de la madera, supuestos factores de virulencia y dos nuevas proteínas pequeñas secretadas inducidas por patogenicidad conservadas, que indujeron necrosis en la planta. En general, este estudio detalla cómo la evolución entrelazó genes heredados horizontal y verticalmente en rasgos adaptativos complejos de degradación de la biomasa vegetal y patogenicidad en importantes patógenos fúngicos.

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Los nuevos ensamblajes genómicos y las anotaciones generadas en este estudio se depositan en el Proyecto 1000 Fungal Genome en JGI Mycocosm (https://mycocosm.jgi.doe.gov/Armillaria/Armillaria.info.html) y en DDBJ/EMBL/GenBank bajo el números de acceso PRJNA463936, PRJNA500536, PRJNA500837, PRJNA519860, PRJNA519861, PRJNA571622, PRJNA677793 y PRJNA677794. Los nuevos conjuntos de datos de RNA-seq utilizados en este estudio se depositan en el Archivo Ómnibus de Expresión Genética del Centro Nacional de Información Biotecnológica en https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/. El número de acceso para el ensayo in planta entre A. luteobubalina y E. grandis es PRJNA975488 o GSE233220. Para el ensayo de invasión del tallo, los números de acceso son PRJNA972908 para A. ostoyae y PRJNA972989 para A. borealis. Los árboles de genes validados filogenéticamente y los mapas de calor de expresión genética para varias familias de genes para los seis conjuntos de datos de RNA-seq utilizados en este estudio se pueden encontrar en el repositorio de Figshare en https://figshare.com/articles/dataset/Gene_trees/22730534 y https:/ /figshare.com/articles/figure/Gene_expression_heatmaps/22778477?file=40472333 respectivamente. Los datos originales se proporcionan con este documento.

Los códigos asociados con los análisis y la visualización de datos están disponibles en https://github.com/nehasahu486/Armillaria-phylogenomics/tree/main.

Baumgartner, K., Coetzee, MPA y Hoffmeister, D. Secretos del patosistema subterráneo de Armillaria: patosistema subterráneo de Armillaria. Mol. Patol de plantas. 12, 515–534 (2011).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Heinzelmann, R. y col. Últimos avances y perspectivas de futuro en la investigación de Armillaria. Poder. J. Planta. Patol. 41, 1-23 (2019).

Artículo de Google Scholar

Sipos, G., Anderson, JB y Nagy, LG Armory. actual. Biol. 28, PR297–R298 (2018).

Artículo de Google Scholar

Coetzee, M., Wingfield, B. y Wingfield, M. Patógenos de la pudrición de la raíz de Armillaria: límites de las especies y distribución global. Patógenos 7, 83 (2018).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Baumgartner, K. Excavación del cuello de la raíz para el control posinfección de la enfermedad de la raíz de armillaria de la vid. Desinfección de plantas. 88, 1235-1240 (2004).

Artículo PubMed Google Scholar

Koch, RA y cols. Fijación simbiótica de nitrógeno en las estructuras reproductivas de un hongo basidiomiceto. actual. Biol. 31, 3905–3914.e6 (2021).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Ford, KL, Henricot, B., Baumgartner, K., Bailey, AM y Foster, GD Un ensayo de inoculación más rápido para Armillaria utilizando plantas herbáceas. J. Hortic. Ciencia. Biotecnología. 92, 39–47 (2017).

Artículo CAS Google Scholar

Devkota, P. & Hammerschmidt, R. El proceso de infección de Armillaria mellea y Armillaria solidipes. Fisiol. Mol. Patol de plantas. 112, 101543 (2020).

Artículo CAS Google Scholar

Sipos, G. y col. Expansión del genoma e innovaciones genéticas específicas de linaje en el hongo patógeno forestal Armillaria. Nat. Ecológico. Evolución. 1, 1931-1941 (2017).

Artículo PubMed Google Scholar

Liang, X. & Rollins, JA Mecanismos de patogénesis necrotrófica de amplio rango de huéspedes en Sclerotinia sclerotiorum. Fitopatología 108, 1128-1140 (2018).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

O'Connell, RJ et al. Transiciones de estilo de vida en hongos fitopatógenos Colletotrichum descifradas mediante análisis de genoma y transcriptoma. Nat. Gineta. 44, 1060–1065 (2012).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Newman, TE y Derbyshire, MC Las características evolutivas y moleculares de la necrotrofia de amplio rango de huéspedes en hongos patógenos de plantas. Frente. Ciencia vegetal. 11, 591733 (2020).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Olson, Å. et al. Información sobre el equilibrio entre la descomposición de la madera y el parasitismo a partir del genoma de un patógeno forestal fúngico. N. fitol. 194, 1001–1013 (2012).

