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Colletotrichum: Amico o Nemico nei Funghi?

Esplorando la doppia natura dei funghi Colletotrichum e il loro impatto sulle piante.

Cassandra L. Ettinger, Jonathan A. Eisen, Jason E. Stajich

― 6 leggere min


Colletotrichum: Funghi Colletotrichum: Funghi Amici o Nemici? nella salute delle piante marine. Indagare il ruolo del Colletotrichum
Indice

Colletotrichum è un gruppo di funghi noti per le loro vite interessanti che a volte includono essere amichevoli e altre volte, beh, non proprio. Questi funghi possono vivere dentro i tessuti delle piante senza far male, oppure possono diventare cattivi e iniziare a causare varie malattie. Sono abbastanza versatili e si possono trovare a convivere con una vasta gamma di piante, mostrando la loro capacità di adattarsi a diversi ambienti.

Le Due Facce del Colletotrichum

Quando si tratta del loro stile di vita, i funghi Colletotrichum possono essere un po' drammatici. Possono iniziare essendo amichevoli, mantenendo le loro piante ospiti vive e in salute, ma quando le cose si fanno dure, cambiano marcia e iniziano a causare problemi. Questo cambiamento da amico a nemico si chiama stile di vita emibiotrofico. Durante la loro fase “gentile”, vivono a spese dell’ospite senza causare danni, ma quando le condizioni si fanno difficili, diventano necrotrofici, portando la pianta a soffrire e a non sembrare affatto bene.

I Guai che Causano

Il Colletotrichum è famoso per causare una malattia delle piante nota come antracnosi. Questa malattia porta a macchie scure, o lesioni, sulle piante, che non aiutano affatto il loro aspetto! Questo rende il Colletotrichum uno dei principali problematici fungini nell’agricoltura, che colpisce le colture in tutto il mondo.

Incredibilmente, mentre alcune specie di Colletotrichum amano solo stare vicino a certe piante, altre sono come animali da festa e possono infestare molti tipi diversi di piante. Esistono da molto tempo, evolvendosi insieme alle piante da fiore per milioni di anni, iniziando con una preferenza per certe piante e poi espandendosi.

Trovare una Nuova Casa nell'Acqua

I funghi Colletotrichum non sono solo terrestri; sono stati avvistati anche a rovinare la festa delle piante acquatiche! Recenti scoperte mostrano che questi funghi possono anche vivere nelle fanerogame marine, come la Zostera Marina, che è una superstar negli ecosistemi costieri. La Zostera marina aiuta a creare habitat, stabilizza i sedimenti e assorbe il carbonio dall'atmosfera, quindi è un gran bel affare negli ambienti marini.

Vivere Dentro le Fanerogame Marine

Gli scienziati hanno studiato come il Colletotrichum interagisce con la Zostera marina. Gli studi hanno rivelato che questi funghi sono piuttosto affezionati a stare sulle foglie e ai rizomi dell'erba marina, suggerendo che potrebbero aver formato una relazione confortevole. Tuttavia, finora non stanno causando alcun danno, il che solleva interrogativi sulla loro vera natura: sono solo ospiti in più, o hanno un lato oscuro che aspetta di emergere?

L'Impatto dei Cambiamenti Climatici

Con il cambiamento climatico che scombina tutto nei nostri oceani, capire come il Colletotrichum influisce sulla salute delle fanerogame diventa sempre più importante. Man mano che il clima cambia, le fanerogame potrebbero stressarsi, dando ai funghi l'opportunità di trasformarsi da inquilini amichevoli a parassiti indesiderati.

Andando Più a Fondo: Analisi Genomica

Per avere un quadro più chiaro di cosa sta combinando il Colletotrichum sp. CLE4 (una specie specifica che vive nella Zostera marina), gli scienziati hanno mappato il suo genoma. Questo è come leggere l'intero manuale di istruzioni di una creatura unica per vedere cosa la fa funzionare. Hanno scoperto che questo particolare ceppo ha un genoma relativamente piccolo rispetto ad alcuni dei suoi cugini.

Cosa Rende Speciale il CLE4?

Il genoma di Colletotrichum sp. CLE4 è piuttosto compatto, con circa 12.000 geni. Questo significa che non ha così tanto materiale genetico rispetto ad altri funghi correlati. Gli scienziati hanno trovato che anche se ha questi geni in minor numero, è comunque molto efficiente nel funzionare, mostrando un tasso di completamento di quasi il 99% nelle loro valutazioni. Questo lo rende un candidato affidabile per studiare come i funghi si adattano a diversi ambienti.

Perché Così Pochi Geni?

