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Pezizomycetes genomes reveal the molecular basis of ectomycorrhizal truffle lifestyle

Authors :
Alan Kuo
Rhyan B. Dockter
Juan Chen
Shingo Miyauchi
Thibaut Payen
Benjamin Noel
François Le Tacon
Jean-Marc Aury
Minou Nowrousian
Mei Wang
Emmanuelle Morin
Annegret Kohler
Claude Murat
Petr Baldrian
Laure Fauchery
Julie Poulain
Lucia Žifčáková
Julie Guy
Claudia Riccioni
Corinne Da Silva
Francis Martin
László Nagy
Patrick Wincker
Richard Splivallo
Beatrice Belfiori
Fabienne Malagnac
Anna Lipzen
Paola Bonfante
Stefanie Traeger
Francesco Paolocci
Alicia Clum
Mirco Iotti
Yaron Sitrit
Elisabetta Levati
Igor V. Grigoriev
Alessandra Zambonelli
Barbara Montanini
Erika Lindquist
Joseph W. Spatafora
Kerrie Barry
Mathieu Hainaut
Andrea Rubini
Simone Ottonello
Virginie Molinier
Krisztina Krizsán
Raffaella Balestrini
Nicolas Cichocki
Daniel Wipf
Bernard Henrissat
Antonietta Mello
Interactions Arbres-Microorganismes (IAM)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Lorraine (UL)
Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] (GENOSCOPE)
Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
US Department of Energy Joint Genome Institute
U.S Department of Energy
U.S. Department of Energy [Washington] (DOE)-U.S. Department of Energy [Washington] (DOE)
Institute of medicinal plant development
Chinese Academy of Medical Sciences
Synthet & Syst Biol Unit
Hungarian Academy of Sciences (MTA)
CNR, Ist Protez Piante
UOS Torino
Laboratory of Functional Genomics and Protein Engineering, Biochemistry and Molecular Biology Unit, Department of Life Sciences
University of Parma = Università degli studi di Parma [Parme, Italie]
Dept Life Sci, Biochem & Mol Biol Unit, Lab Funct Genom & Prot Engn
Joint Genome Institute
United States Department of Energy
Plant Genetics Institute
Consiglio Nazionale delle Ricerche [Roma] (CNR)
Department of Energy / Joint Genome Institute (DOE)
Los Alamos National Laboratory (LANL)
Génomique métabolique (UMR 8030)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)
Dipartimento Protez & Valorizzaz Agroalimentare
Alma Mater Studiorum University of Bologna (UNIBO)
Institut de génétique et microbiologie [Orsay] (IGM)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Istituto per la Protezione delle Piante
Agroécologie [Dijon]
Université de Bourgogne (UB)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement
IPF – Integrative Fungal Research
Goethe-Universität Frankfurt am Main
Institut für biologie und biotechnologie der pflanzen
Westfälische Wilhelms-Universität Münster (WWU)
0977 Unité associée de Biologie forestière
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Institute of Microbiology of the CAS
Department of Botany and Plant Pathology
Oregon State University (OSU)
Architecture et fonction des macromolécules biologiques (AFMB)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Department of Biochemistry and Molecular Biology
Medical and Health Science Center
Institut de Génomique d'Evry (IG)
Institut de Biologie François JACOB (JACOB)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay
Dipartimento di Biologia Vegetale
Università degli studi di Torino (UNITO)
French National Research Agency through the project SYSTRUF ANR-14-CE06-0020, ANR-09-STRA-10
French National Research Agency through the project SYMWOOD (Laboratory of Excellence Advanced Research on the Biology of Tree and Forest Ecosystems) ANR-11-LABX 0002 01
Office of Science of the US Department of Energy DE-AC02-05CH11231
France Genomique ANR-10-INBS-09
Region Lorraine Research Council
European Commission (European Regional Development Fund)
