A transferência vertical e horizontal de genes moldou a colonização de plantas e a degradação da biomassa no gênero fúngico Armillaria

Microbiologia da Natureza (2023)Cite este artigo

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O gênero fúngico Armillaria contém patógenos necrotróficos e alguns dos maiores organismos terrestres que causam enormes perdas em diversos ecossistemas, mas como eles evoluíram a patogenicidade em um clado de degradadores de madeira predominantemente não patogênicos permanece indefinido. Aqui mostramos que as espécies de Armillaria, além de duplicações genéticas e origens genéticas de novo, adquiriram pelo menos 1.025 genes através de 124 eventos de transferência horizontal de genes, principalmente de Ascomycota. A transferência horizontal de genes pode ter afetado as capacidades de degradação e virulência da biomassa vegetal de Armillaria e fornece uma explicação para sua estratégia incomum de decomposição da madeira semelhante à podridão suave. Dados combinados de expressão multi-espécies revelaram extensa regulação de genes adquiridos horizontalmente e relacionados à decomposição da madeira, supostos fatores de virulência e duas novas proteínas pequenas secretadas induzidas por patogenicidade conservadas, que induziram necrose na planta. No geral, este estudo detalha como a evolução uniu genes herdados horizontal e verticalmente em características adaptativas complexas de degradação da biomassa vegetal e patogenicidade em importantes patógenos fúngicos.

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Novos conjuntos genômicos e anotações gerados neste estudo são depositados no Projeto 1000 Fungal Genome no JGI Mycocosm (https://mycocosm.jgi.doe.gov/Armillaria/Armillaria.info.html) e em DDBJ/EMBL/GenBank sob o números de acesso PRJNA463936, PRJNA500536, PRJNA500837, PRJNA519860, PRJNA519861, PRJNA571622, PRJNA677793 e PRJNA677794. Novos conjuntos de dados de RNA-seq usados ​​​​neste estudo estão depositados no Arquivo Omnibus de Expressão Gênica do Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia em https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/. O número de acesso para o ensaio in planta entre A. luteobubalina e E. grandis é PRJNA975488 ou GSE233220. Para o ensaio de invasão do caule, os números de acesso são PRJNA972908 para A. ostoyae e PRJNA972989 para A. borealis. Árvores genéticas filogeneticamente validadas e mapas térmicos de expressão gênica para várias famílias de genes para os seis conjuntos de dados RNA-seq usados ​​​​neste estudo podem ser encontrados no repositório Figshare em https://figshare.com/articles/dataset/Gene_trees/22730534 e https:/ /figshare.com/articles/figure/Gene_expression_heatmaps/22778477?file=40472333 respectivamente. Os dados de origem são fornecidos com este artigo.

Os códigos associados à análise e visualização dos dados estão disponíveis em https://github.com/nehasahu486/Armillaria-phylogenomics/tree/main.

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