Article Dans Une Revue Nature Genetics Année : 2015

Convergent losses of decay mechanisms and rapid turnover of symbiosis genes in mycorrhizal mutualists

Annegret Kohler (1) , Alan Kuo (2) , Laszlo G. Nagy (3, 4) , Emmanuelle Morin (1) , Kerrie W. Barry (2) , Francois Buscot (5, 6) , Björn Canbäck (7) , Cindy Choi (2) , Nicolas Cichocki (1) , Alicia Clum (2) , Jan Colpaert (8) , Alex Copeland (2) , Mauricio D. Costa (9) , Jeanne Dore (10) , Dimitrios Floudas (4) , Gilles Gay (10) , Mariangela Girlanda (11) , Bernard Henrissat (12, 13) , Sylvie Herrmann (5, 6) , Jaqueline Hess (14) , Nils Högberg (15) , Tomas Johansson (7) , Hassine-Radhouane Khouja (11) , Kurt Labutti (2) , Urs Lahrmann (16) , Anthony Levasseur (12) , Erika A. Lindquist (2) , Anna Lipzen (2) , Roland Marmeisse (10) , Elena Martino (1, 11) , Claude Murat (1) , Chew Y. Ngan (2) , Uwe Nehls (17) , Jonathan M. Plett (1) , Anne Pringle (18) , Robin A. Ohm (2) , Silvia Perotto (11) , Martina Peter (19) , Robert Riley (2) , François Rineau (8) , Joske Ruytinx (8) , Asaf Salamov (2) , Firoz Shah (7) , Hui Sun (2) , Mika Tarkka (5, 6) , Andrew Tritt (2) , Claire Veneault-Fourrey (1) , Alga Zuccaro (16, 20) , . Mycorrhizal Genomics Initiative Consortium , Anders Tunlid (7) , Igor V. Grigoriev (2) , David S. Hibbett (4) , Francis Martin (1)
1 IAM - Interactions Arbres-Microorganismes
2 JGI - Joint Genome Institute
3 MTA - Hungarian Academy of Sciences
4 Department of Biology
5 Department of Soil Ecology
6 iDiv - German Centre for Integrative Biodiversity Research
7 Department of Biology, Microbial Ecology Group
8 Centre for Environmental Sciences
9 Departamento de Microbiologia
10 LEM - Laboratoire d'Ecologie Microbienne - UMR 5557
11 Department of Life Sciences and Systems Biology [University of Turin]
12 AFMB - Architecture et fonction des macromolécules biologiques
13 Department of Biological Sciences
14 Department of Biosciences
15 Department of Forest Mycology and Plant Pathology
16 Department of Organismic Interactions [Marburg]
17 Department of Ecology, Biology/Chemistry, Botany,
18 Harvard Forest
19 Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research WSL
20 Universität zu Köln = University of Cologne
Annegret Kohler
IAM - Interactions Arbres-Microorganismes
CV
Alan Kuo
JGI - Joint Genome Institute
Laszlo G. Nagy
  • Fonction : co premier-auteur
MTA - Hungarian Academy of Sciences
Department of Biology
Emmanuelle Morin
IAM - Interactions Arbres-Microorganismes
CV
Kerrie W. Barry
  • Fonction : Auteur
JGI - Joint Genome Institute
Francois Buscot
  • Fonction : Auteur
Department of Soil Ecology
iDiv - German Centre for Integrative Biodiversity Research
Björn Canbäck
  • Fonction : Auteur
Department of Biology, Microbial Ecology Group
Cindy Choi
  • Fonction : Auteur
JGI - Joint Genome Institute
Nicolas Cichocki
  • Fonction : Auteur
IAM - Interactions Arbres-Microorganismes
Alicia Clum
  • Fonction : Auteur
JGI - Joint Genome Institute
Jan Colpaert
  • Fonction : Auteur
Centre for Environmental Sciences
Alex Copeland
  • Fonction : Auteur
JGI - Joint Genome Institute
Mauricio D. Costa
  • Fonction : Auteur
Departamento de Microbiologia
Jeanne Dore
LEM - Laboratoire d'Ecologie Microbienne - UMR 5557
Dimitrios Floudas
  • Fonction : Auteur
Department of Biology
Gilles Gay
  • Fonction : Auteur
LEM - Laboratoire d'Ecologie Microbienne - UMR 5557
Mariangela Girlanda
  • Fonction : Auteur
Department of Life Sciences and Systems Biology [University of Turin]
Bernard Henrissat
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 833340
AFMB - Architecture et fonction des macromolécules biologiques
Department of Biological Sciences
Sylvie Herrmann
  • Fonction : Auteur
Department of Soil Ecology
iDiv - German Centre for Integrative Biodiversity Research
Jaqueline Hess
  • Fonction : Auteur
Department of Biosciences
Nils Högberg
  • Fonction : Auteur
Department of Forest Mycology and Plant Pathology
Tomas Johansson
  • Fonction : Auteur
Department of Biology, Microbial Ecology Group
Hassine-Radhouane Khouja
  • Fonction : Auteur
Department of Life Sciences and Systems Biology [University of Turin]
Kurt Labutti
JGI - Joint Genome Institute
Urs Lahrmann
  • Fonction : Auteur
Department of Organismic Interactions [Marburg]
Anthony Levasseur
  • Fonction : Auteur
AFMB - Architecture et fonction des macromolécules biologiques
Erika A. Lindquist
  • Fonction : Auteur
JGI - Joint Genome Institute
Anna Lipzen
JGI - Joint Genome Institute
Roland Marmeisse
LEM - Laboratoire d'Ecologie Microbienne - UMR 5557
Elena Martino
IAM - Interactions Arbres-Microorganismes
Department of Life Sciences and Systems Biology [University of Turin]
CV
Claude Murat
IAM - Interactions Arbres-Microorganismes
CV
Chew Y. Ngan
  • Fonction : Auteur
JGI - Joint Genome Institute
Uwe Nehls
  • Fonction : Auteur
Department of Ecology, Biology/Chemistry, Botany,
Jonathan M. Plett
  • Fonction : Auteur
IAM - Interactions Arbres-Microorganismes
Anne Pringle
  • Fonction : Auteur
Harvard Forest
Robin A. Ohm
  • Fonction : Auteur
JGI - Joint Genome Institute
Silvia Perotto
  • Fonction : Auteur
Department of Life Sciences and Systems Biology [University of Turin]
Martina Peter
Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research WSL
Robert Riley
  • Fonction : Auteur
JGI - Joint Genome Institute
François Rineau
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1136634
Centre for Environmental Sciences
Joske Ruytinx
  • Fonction : Auteur
Centre for Environmental Sciences
Asaf Salamov
  • Fonction : Auteur
JGI - Joint Genome Institute
Firoz Shah
  • Fonction : Auteur
Department of Biology, Microbial Ecology Group
Hui Sun
  • Fonction : Auteur
JGI - Joint Genome Institute
Mika Tarkka
  • Fonction : Auteur
Department of Soil Ecology
iDiv - German Centre for Integrative Biodiversity Research
Andrew Tritt
  • Fonction : Auteur
JGI - Joint Genome Institute
Claire Veneault-Fourrey
IAM - Interactions Arbres-Microorganismes
CV
Alga Zuccaro
  • Fonction : Auteur
Department of Organismic Interactions [Marburg]
Universität zu Köln = University of Cologne
. Mycorrhizal Genomics Initiative Consortium
  • Fonction : Auteur
Anders Tunlid
  • Fonction : Auteur
Department of Biology, Microbial Ecology Group
Igor V. Grigoriev
  • Fonction : co dernier-auteur
JGI - Joint Genome Institute
David S. Hibbett
  • Fonction : co dernier-auteur
Department of Biology
Francis Martin
IAM - Interactions Arbres-Microorganismes