University of Parma
Interuniversity Consortium for Biotechnologies
Piedmont Region
Czech Science Foundation 16-08916S
German Research Foundation NO407/7-1
Department of General and Molecular Botany
ANR-14-CE06-0020,FUNTUNE,Cocktails enzymatiques inspirés de modèles fongiques pour la déconstruction contrôlée de la biomasse végétale(2014)
ANR-10-STRA-0010,COMANCHE,Interactions écosystémiques et impacts anthropiques dans les populations de Coquilles St-Jacques de la Manche(2010)
ANR-11-LABX-0002,ARBRE,Recherches Avancées sur l'Arbre et les Ecosytèmes Forestiers(2011)
ANR-10-INBS-0009,France-Génomique,Organisation et montée en puissance d'une Infrastructure Nationale de Génomique(2010)
Université de Lorraine (UL)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
U.S. Department of Energy (DOE)-U.S. Department of Energy (DOE)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
ANR-10-INBS-09-01/10-INBS-0009,France-Génomique,Organisation et montée en puissance d'une Infrastructure Nationale de Génomique(2010)
Murat, Claude
Payen, Thibaut
Noel, Benjamin
Kuo, Alan
Morin, Emmanuelle
Chen, Juan
Kohler, Annegret
Krizsán, Krisztina
Balestrini, Raffaella
Da Silva, Corinne
Montanini, Barbara
Hainaut, Mathieu
Levati, Elisabetta
Barry, Kerrie W.
Belfiori, Beatrice
Cichocki, Nicola
Clum, Alicia
Dockter, Rhyan B.
Fauchery, Laure
Guy, Julie
Iotti, Mirco
Le Tacon, Françoi
Lindquist, Erika A.
Lipzen, Anna
Malagnac, Fabienne
Mello, Antonietta
Molinier, Virginie
Miyauchi, Shingo
Poulain, Julie
Riccioni, Claudia
Rubini, Andrea
Sitrit, Yaron
Splivallo, Richard
Traeger, Stefanie
Wang, Mei
Žifčáková, Lucia
Wipf, Daniel
Zambonelli, Alessandra
Paolocci, Francesco
Nowrousian, Minou
Ottonello, Simone
Baldrian, Petr
Spatafora, Joseph W.
Henrissat, Bernard
Nagy, Laszlo G.
Aury, Jean-Marc
Wincker, Patrick
Grigoriev, Igor V.
Bonfante, Paola
Martin, Francis M.
Università degli studi di Parma = University of Parma (UNIPR)
National Research Council of Italy | Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)
Westfälische Wilhelms-Universität Münster = University of Münster (WWU)
Unité associée de biologie forestière
Université Paris-Saclay-Institut de Biologie François JACOB (JACOB)
Università degli studi di Torino = University of Turin (UNITO)
MURAT-FURMINIEUX, Claude
Source :
Nature Ecology & Evolution, Nature Ecology & Evolution, Nature, 2018, 2 (12), pp.1956-1965. ⟨10.1038/s41559-018-0710-4⟩, Nature ecology & evolution, vol 2, iss 12, Nature Ecology & Evolution, 2018, 2 (12), pp.1956-1965. ⟨10.1038/s41559-018-0710-4⟩, Nature Ecology and Evolution 12 (2), 1956-1965. (2018), Nature ecology & evolution On line 2 (2018): 1956–1965. doi:10.1038/s41559-018-0710-4, info:cnr-pdr/source/autori:Murat C., Payen T., Noel B., Kuo A., Morin E., Chen J., Kohler A., Krizsán K., Balestrini R., Da Silva C., Montanini B., Hainaut M., Levati E., Barry KW., Belfiori B., Cichocki N., Clum A., Dockter RB., Fauchery L., Guy J., Iotti M., Le Tacon F., Lindquist EA., Lipzen A., Malagnac F., Mello A., Molinier V., Miyauchi S., Poulain J., Riccioni C., Rubini A., Sitrit Y.. Splivallo R., Traeger S., Wang M., ?if?áková L., Wipf D., Zambonelli A., Paolocci F., Nowrousian M., Ottonello S., Baldrian P., Spatafora JW., Henrissat B., Nagy LG. Aury JM., Wincker P., Grigoriev IV., Bonfante P., Martin FM./titolo:Pezizomycetes genomes reveal the molecular basis of ectomycorrhizal truffle lifestyle/doi:10.1038%2Fs41559-018-0710-4/rivista:Nature ecology & evolution On line/anno:2018/pagina_da:1956/pagina_a:1965/intervallo_pagine:1956–1965/volume:2
Publication Year :
2018
Publisher :
HAL CCSD, 2018.