Artículo de Google Scholar

Shao, D., Smith, DL, Kabbage, M. & Roth, MG Efectores de hongos necrotróficos de plantas. Frente. Ciencia vegetal. 12, 687713 (2021).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Koch, RA, Wilson, AW, Séné, O., Henkel, TW & Aime, MC Filogenia y biogeografía resueltas del patógeno de raíz Armillaria y su pariente gasteroide, Guyanagaster. BMC evolución. Biol. 17, 33 (2017).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Baccelli, I. Proteínas de la familia cerato-platanina: ¿una función para múltiples funciones biológicas? Frente. Ciencia vegetal. 5, 769 (2015).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Muraosa, Y., Toyotome, T., Yahiro, M. y Kamei, K. Caracterización de nuevas proteínas de dominio LysM de la pared celular LdpA y LdpB del hongo patógeno humano Aspergillus fumigatus. Ciencia. Rep. 9, 3345 (2019).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Plett, JM & Plett, KL Aprovechamiento de la genómica para comprender el papel más amplio de las pequeñas proteínas secretadas por hongos en la colonización y nutrición de nichos. Comunal ISME. 2, 49 (2022).

Artículo PubMed Central Google Scholar

Lo Presti, L. et al. Efectores de hongos y susceptibilidad de las plantas. Año. Rev. Planta Biol. 66, 513–545 (2015).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Ke, H.-M. et al. Los genomas de Mycena resuelven la evolución de la bioluminiscencia fúngica. Proc. Acad. Nacional. Ciencia. Estados Unidos 117, 31267–31277 (2020).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Nagy, LG y cols. Bases genéticas de la descomposición de la madera por pudrición blanca fúngica predicha mediante el análisis filogenómico de la evolución correlacionada entre genes y fenotipos. Mol. Biol. Evolución. 34, 35–44 (2017).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Sol, P. et al. Las xiloglucanasas de la familia 44 de las glucósidos hidrolasas fúngicas están restringidas al filo Basidiomycota y muestran un patrón de escisión de xiloglucano distintivo. iCiencia 25, 103666 (2022).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Resl, P. y col. Grandes diferencias en la degradación de carbohidratos y el potencial de transporte entre simbiontes de hongos líquenes. Nat. Comunitario. 13, 2634 (2022).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Collins, C. y col. Disección genómica y proteómica del omnipresente patógeno vegetal Armillaria mellea: hacia un nuevo sistema modelo de infección. J. Proteoma Res. 12, 2552–2570 (2013).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Daniel, G., Volc, J. & Nilsson, T. Pudrición blanda y múltiples ramificaciones en T por el basidiomiceto Oudemansiella mucida. Micol. Res. 96, 49–54 (1992).

Artículo de Google Scholar

Sahu, N. y col. Características de la pudrición blanca y blanda de basidiomicetos en datos ómicos de descomposición de la madera de dos especies de armillaria. Microorganismos 9, 149 (2021).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Campbell, WG La química de la pudrición blanca de la madera. Bioquímica. J. 25, 2023-2027 (1931).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Schwarze, FWMR La madera se pudre bajo el microscopio. Biol de hongos. Rev. 21, 133–170 (2007).

Artículo de Google Scholar

Gladyshev, EA, Meselson, M. & Arkhipova, IR Transferencia masiva de genes horizontal en rotíferos bdelloides. Ciencia 320, 1210-1213 (2008).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Worrall, JJ, Anagnost, SE y Zabel, RA Comparación de la descomposición de la madera entre diversos hongos lignícolas. Micología 89, 199 (1997).

Artículo de Google Scholar

Fluudas, D. y col. Evolución de nuevos mecanismos de descomposición de la madera en Agaricales revelados por las secuencias del genoma de Fistulina hepatica y Cylindrobasidium torrendii. Genet de hongos. Biol. 76, 78–92 (2015).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Bass, AJ, Robinson, DG y Storey, JD Determinación de la profundidad de secuenciación suficiente en estudios de expresión diferencial de RNA-Seq. Preimpresión en bioRxiv https://doi.org/10.1101/635623 (2019).