Résumé

To elucidate the genetic bases of mycorrhizal lifestyle evolution, we sequenced new fungal genomes, including 13 ectomycorrhizal (ECM), orchid (ORM) and ericoid (ERM) species, and five saprotrophs, which we analyzed along with other fungal genomes. Ectomycorrhizal fungi have a reduced complement of genes encoding plant cell wall-degrading enzymes (PCWDEs), as compared to their ancestral wood decayers. Nevertheless, they have retained a unique array of PCWDEs, thus suggesting that they possess diverse abilities to decompose lignocellulose. Similar functional categories of nonorthologous genes are induced in symbiosis. Of induced genes, 7-38% are orphan genes, including genes that encode secreted effector-like proteins. Convergent evolution of the mycorrhizal habit in fungi occurred via the repeated evolution of a 'symbiosis toolkit', with reduced numbers of PCWDEs and lineage-specific suites of mycorrhiza-induced genes.

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CC BY-NC-SA 4.0 - Attribution - Utilisation non commerciale - Partage dans les mêmes conditions

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Citer

Annegret Kohler, Alan Kuo, Laszlo G. Nagy, Emmanuelle Morin, Kerrie W. Barry, et al.. Convergent losses of decay mechanisms and rapid turnover of symbiosis genes in mycorrhizal mutualists. Nature Genetics, 2015, 47 (4), pp.410-U176. ⟨10.1038/ng.3223⟩. ⟨hal-02639336⟩

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