真菌依靠细菌来调节其生殖机器的关键组成部分

为了更好地了解有益生物(共生体)如何在寄主世代之间传播，研究人员调查了生活在宿主内部的细菌(内共生体)对真菌宿主繁殖的作用，以及它们调节的生殖基因。细菌内共生菌Burkholderia被认为是共生的，其中两种生物都受益于结合，但预计它们是与它们的土壤真菌宿主Rhizopus microsporus的寄生相互作用进化而来。研究人员发现，建立对繁殖控制的内生菌可能是这种进化过渡的关键。利用该模型，研究人员还生成了第一个早期真菌有性繁殖的转录组数据集，并发现了对这一过程至关重要的基因。

在没有Burkholderia endobacteria的情况下，Rhizopus真菌不能作为植物病原体，它不能无性繁殖，研究人员现在发现，端粒菌也可以调节其有性生殖。这项工作揭示了一组知之甚少的含油或产油真菌，以及这种共生相互作用对这些潜在的大规模生物柴油生产真菌的影响。

在可遗传的共生主义中，主人们在世代之间传递有益的共生体。然而，这种关系的起源往往是对立的，寄生虫首先需要在与宿主合作之前确保自己的传播。利用植物病原真菌Rhizopus microsporus(Rm)和Burkholderia endobacteria之间的共生关系，由康奈尔大学的研究人员和联合基因组研究所的科学家共同开展了一项DOE科学用户设施办公室，以了解对抗性如何 - 发生了互惠转型。根霉是一种真菌的作物病原体，包括候选生物能源原料向日葵和玉米，以及一部分产油的粘多糖菌群，其中鲜为人知。康奈尔大学的团队培养并试验了真菌和细菌，而DOE JGI团队对一个宿主基因组(Rm ATCC 52813)进行了测序和注释，作为1000个真菌基因组项目的一部分。

正如2017年11月29日出版的Nature Communications报道，研究小组发现，这种真菌高度依赖于伯克霍尔德氏菌(Burkholderia endobacteria)，无论是性还是无性繁殖。这种依赖性与共生进化的成瘾模型一致;在这种情况下，内生菌控制ras2-1的表达，ras2-1是一种对生殖发育至关重要的基因，使真菌依赖于细菌的持续存在。通过研究Rm-Burkholderia共生模型，该团队能够在真菌王国的几个分支中重建生殖途径，在早期真菌中产生第一个有性生殖的转录组数据集，以找到真菌中的性相关基因。他们还揭示了所有粘多糖的保守候选基因，这些基因似乎参与鉴定对这种真菌生殖途径至关重要的信息素。

如果没有共生的Rm-Burkholderia关系，Rhizopus既不是植物病原体，也不能轻易繁殖。到目前为止，所有在真菌中发现的内共生菌已被证明可显着影响宿主脂质代谢。由于这些产油真菌是替代燃料的潜在可持续来源，因此了解真菌 - 细菌关系可以阐明这些相互作用如何影响粘多糖的脂质生成及其工业用途。