Ernst, J. & Bar-Joseph, Z. STEM: una herramienta para el análisis de datos de expresión génica de series cortas de tiempo. BMC Bioinf. 7, 191 (2006).

Artículo de Google Scholar

Bautista, D. et al. Análisis completo de series de tiempo del perfil de expresión génica en un cultivar susceptible de tomate de árbol (solanum betaceum) durante la infección por phytophthora betacei. Frente. Ciencia vegetal. 12, 730251 (2021).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Westrick, NM, Smith, DL y Kabbage, M. Desarmar al huésped: desintoxicación de compuestos de defensa de las plantas durante la necrotrofia fúngica. Frente. Ciencia vegetal. 12, 651716 (2021).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Lah, L. y col. La versatilidad del sistema fúngico citocromo P450 monooxigenasa es fundamental en la desintoxicación xenobiótica: los sistemas fúngicos P450 en la desintoxicación xenobiótica. Mol. Microbiol. 81, 1374-1389 (2011).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Darwiche, R. y col. Las proteínas relacionadas con la patogénesis vegetal del patógeno fúngico del cacao Moniliophthora perniciosa difieren en sus especificidades de unión a lípidos. J. Biol. Química. 292, 20558–20569 (2017).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Gao, F. y col. La desacetilación de oligómeros de quitina aumenta la virulencia en hongos patógenos transmitidos por el suelo. Nat. Plantas 5, 1167-1176 (2019).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Saito, N. y col. Funciones de RCN1, subunidad A reguladora de la proteína fosfatasa 2A, en la señalización de jasmonato de metilo y la interferencia de señales entre jasmonato de metilo y ácido abscísico. Fisiol de células vegetales. 49, 1396-1401 (2008).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Cui, F., Brosché, M., Sipari, N., Tang, S. y Overmyer, K. Regulación de la muerte celular en expansión inducida por heridas dependientes de ABA por MYB 108. N. Phytol. 200, 634–640 (2013).

Artículo CAS Google Scholar

Liu, H. y col. Los iones de cobre suprimen la biosíntesis del ácido abscísico para mejorar la defensa contra Phytophthora infestans en la papa. Mol. Patol de plantas. 21, 636–651 (2020).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Maldonado, AM, Doerner, P., Dixon, RA, Lamb, CJ y Cameron, RK Una supuesta proteína de transferencia de lípidos implicada en la señalización de resistencia sistémica en Arabidopsis. Naturaleza 419, 399–403 (2002).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

O'Leary, B., Preston, GM y Sweetlove, LJ El aumento de la actividad de la β-cianoalanina nitrilasa mejora la tolerancia y la asimilación del cianuro en arabidopsis. Mol. Planta 7, 231–243 (2014).

Artículo PubMed Google Scholar

Tanaka, S. y Kahmann, R. Efectores asociados a la pared celular de hongos colonizadores de plantas. Micología 113, 247–260 (2021).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Plett, JM y cols. El efector micorrícico PaMiSSP10b altera la biosíntesis de poliaminas en las células de la raíz de eucalipto y promueve la colonización de las raíces. N. fitol. 228, 712–727 (2020).

Artículo CAS Google Scholar

Heinzelmann, R., Prospero, S. & Rigling, D. Virulencia y capacidad de colonización de tocones de Armillaria borealis en plántulas de abeto rojo en comparación con especies simpátricas de Armillaria. Desinfección de plantas. 101, 470–479 (2017).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Prospero, S., Holdenrieder, O. & Rigling, D. Comparación de la virulencia de Armillaria cepistipes y Armillaria ostoyae en cuatro procedencias de abeto rojo. Para. Patol. 34, 1-14 (2004).

Artículo de Google Scholar

Collins, C. y col. La caracterización proteómica de Armillaria mellea revela mecanismos de respuesta al estrés oxidativo y perfiles de metabolismo secundario alterados. Microorganismos 5, 60 (2017).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Campbell, WG La química de la pudrición blanca de la madera. Bioquímica. J. 26, 1829–1838 (1932).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Flor, HH Estado actual del concepto gen por gen. Año. Rev. Fitopatol. 9, 275–296 (1971).

