Svamp er afhængig af bakterier til at regulere nøglekomponenter i dets reproduktive maskiner

For bedre at forstå, hvordan gavnlige organismer (symbionter) overføres mellem værtsgenerationer, forskere undersøgte den bakteriers rolle, der lever i sin vært (endosymbionter) har på svampeværts reproduktion, og de reproduktive gener, de regulerer. Den bakterielle endosymbiont, Burkholderia, anerkendes som en mutualist, hvor begge organismer har gavn af forening, men blev forudsagt at have udviklet sig fra en parasitisk interaktion med deres jordsvampvært, Rhizopus microsporus. Forskere fandt ud af, at endobakterier, der etablerede kontrol over reproduktion, sandsynligvis var nøglen til denne evolutionære overgang. Ved hjælp af denne model, forskere genererede også det første transkriptomiske datasæt for seksuel reproduktion i tidlige svampe og opdagede gener, der er kritiske for denne proces.

I mangel af Burkholderia endobakterier, Rhizopus -svampen kan ikke fungere som et plantepatogen, det kan ikke reproducere aseksuelt, og forskere har nu opdaget, at endobakterier også regulerer dets seksuelle reproduktion. Værket kaster lys over en dårligt forstået gruppe af olieholdige eller olieproducerende svampe, og den indvirkning, denne mutualistiske vekselvirkning har på disse potentielle storskala biodieselproducerende svampe.

I arvelige gensidigheder, værter videregiver gavnlige symbioner mellem generationer. Oprindelsen af ​​dette forhold dog, er ofte antagonistisk, og parasitten skal først sikre sin egen transmission, før man arbejder med værten. Ved hjælp af det mutualistiske forhold mellem plantens patogene svamp Rhizopus microsporus (Rm) og Burkholderia endobacteria, en samarbejdsindsats ledet af forskere ved Cornell University og forskere ved Joint Genome Institute, en DOE Office of Science User Facility blev gennemført for at forstå, hvordan den antagonistiske-til-mutualistiske overgang sker. Rhizopus er et svampepatogen af ​​afgrøder, herunder kandidat bioenergi råvarer solsikke, og majs, og en del af den olieproducerende Mucoromycotina-gruppe, som man kun ved lidt om. Cornell -teamet dyrkede og eksperimenterede med svampe og bakterier, mens DOE JGI -teamet sekventerede og kommenterede et værtsgenom (Rm ATCC 52813) som en del af projektet 1000 Fungal Genomes.

Som rapporteret i den 29. november, 2017 nummer af Naturkommunikation , teamet fandt ud af, at svampen er stærkt afhængig af, at Burkholderia endobakterier formerer sig både seksuelt og aseksuelt. Denne afhængighed er i overensstemmelse med afhængighedsmodellen for mutualisme evolution; I dette tilfælde, endobakterierne styrer ekspressionen af ​​ras2-1, et gen, der er afgørende for reproduktiv udvikling, gør svampen afhængig af bakteriernes fortsatte tilstedeværelse. Ved at studere Rm-Burkholderia symbiosmodellen, holdet var i stand til at rekonstruere reproduktive veje i flere grene af svamperiget, generering af det første transkriptomiske datasæt for seksuel reproduktion i tidlige svampe for at finde kønsrelevante gener på tværs af svampe. De afdækkede også kandidatgener, konserveret på tværs af hele Mucoromycotina, der ser ud til at være involveret i at identificere feromoner, der er kritiske for denne svampes reproduktive vej.

Uden det mutualistiske Rm-Burkholderia-forhold, Rhizopus er hverken et plantepatogen eller i stand til let at reproducere. Indtil nu, alle endosymbionter opdaget i svampe har vist sig i væsentlig grad at påvirke værtens lipidmetabolisme. Da disse olieproducerende svampe er potentielle bæredygtige kilder til alternative brændstoffer, så forståelse af svamp-bakterielle forhold kan kaste lys over, hvordan disse interaktioner påvirker lipidproduktion i Mucoromycotina og deres potentiale til industriel brug.