Abstract

Tuberaceae is one of the most diverse lineages of symbiotic truffle-forming fungi. To understand the molecular underpinning of the ectomycorrhizal truffle lifestyle, we compared the genomes of Piedmont white truffle (Tuber magnatum), Périgord black truffle (Tuber melanosporum), Burgundy truffle (Tuber aestivum), pig truffle (Choiromyces venosus) and desert truffle (Terfezia boudieri) to saprotrophic Pezizomycetes. Reconstructed gene duplication/loss histories along a time-calibrated phylogeny of Ascomycetes revealed that Tuberaceae-specific traits may be related to a higher gene diversification rate. Genomic features in Tuber species appear to be very similar, with high transposon content, few genes coding lignocellulose-degrading enzymes, a substantial set of lineage-specific fruiting-body-upregulated genes and high expression of genes involved in volatile organic compound metabolism. Developmental and metabolic pathways expressed in ectomycorrhizae and fruiting bodies of T. magnatum and T. melanosporum are unexpectedly very similar, owing to the fact that they diverged ~100 Ma. Volatile organic compounds from pungent truffle odours are not the products of Tuber-specific gene innovations, but rely on the differential expression of an existing gene repertoire. These genomic resources will help to address fundamental questions in the evolution of the truffle lifestyle and the ecology of fungi that have been praised as food delicacies for centuries.

Details

Language :
English
ISSN :
2397334X
Database :
OpenAIRE
Journal :
Nature Ecology & Evolution, Nature Ecology & Evolution, Nature, 2018, 2 (12), pp.1956-1965. ⟨10.1038/s41559-018-0710-4⟩, Nature ecology & evolution, vol 2, iss 12, Nature Ecology & Evolution, 2018, 2 (12), pp.1956-1965. ⟨10.1038/s41559-018-0710-4⟩, Nature Ecology and Evolution 12 (2), 1956-1965. (2018), Nature ecology & evolution On line 2 (2018): 1956–1965. doi:10.1038/s41559-018-0710-4, info:cnr-pdr/source/autori:Murat C., Payen T., Noel B., Kuo A., Morin E., Chen J., Kohler A., Krizsán K., Balestrini R., Da Silva C., Montanini B., Hainaut M., Levati E., Barry KW., Belfiori B., Cichocki N., Clum A., Dockter RB., Fauchery L., Guy J., Iotti M., Le Tacon F., Lindquist EA., Lipzen A., Malagnac F., Mello A., Molinier V., Miyauchi S., Poulain J., Riccioni C., Rubini A., Sitrit Y.. Splivallo R., Traeger S., Wang M., ?if?áková L., Wipf D., Zambonelli A., Paolocci F., Nowrousian M., Ottonello S., Baldrian P., Spatafora JW., Henrissat B., Nagy LG. Aury JM., Wincker P., Grigoriev IV., Bonfante P., Martin FM./titolo:Pezizomycetes genomes reveal the molecular basis of ectomycorrhizal truffle lifestyle/doi:10.1038%2Fs41559-018-0710-4/rivista:Nature ecology & evolution On line/anno:2018/pagina_da:1956/pagina_a:1965/intervallo_pagine:1956–1965/volume:2
Accession number :
edsair.doi.dedup.....ec3b28ce7b29c3b33941d4ddc1a2fe88
Full Text :
https://doi.org/10.1038/s41559-018-0710-4⟩