Artículo de Google Scholar

Lam, K.-K., LaButti, K., Khalak, A. y Tse, D. FinisherSC: una herramienta con reconocimiento de repetición para actualizar el ensamblaje de novo mediante lecturas largas. Bioinformática 31, 3207–3209 (2015).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Grabherr, MG et al. Ensamblaje del transcriptoma de longitud completa a partir de datos de RNA-Seq sin un genoma de referencia. Nat. Biotecnología. 29, 644–652 (2011).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Grigoriev, IV y cols. Portal MycoCosm: preparándose para 1000 genomas de hongos. Ácidos nucleicos res. 42, D699-D704 (2014).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Kuo, A., Bushnell, B. y Grigoriev, IV Genómica de hongos. En Avances en la investigación botánica vol. 70 1–52 (Elsevier, 2014).

Smit, AFA, Hubley, R. y Green, P. RepeatMasker Open-4.0. 2013-2015 (2015).

Bao, W., Kojima, KK y Kohany, O. Repbase Update, una base de datos de elementos repetitivos en genomas eucariotas. Multitud. ADN 6, 11 (2015).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Jones, P. y col. InterProScan 5: clasificación de funciones de proteínas a escala genómica. Bioinformática 30, 1236-1240 (2014).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Almási, É. et al. La genómica comparada revela estrategias únicas de descomposición de la madera y desarrollo del cuerpo fructífero en Schizophyllaceae. N. fitol. 224, 902–915 (2019).

Artículo de Google Scholar

Emms, DM y Kelly, S. OrthoFinder: resolver sesgos fundamentales en las comparaciones del genoma completo mejora drásticamente la precisión de la inferencia de ortogrupos. Genoma Biol. 16, 157 (2015).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Emms, DM y Kelly, S. OrthoFinder: inferencia de ortología filogenética para genómica comparada. Genoma Biol. 20, 238 (2019).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Guy, L., Roat Kultima, J. & Andersson, SGE genoPlotR: visualización comparativa de genes y genoma en R. Bioinformatics 26, 2334–2335 (2010).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Katoh, K. & Standley, DM MAFFT software de alineación de secuencias múltiples versión 7: mejoras en el rendimiento y la usabilidad. Mol. Biol. Evolución. 30, 772–780 (2013).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Capella-Gutiérrez, S., Silla-Martinez, JM & Gabaldon, T. trimAl: una herramienta para el recorte de alineación automatizado en análisis filogenéticos a gran escala. Bioinformática 25, 1972-1973 (2009).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Stamatakis, A. RAxML versión 8: una herramienta para el análisis filogenético y el posanálisis de grandes filogenias. Bioinformática 30, 1312-1313 (2014).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Nagy, LG y cols. La homología latente y la evolución regulatoria convergente subyacen a la aparición repetida de levaduras. Nat. Comunitario. 5, 4471 (2014).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Alexa, A. y Rahenfuhrer, J. topGO: análisis de enriquecimiento para ontología genética. https://doi.org/10.18129/B9.bioc.topGO (2016).

Lombard, V., Golaconda Ramulu, H., Drula, E., Coutinho, PM y Henrissat, B. La base de datos de enzimas activas sobre carbohidratos (CAZy) en 2013. Nucleic Acids Res. 42, D490–D495 (2014).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Nguyen, L.-T., Schmidt, HA, von Haeseler, A. & Minh, BQ IQ-TREE: un algoritmo estocástico rápido y eficaz para estimar filogenias de máxima verosimilitud. Mol. Biol. Evolución. 32, 268–274 (2015).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Revell, LJ Corrección de tamaño y componentes principales para estudios comparativos interespecíficos. Evolución 63, 3258–3268 (2009).

Artículo PubMed Google Scholar

Revell, LJ phytools: un paquete R para biología filogenética comparada (y otras cosas): phytools: paquete R. Métodos Ecología. Evolución. 3, 217–223 (2012).

Artículo de Google Scholar

Steinegger, M. & Söding, J. MMseqs2 permite la búsqueda de secuencias de proteínas sensibles para el análisis de conjuntos de datos masivos. Nat. Biotecnología. 35, 1026-1028 (2017).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Alexander, WG, Wisecaver, JH, Rokas, A. y Hittinger, CT Los genes adquiridos horizontalmente en hongos patógenos de divergencia temprana permiten el uso de nucleósidos y nucleótidos del huésped. Proc. Acad. Nacional. Ciencia. Estados Unidos 113, 4116–4121 (2016).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Suzek, BE y cols. Clústeres UniRef: una alternativa integral y escalable para mejorar las búsquedas de similitud de secuencias. Bioinformática 31, 926–932 (2015).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Dobin, A. y col. STAR: alineador universal ultrarrápido de RNA-seq. Bioinformática 29, 15-21 (2013).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Li, B. y Dewey, CN RSEM: cuantificación precisa de la transcripción a partir de datos de RNA-Seq con o sin un genoma de referencia. BMC Bioinf. 12, 323 (2011).

