p Para entender melhor como os organismos benéficos (simbiontes) são transmitidos entre as gerações de hospedeiros, pesquisadores investigaram o papel da bactéria que vive dentro de seu hospedeiro (endossimbiontes) na reprodução do fungo hospedeiro, e os genes reprodutivos que regulam. O endossimbionte bacteriano, Burkholderia, é reconhecido como um mutualista, onde ambas as espécies de organismos se beneficiam da associação, mas previu-se que evoluiu de uma interação parasitária com o fungo hospedeiro do solo, Rhizopus microsporus. Os pesquisadores descobriram que as endobactérias que estabelecem o controle sobre a reprodução eram uma provável chave para esta transição evolutiva. Usando este modelo, os pesquisadores também geraram o primeiro conjunto de dados transcriptômicos de reprodução sexuada em fungos primitivos e descobriram genes que são essenciais para esse processo. p Na ausência da endobactéria Burkholderia, o fungo Rhizopus não pode atuar como um patógeno de planta, não pode se reproduzir assexuadamente, e os pesquisadores descobriram agora que as endobactérias também regulam sua reprodução sexual. O trabalho lança luz sobre um grupo mal compreendido de fungos oleaginosos ou produtores de óleo, e o impacto que essa interação mutualística tem sobre esses fungos potencialmente produtores de biodiesel em larga escala.

p Em mutualismos hereditários, os hospedeiros transmitem simbiontes benéficos entre as gerações. A origem dessa relação, porém, é frequentemente antagônico e o parasita precisa primeiro garantir sua própria transmissão antes de trabalhar com o hospedeiro. Usando a relação mutualística entre o fungo fitopatogênico Rhizopus microsporus (Rm) e Burkholderia endobacteria, um esforço colaborativo liderado por pesquisadores da Cornell University e cientistas do Joint Genome Institute, um DOE Office of Science User Facility foi conduzido para entender como ocorre a transição de antagonista para mutualística. Rhizopus é um fungo patógeno de culturas, incluindo as matérias-primas de bioenergia candidatas, girassol, e milho, e uma parte do grupo produtor de petróleo Mucoromicotina, sobre o qual pouco se sabe. A equipe de Cornell cultivou e experimentou fungos e bactérias, enquanto a equipe DOE JGI sequenciou e anotou um genoma hospedeiro (Rm ATCC 52813) como parte do projeto 1000 Fungal Genomes.

p Conforme relatado em 29 de novembro, Edição de 2017 de Nature Communications , a equipe descobriu que o fungo é altamente dependente da endobactéria Burkholderia para proliferar sexualmente e assexuadamente. Essa dependência é consistente com o modelo de vício da evolução do mutualismo; nesse caso, as endobactérias controlam a expressão de ras2-1, um gene crucial para o desenvolvimento reprodutivo, tornando o fungo dependente da presença contínua da bactéria. Ao estudar o modelo de simbiose Rm-Burkholderia, a equipe foi capaz de reconstruir as vias reprodutivas em vários ramos do reino fúngico, gerando o primeiro conjunto de dados transcriptômicos de reprodução sexuada em fungos primitivos para encontrar genes relevantes para o sexo entre os fungos. Eles também descobriram genes candidatos, conservado em toda a mucoromicotina, que parecem estar envolvidos na identificação de feromônios que são críticos para esta via reprodutiva fúngica.

p Sem a relação mutualística Rm-Burkholderia, Rhizopus não é um patógeno vegetal nem se reproduz com facilidade. Até aqui, todos os endossimbiontes descobertos em fungos demonstraram impactar substancialmente o metabolismo lipídico do hospedeiro. Como esses fungos produtores de petróleo são fontes potenciais sustentáveis ​​de combustíveis alternativos, portanto, a compreensão das relações fungo-bactéria pode lançar luz sobre como essas interações influenciam a produção de lipídios na mucoromicotina e seu potencial para uso industrial.