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(Referência obtida automaticamente do Web of Science, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores.)

Comparative Genomics of Smut Pathogens: Insights From Orphans and Positively Selected Genes Into Host Specialization

Texto completo
Autor(es):
Benevenuto, Juliana [1] ; Teixeira-Silva, Natalia S. [1] ; Kuramae, Eiko E. [2] ; Croll, Daniel [3] ; Monteiro-Vitorello, Claudia B. [1]
Número total de Autores: 5
Afiliação do(s) autor(es):
[1] Univ Sao Paulo, Luiz de Queiroz Coll Agr USP ESALQ, Dept Genet, Microbial Genet Lab, Piracicaba - Brazil
[2] Netherlands Inst Ecol NIOO KNAW, Dept Microbial Ecol, Wageningen - Netherlands
[3] Univ Neuchatel UNINE, Inst Biol, Lab Evolutionary Genet, Neuchatel - Switzerland
Número total de Afiliações: 3
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: FRONTIERS IN MICROBIOLOGY; v. 9, APR 6 2018.
Citações Web of Science: 5
Resumo

Host specialization is a key evolutionary process for the diversification and emergence of new pathogens. However, the molecular determinants of host range are poorly understood. Smut fungi are biotrophic pathogens that have distinct and narrow host ranges based on largely unknown genetic determinants. Hence, we aimed to expand comparative genomics analyses of smut fungi by including more species infecting different hosts and to define orphans and positively selected genes to gain further insights into the genetics basis of host specialization. We analyzed nine lineages of smut fungi isolated from eight crop and non-crop hosts: maize, barley, sugarcane, wheat, oats, Zizania latifolia (Manchurian rice), Echinochloa colona (a wild grass), and Persicaria sp. (a wild dicot plant). We assembled two new genomes: Ustilago hordei (strain Uhor01) isolated from oats and U. tritici (strain CBS 119.19) isolated from wheat. The smut genomes were of small sizes, ranging from 18.38 to 24.63 Mb. U. hordei species experienced genome expansions due to the proliferation of transposable elements and the amount of these elements varied among the two strains. Phylogenetic analysis confirmed that Ustilago is not a monophyletic genus and, furthermore, detected misclassification of the U. tritici specimen. The comparison between smut pathogens of crop and non-crop hosts did not reveal distinct signatures, suggesting that host domestication did not play a dominant role in shaping the evolution of smuts. We found that host specialization in smut fungi likely has a complex genetic basis: different functional categories were enriched in orphans and lineage-specific selected genes. The diversification and gain/loss of effector genes are probably the most important determinants of host specificity. (AU)

Processo FAPESP: 16/03768-5 - Especialização ao hospedeiro por fungos causadores do carvão pela perspectiva da genômica comparativa
Beneficiário:Juliana Benevenuto
Linha de fomento: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Processo FAPESP: 16/16376-8 - Estudos funcionais de proteínas candidatas a efetores durante a interação Sporisorium scitamineum x cana
Beneficiário:Natália de Sousa Teixeira e Silva
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Doutorado
Processo FAPESP: 14/21802-0 - Especialização ao hospedeiro por fungos causadores do carvão pela perspectiva da genômica comparativa e diversidade genética de isolados de Sporisorium scitamineum (agente causal do carvão na cana-de-açúcar)
Beneficiário:Juliana Benevenuto
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Doutorado
Processo FAPESP: 16/17545-8 - Contribuição de genes, genomas e elementos de transposição na interação entre plantas e micro-organismos: estudo de caso em cana-de-açúcar
Beneficiário:Marie-Anne van Sluys
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Temático
Processo FAPESP: 17/13268-2 - Estudos genômicos e funcionais da interação Sporisorium scitamineum-cana e de outros fungos causadores do carvão: avanços e desafios
Beneficiário:Claudia Barros Monteiro Vitorello
Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Regular