Artículo CAS Google Scholar

Ritchie, ME y cols. limma potencia los análisis de expresión diferencial para estudios de microarrays y secuenciación de ARN. Ácidos nucleicos res. 43, e47 (2015).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Robinson, MD, McCarthy, DJ y Smyth, GK edgeR: un paquete de bioconductores para el análisis de expresión diferencial de datos de expresión génica digital. Bioinformar. Oxf. ingles. 26, 139-140 (2010).

Artículo CAS Google Scholar

Plett, JM y cols. Especiación respaldada por una diversidad molecular inesperada en el género de hongos micorrízicos. Pisolito. Mol. Biol. Evolución. 40, msad045 (2023).

Artículo PubMed Google Scholar

Descargar referencias

Reconocemos el apoyo del programa 'Momentum' de la Academia de Ciencias de Hungría (contrato n.º LP2019-13/2019 a LGN), el Consejo Europeo de Investigación (subvención n.º 758161 a LGN), así como la Red de Investigación Eotvos Lorand (SA- 109/2021). GS agradece el apoyo de la Oficina Nacional de Investigación, Desarrollo e Innovación de Hungría (GINOP-2.3.2-15-2016-00052). El trabajo (propuestas: https://doi.org/10.46936/10.25585/60001060 y https://doi.org/10.46936/10.25585/60001019) realizado por el Instituto Conjunto del Genoma del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) (https:/ /ror.org/04xm1d337), una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE, cuenta con el apoyo de la Oficina de Ciencias del DOE de EE. UU. operada bajo el contrato no. DE-AC02-05CH11231. La investigación se realizó en colaboración con el Centro Central de Genómica y Bioinformática del Centro de Investigación Szentágothai de la Universidad de Pécs. Ian Hood y Pam Taylor (Scion Research, New Zealand Forest Research Institute Ltd.) proporcionaron amablemente la cepa A. nova-zealandiae 2840. D. Lindner (Forest Products Laboratory, EE. UU.) compartió amablemente cepas de A. borealis y A. ectypa para la secuenciación. Agradecemos el permiso de G. Bonito para utilizar el genoma de Flagelloscypha sp.

Huei-Mien Ke

Dirección actual: Departamento de Microbiología, Universidad de Soochow, Taipei, Taiwán

Centro de Investigaciones Biológicas, Unidad de Biología Sintética y de Sistemas, Szeged, Hungría

Neha Sahu, Zsolt Merényi, Bálint Balázs, Máté Virágh & László G. Nagy

Escuela de Doctorado en Biología, Facultad de Ciencias e Informática, Universidad de Szeged, Szeged, Hungría

Neha Sahu y Simang Champramary

Grupo de Genómica Funcional y Bioinformática, Facultad de Silvicultura, Instituto de Gestión de Recursos Forestales y Naturales, Universidad de Sopron, Sopron, Hungría

Boris Indic, Simang Champramary y György Sipos

Instituto Hawkesbury para el Medio Ambiente, Universidad Western Sydney, Richmond, Nueva Gales del Sur, Australia

Johanna Wong-Bajracharya, Tori-Lee Monk, Alexie Papanicolaou y Jonathan Plett

Instituto Agrícola Elizabeth Macarthur, Departamento de Industrias Primarias de Nueva Gales del Sur, Menangle, Nueva Gales del Sur, Australia

Johanna Wong-Bajracharya y Krista L. Plett

Centro de Investigación de Biodiversidad, Academia Sínica, Taipei, Taiwán

Huei-Mien Ke & Isheng Jason Tsai

Instituto Conjunto del Genoma del Departamento de Energía de EE. UU., Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, Berkeley, CA, EE. UU.