La dimensione più piccola del genoma può essere un segno di “snellimento genomico.” Pensalo come un fungo a dieta, che elimina il superfluo per concentrarsi su ciò che è essenziale. Questo tipo di riduzione può avvenire quando una specie si adatta a un ambiente specifico, come la vita marina in cui si trova il Colletotrichum sp. CLE4.

Cosa Hanno Scoperto gli Scienziati?

Analizzando attentamente i geni, gli scienziati hanno visto che molte famiglie di geni conservate mancavano nel Colletotrichum sp. CLE4, suggerendo che nel tempo ha perso parte del suo “bagaglio” genetico. I geni mancanti possono includere quelli che aiutano con il trasporto, il metabolismo e persino le difese contro le piante ospiti. Anche se può sembrare allarmante, può anche significare che il fungo ha trovato un modo per cavarsela con meno.

Chi Sono i Suoi Parenti?

Nell'immensa genealogia dei funghi, il Colletotrichum sp. CLE4 è più vicino al suo parente C. godetiae, che è famoso per causare malattie sulle piante terrestri. Sorprendentemente, il suo genoma condivide un alto livello di somiglianza con C. godetiae, sollevando dubbi sul fatto che possa rappresentare un nuovo ceppo marino.

Il Bene, il Male e i Funghi

Qual è quindi il verdetto sul Colletotrichum sp. CLE4? I risultati suggeriscono che probabilmente passerà del tempo con la Zostera marina senza causare danni in condizioni normali. Ma quando le cose si fanno difficili—come durante stress o condizioni avverse—questo fungo amichevole potrebbe decidere di diventare ostile.

Questa capacità di alternare tra essere utile e nocivo non è unica per il Colletotrichum sp. CLE4. Molti funghi hanno capacità duali, dove possono essere utili nelle giuste circostanze, ma potrebbero anche diventare problematici quando la situazione cambia.

Cosa Aspetta il Colletotrichum?

Capire l'ecologia del Colletotrichum negli ambienti marini è fondamentale, soprattutto mentre il pianeta si scalda. Il potenziale di questi funghi di passare da utili a dannosi significa che è necessaria ulteriore ricerca. Gli scienziati sono ansiosi di esplorare come altri fattori di stress, come il cambiamento climatico, potrebbero attivare il suo lato patogeno.

In conclusione, il Colletotrichum è un affascinante gruppo di funghi che può comportarsi da amico o nemico, specialmente quando si tratta della sua relazione con varie piante ospiti, comprese le fanerogame marine. Con la ricerca e il monitoraggio in corso, possiamo sperare di comprendere meglio questi minuscoli organismi e il loro impatto sull'ambiente. Quindi la prossima volta che sei vicino all'acqua o a un campo, ricorda che il buon vecchio Colletotrichum potrebbe essere lì vicino, decidendo se onorare le piante con la sua presenza o causare un po' di caos!

Fonte originale

Titolo: Genomic streamlining of seagrass-associated Colletotrichum sp. may be related to its adaptation to a marine monocot host

Estratto: Colletotrichum spp. have a complicated history of association with land plants. Perhaps most well-known as plant pathogens for the devastating effect they can have on agricultural crops, some Colletotrichum spp. have been reported as beneficial plant endophytes. However, there have been only a handful of reports of Colletotrichum spp. isolated from aquatic plant hosts and their ecological role in the marine ecosystem is underexplored. To address this, we present the draft genome and annotation of Colletotrichum sp. CLE4, previously isolated from rhizome tissue from the seagrass Zostera marina. This genome (48.03 Mbp in length) is highly complete (BUSCO ascomycota: 98.8%) and encodes 12,015 genes, of which 5.7% are carbohydrate-active enzymes (CAZymes) and 12.6% are predicted secreted proteins. Phylogenetic placement puts Colletotrichum sp. CLE4 within the C. acutatum complex, closely related to C. godetiae. We found a 8.69% smaller genome size, 21.90% smaller gene count, and the absence of 591 conserved gene families in Colletotrichum sp. CLE4 relative to other members of the C. acutatum complex, suggesting a streamlined genome possibly linked to its specialized ecological niche in the marine ecosystem. Machine learning analyses using CATAStrophy on CAZyme domains predict this isolate to be a hemibiotroph, such that it has a biotrophic phase where the plant is kept alive during optimal environmental conditions followed by a necrotrophic phase where the fungi actively serves a pathogen. While future work is still needed to definitively tease apart the lifestyle strategy of Colletotrichum sp. CLE4, this study provides foundational insight and a high-quality genomic resource for starting to understand the evolutionary trajectory and ecological adaptations of marine-plant associated fungi.

Autori: Cassandra L. Ettinger, Jonathan A. Eisen, Jason E. Stajich

Ultimo aggiornamento: 2024-12-17 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.17.629027

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.17.629027.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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