Para comprender mejor cómo se transmiten los organismos beneficiosos (simbiontes) entre generaciones de huéspedes, Los investigadores investigaron el papel de las bacterias que viven dentro de su huésped (endosimbiontes) en la reproducción del huésped fúngico. y los genes reproductivos que regulan. El endosimbionte bacteriano, Burkholderia, es reconocido como mutualista, donde ambas especies de organismos se benefician de la asociación, pero se predijo que había evolucionado a partir de una interacción parasitaria con el hongo huésped del suelo, Rhizopus microsporus. Los investigadores encontraron que las endobacterias que establecen el control sobre la reproducción era probablemente una clave para esta transición evolutiva. Usando este modelo, Los investigadores también generaron el primer conjunto de datos transcriptómicos de reproducción sexual en hongos tempranos y descubrieron genes que son críticos para este proceso.

En ausencia de la endobacteria Burkholderia, el hongo Rhizopus no puede actuar como patógeno vegetal, no puede reproducirse asexualmente, y los investigadores ahora han descubierto que las endobacterias también regulan su reproducción sexual. El trabajo arroja luz sobre un grupo poco conocido de hongos oleaginosos o productores de aceite, y el impacto que esta interacción mutualista tiene sobre estos posibles hongos productores de biodiésel a gran escala.

En mutualismos hereditarios, los anfitriones transmiten simbiontes beneficiosos entre generaciones. Sin embargo, el origen de esta relación, es a menudo antagónico y el parásito primero necesita asegurar su propia transmisión antes de trabajar con el huésped. Utilizando la relación mutualista entre el hongo fitopatógeno Rhizopus microsporus (Rm) y Burkholderia endobacteria, un esfuerzo de colaboración dirigido por investigadores de la Universidad de Cornell y científicos del Joint Genome Institute, Se llevó a cabo una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE para comprender cómo se produce la transición antagónica a mutualista. Rhizopus es un hongo patógeno de cultivos, incluidas las materias primas candidatas para bioenergía girasol, y maiz, y una parte del grupo productor de aceite Mucoromycotina, sobre el que se sabe poco. El equipo de Cornell cultivó y experimentó con hongos y bacterias, mientras que el equipo DOE JGI secuenció y anotó un genoma huésped (Rm ATCC 52813) como parte del proyecto 1000 Fungal Genomes.

Como se informó en el 29 de noviembre, 2017 edición de Comunicaciones de la naturaleza , El equipo descubrió que el hongo depende en gran medida de la endobacteria Burkholderia para proliferar tanto sexual como asexualmente. Esta dependencia es consistente con el modelo de adicción de la evolución del mutualismo; en este caso, las endobacterias controlan la expresión de ras2-1, un gen crucial para el desarrollo reproductivo, haciendo que el hongo dependa de la presencia continua de la bacteria. Al estudiar el modelo de simbiosis Rm-Burkholderia, el equipo pudo reconstruir las vías reproductivas en varias ramas del reino fúngico, generando el primer conjunto de datos transcriptómicos de reproducción sexual en hongos tempranos para encontrar genes relevantes para el sexo en los hongos. También descubrieron genes candidatos, conservado en toda la Mucoromycotina, que parecen estar involucrados en la identificación de feromonas que son críticas para esta vía reproductiva de hongos.

Sin la relación mutualista Rm-Burkholderia, Rhizopus no es un patógeno vegetal ni puede reproducirse con facilidad. Hasta aquí, Se ha demostrado que todos los endosimbiontes descubiertos en hongos tienen un impacto sustancial en el metabolismo de los lípidos del huésped. Como estos hongos productores de aceite son posibles fuentes sostenibles de combustibles alternativos, por lo que comprender las relaciones entre hongos y bacterias puede arrojar luz sobre cómo estas interacciones influyen en la producción de lípidos en Mucoromycotina y su potencial para uso industrial.