Steven Ahrendt, Anna Lipzen, Bill Andreopoulos, Jasmyn Pangilinan, Kerrie Barry, Kurt LaButti, Maxim Koriabine, Mi Yan, Robert Riley e Igor V. Grigoriev

Departamento de Microbiología, Facultad de Ciencias e Informática, Universidad de Szeged, Szeged, Hungría

Sándor Kocsubé

Grupo de investigación de mecanismos de patogenicidad fúngica ELKH-SZTE, Universidad de Szeged, Szeged, Hungría

Sándor Kocsubé

Arquitectura y función de macromoléculas biológicas (AFMB), CNRS, Universidad de Aix-Marseille, Marsella, Francia

Elodie Drula

INRAE, UMR 1163, Biodiversidad y biotecnología de hongos, Marsella, Francia

Elodie Drula

DTU Bioingeniería, Universidad Técnica de Dinamarca, Kongens Lyngby, Dinamarca

Bernard Henrissat

Departamento de Ciencias Biológicas, Universidad Rey Abdulaziz, Jeddah, Arabia Saudita

Bernard Henrissat

Universidad de Lorena, INRAE, UMR 1136 'Interacciones árbol/microorganismo', INRAE Grand Est Centre – Nancy, Champenoux, Francia

Francisco M. Martín

Departamento de Biología, Sección de Ecología Terrestre, Universidad de Copenhague, København Ø, Dinamarca

Christopher Bugge más duro

Departamento de Biociencias, Universidad de Oslo, Blindern, Oslo, Noruega

Christopher Bugge más duro

Instituto Federal Suizo de Investigación WSL, Birmensdorf, Suiza

Daniel Rigling

Facultad de Ciencias Biológicas, Edificio de Ciencias Biológicas, Universidad de Bristol, Bristol, Reino Unido

Kathryn L. Ford y Gary D. Foster

Departamento de Biología Vegetal y Microbiana, Universidad de California Berkeley, Berkeley, CA, EE. UU.

Ígor V. Grigoriev

Departamento de Fitopatología, Universidad Estatal de Ohio, Columbus, OH, EE. UU.

Jason ranura

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NS, LGN, JP y GS concibieron el estudio. NS, BI, JW-B., ZM, KLP y JP llevaron a cabo los experimentos de laboratorio, incluido el aislamiento de ADN/ARN para la secuenciación del genoma y el transcriptoma. NS, ZM, BI, H.-MK, SK, ED, BB, BH, MV, SC, IJT, JS y LGN llevaron a cabo análisis de datos. ED y BH anotaron CAZymes para los genomas no disponibles en JGI Mycocosm. NS, JS, ZM, SK y LGN analizaron eventos HGT. SA, T.-LM, AL, BA, JP, AP, KB, KL, MK, MY, RR e IGV realizaron la secuenciación, el ensamblaje y la anotación del genoma. JP y KLP realizaron la validación experimental de PiSSP. KLF y GDF contribuyeron con cepas a la secuenciación del genoma. CBH aportó datos genómicos. LGN, NS, JP, FMM, JS, SK, GS y DR escribieron el manuscrito. Todos los autores revisaron, verificaron y aprobaron el manuscrito.

Correspondencia a László G. Nagy.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Nature Microbiology agradece a Jonathan Schilling y a los demás revisores anónimos por su contribución a la revisión por pares de este trabajo. Los informes de los revisores pares están disponibles.

Nota del editor Springer Nature se mantiene neutral con respecto a reclamos jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales.

a) Duplicaciones (verde) y pérdidas (rojo) en cada nodo para Dataset1. Los valores de soporte de Bootstrap inferiores a 80 se muestran en azul. b) Evaluación de elementos transponibles para Armillaria y Physalacriaceae.

Datos fuente

Términos GO significativamente enriquecidos en los 1473 ortogrupos, inferidos por 2913 duplicaciones en Armillaria MRCA. El análisis de enriquecimiento de GO se realizó mediante la prueba de Fisher unilateral con el algoritmo Weight01 en el paquete topGO (R), con un valor de p ≤ 0,05 considerado significativo. El eje X muestra el porcentaje de genes significativos del número total de genes, el eje Y muestra los valores de p. El azul muestra valores p más bajos y el rojo muestra valores p más altos. Los términos GO que tenían al menos un 30% de genes significativos del número total de genes se mencionan en el gráfico (consulte la Tabla complementaria 2 para obtener la lista completa de términos GO enriquecidos).

Datos fuente

PCA filogenéticos y sus respectivos factores de carga para familias de genes PCWDE. Las abreviaturas de las especies están coloreadas según los modos nutricionales.

Datos fuente

Gráfico de violín que muestra la expresión genética de genes HT y VT filogenéticamente validados en el transcriptoma de desarrollo del cuerpo fructífero de A. ostoyae. El eje Y muestra los valores de expresión transformados log2 y el eje X muestra las comparaciones de muestras para cada experimento.

