Entre los aspirantes al organismo vivo más grande del mundo hay algo que generalmente se considera mucho más pequeño que una ballena azul, o una secuoya imponente. Este organismo en particular es tan grande, se necesita un mapa aéreo para captar su tamaño, e incluso entonces no es completamente visible ya que la mayor parte está bajo tierra. Es un espécimen del hongo Armillaria ostoyae, descubierto por primera vez hace dos décadas, aunque se cree que para entonces tiene unos milenios, y tan grande que se extiende sobre casi cuatro millas cuadradas, un espacio equivalente a una sexta parte de Manhattan, o casi 8, 300 piscinas olímpicas y pesa hasta tres ballenas azules juntas.

Dejando a un lado el tamaño, Armillaria los hongos dominan en una categoría completamente diferente:se encuentran entre los patógenos fúngicos más devastadores, causando la enfermedad de la pudrición de la raíz en más de 500 especies de plantas que se encuentran en los bosques, parques y viñedos. Como hongos de pudrición blanca, son capaces de descomponer todos los componentes de las paredes celulares de las plantas:celulosa, hemicelulosa y lignina:una capacidad que interesa a los investigadores de bioenergía que buscan métodos para convertir de manera rentable la biomasa vegetal en combustibles alternativos. Reportado en el 30 de octubre, 2017 edición de Ecología y evolución de la naturaleza , un equipo internacional dirigido por László G. Nagy, del Centro de Investigación Biológica de la Academia de Ciencias de Hungría, y que incluye investigadores del Instituto Conjunto del Genoma del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE JGI), una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE, secuenciaron y analizaron cuatro Armillaria hongos incluyendo A. ostoyae, y luego comparó estos genomas con los de hongos relacionados para comprender mejor la evolución de Armillaria la capacidad de propagarse e infectar, y romper eficazmente todos los componentes de las paredes celulares de las plantas.

" Armillaria especies son algunos de los patógenos forestales más devastadores, responsable de la disminución de los bosques en muchas regiones templadas. Por tanto, existe un interés considerable en desarrollar estrategias contra Armillaria spp, hacia el cual comprender cómo funcionan en la naturaleza podría ser el primer paso, ", dijo la autora principal del estudio, Nagy." Estamos interesados ​​en cómo Armillaria utilizan enzimas que degradan la pared celular de las plantas (PCWDE) cuando se enfrentan a plantas hospedantes potenciales ".

Según el coautor del estudio James Anderson de la Universidad de Toronto, Armillaria Las especies son extremadamente comunes en los bosques templados del norte y tienen una morfología de cuerpo frutal casi idéntica pero diferentes estilos de vida. Por ejemplo, A. gallica es principalmente un degradador de la madera dura y no es un patógeno de las coníferas. A diferencia de, A. ostoyae puede ser un patógeno muy agresivo de la pudrición de la raíz de los abetos, pinos y otras coníferas, causando hasta el 100 por ciento de mortalidad de las plántulas de coníferas.

"Ambos hongos tienen un efecto importante en la composición de las especies de árboles forestales y en el ciclo del carbono, "dijo Igor Grigoriev, Jefe del programa de hongos DOE JGI y coautor del estudio. "Ambos pueden ayudarnos a comprender mejor los mecanismos de degradación de la lignocelulosa. Además, Estos estuvieron entre los primeros representantes de la familia Physalacriaceae y se secuenciaron como parte de la iniciativa 1000 Fungal Genomes del DOE JGI para producir genomas de referencia de cada una de las más de 500 familias reconocidas de hongos para llenar los vacíos en el Árbol de la vida fúngica ".

Aparte de A. ostoyae, el equipo también secuenció y analizó los genomas de A. cepistipes, A. gallica y A. solidipes . Luego, estos genomas se compararon con 22 genomas de hongos, muchos previamente secuenciados y anotados por el DOE JGI. Catalogaron 20 familias de genes relacionados con la patogenicidad en los hongos, e identificadas familias PCWDE enriquecidas, mejor para descomponer de manera eficiente y acceder a los nutrientes en la madera muerta. Para ayudar a explicar los genomas fúngicos inusualmente grandes en el Armillaria género, también encontraron genes duplicados, sugerencia Armillaria evolucionó principalmente a través de la expansión de la familia de genes y no a través de elementos transponibles o "genes saltarines". los Armillaria Todos los genomas fúngicos están disponibles en el portal de genómica fúngica DOE JGI MycoCosm junto con las secuencias del genoma fúngico utilizadas para la comparación.

Nagy también señaló que la investigación también arroja luz sobre una de las preguntas de larga data en biología:la evolución de la multicelularidad. "Nuestra genómica comparativa y los datos de RNA-Seq sugieren que el desarrollo de rizomorfos, estructuras con forma de cinta de zapatos que se esparcen por el sustrato en busca de nuevas fuentes de alimento y pueden atravesar varios pies bajo tierra, tienen mucho en común con el de los cuerpos fructíferos, tanto siendo estructuras multicelulares complejas, " él dijo.

Así como los equipos bien organizados pueden lograr más que incluso los individuos talentosos, la evolución de la multicelularidad es de gran interés porque los organismos multicelulares pueden realizar funciones más allá del alcance de las células individuales. Además, La colección de A. ostoyae de enzimas que degradan la biomasa vegetal podría proporcionar candidatos para su uso con materias primas bioenergéticas para generar biocombustibles y bioproductos que serían difíciles de generar económicamente utilizando enfoques más convencionales.