Datos fuente

Configuración para los nuevos experimentos de RNA Seq utilizados en este estudio. a) Configuración para el experimento de curso temporal. b) Configuración para el ensayo de invasión del tallo.

El mapa de calor muestra proporciones de enriquecimiento para 23 grupos de genes ('Ergotiona: eliminado debido a la falta de enriquecimiento) a partir de datos agregados de expresión genética diferencial en 6 experimentos (a - genes regulados positivamente, b - genes regulados negativamente). El eje Y muestra la comparación de muestras para cada conjunto de datos, con el número de DEG mostrado como un diagrama de barras a la derecha. En el mapa de calor, los colores más cálidos significan índices de enriquecimiento más altos (para obtener una lista completa de los índices de probabilidades, consulte la Tabla complementaria 5).

Datos fuente

Mapas de calor que muestran la expresión genética a lo largo del tiempo en A. luteobubalina para familias de genes relacionados con la supresión inmune del huésped, el estrés oxidativo, la desintoxicación y la citotoxicidad. Los colores más cálidos representan una mayor expresión.

Datos fuente

A) El mapa de calor muestra cambios log2 veces para los SSP anotados, regulados al alza en al menos un punto temporal. El rojo muestra un logFC más alto y el azul un logFC más bajo; seguido de la matriz de presencia/ausencia de homólogos en 131 especies (Conjunto de datos 2). El eje X muestra los ID de proteína tanto para el mapa de calor como para la matriz de presencia/ausencia. El eje Y muestra comparaciones de muestras en el mapa de calor; y orden de especies en matriz de presencia/ausencia.

Datos fuente

a) Resumen de números de copia del ortogrupo OG0000784, que comprende PiSSP Armlut1_1348401. b) Alineación de secuencias múltiples recortada de proteínas en OG0000784.

Datos fuente

a) Resumen de números de copia del ortogrupo OG0000401, que comprende PiSSP Armlut1_1165297. b) Alineación de secuencias múltiples recortada de proteínas en OG0000401.

Datos fuente

Higos suplementarios. 1–12 y Nota 1.

Nuevos genomas de Armillaria, lista de especies en cada conjunto de datos utilizado en este estudio y sus respectivos árboles de especies.

Genes enriquecidos en duplicaciones de Armillaria y genes centrales novedosos en el clado de Armillaria.

CAZymes y PCWDE identificados en el conjunto de datos 2, números de copias de PCWDE basados en sustrato en cada especie, cargas de PCA de PCA filogenético, OG CAZy co-enriquecidos y su arquitectura de dominio.

Los HGT en Physalacriaceae que utilizan IA y validación filogenética forman árboles genéticos.

DEG en seis experimentos de RNA-seq y odds ratio para diferentes categorías funcionales.

Datos de expresión de SSP de A. luteobubalina en el ensayo in planta y factores de virulencia y recuentos de OG en ensayos de invasión del tallo.

Datos estadísticos para las estadísticas del genoma en la Fig. 1.

Datos estadísticos para el diagrama de caja en la Fig. 2b.

Datos estadísticos para la Fig. 3a,c.

Datos estadísticos para la Fig. 4a,b.

Imágenes en bruto sin procesar para la Fig. 5b.

Datos estadísticos para datos ampliados Fig. 1b.

Datos estadísticos para datos extendidos Fig. 2.

Datos estadísticos para datos extendidos Fig. 3.

Datos estadísticos para la trama de violín en Datos extendidos Fig. 4.

Datos estadísticos para datos ampliados Fig. 6a,b.

Datos estadísticos para datos extendidos Fig. 7.

Datos estadísticos para datos extendidos Fig. 8.

Datos estadísticos para datos ampliados Fig. 9b.

Datos estadísticos para datos ampliados Fig. 10b.

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Sahu, N., Indic, B., Wong-Bajracharya, J. et al. La transferencia vertical y horizontal de genes dio forma a la colonización de plantas y la degradación de la biomasa en el género de hongos Armillaria. Microbiol natural (2023). https://doi.org/10.1038/s41564-023-01448-1

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Recibido: 10 de noviembre de 2022

Aceptado: 11 de julio de 2023

Publicado: 07 de agosto de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41564-023-01448-1

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La transferencia vertical y horizontal de genes dio forma a la colonización de plantas y la degradación de la biomasa en el género de hongos Armillaria.