Tra i contendenti per il più grande organismo vivente del mondo c'è qualcosa di solito considerato molto più piccolo di una balenottera azzurra, o un'imponente sequoia. Questo particolare organismo è così grande, ci vuole una mappa aerea per coglierne le dimensioni, e anche allora non è completamente visibile poiché la maggior parte è sotterranea. È un esemplare del fungo Armillaria ostoyae, scoperto per la prima volta due decenni fa, sebbene si pensasse avesse qualche millennio allora, e così grande che si estende su quasi quattro miglia quadrate - uno spazio equivalente a un sesto di Manhattan, o quasi 8, 300 piscine olimpioniche e pesano fino a tre balenottere azzurre messe insieme.

Dimensione pura a parte, Armillaria i funghi dominano in una categoria completamente diversa:sono tra i patogeni fungini più devastanti, causando marciumi radicali in più di 500 specie di piante presenti nelle foreste, parchi e vigneti. Come funghi marciumi bianchi, sono in grado di abbattere tutti i componenti delle pareti cellulari delle piante - cellulosa, emicellulosa e lignina:una capacità che interessa i ricercatori di bioenergia alla ricerca di metodi per convertire in modo conveniente la biomassa vegetale in combustibili alternativi. Segnalato il 30 ottobre numero 2017 di Natura Ecologia &Evoluzione , un team internazionale guidato da László G. Nagy del Centro di ricerca biologica presso l'Accademia delle scienze ungherese e comprendente ricercatori del Dipartimento dell'energia degli Stati Uniti Joint Genome Institute (DOE JGI), una struttura per gli utenti dell'Office of Science del DOE, sequenziato e analizzato quattro Armillaria fungo, compreso A. ostoyae, e quindi confrontato questi genomi con quelli di funghi correlati per comprendere meglio l'evoluzione di Armillaria capacità di diffondersi e infettare, e abbattere efficacemente tutti i componenti delle pareti cellulari delle piante.

" Armillaria specie sono tra i patogeni forestali più devastanti, responsabile del declino delle foreste in molte regioni temperate. Vi è quindi un notevole interesse nello sviluppo di strategie contro Armillaria spp, verso il quale capire come funzionano in natura potrebbe essere il primo passo, ", ha detto l'autore senior dello studio Nagy. "Siamo interessati a come Armillaria utilizzare enzimi che degradano la parete cellulare delle piante (PCWDE) quando ci si confronta con potenziali piante ospiti".

Secondo il coautore dello studio James Anderson dell'Università di Toronto, Armillaria le specie sono estremamente comuni nelle foreste temperate settentrionali e hanno una morfologia del corpo fruttifero quasi identica ma stili di vita diversi. Per esempio, A. gallica è principalmente un degradatore del legno duro e non è un patogeno delle conifere. In contrasto, A. ostoyae può essere un patogeno altamente aggressivo del marciume radicale di abeti, pini, e altre conifere, causando fino al 100% di mortalità delle piantine di conifere.

"Entrambi questi funghi hanno un effetto importante sulla composizione delle specie arboree forestali e sul ciclo del carbonio, " disse Igor Grigoriev, DOE JGI Responsabile del programma fungino e coautore dello studio. "Entrambi possono aiutarci a comprendere meglio i meccanismi di degradazione della lignocellulosa. Inoltre, questi sono stati tra i primi rappresentanti della famiglia delle Physalacriaceae e sono stati sequenziati come parte dell'iniziativa 1000 Fungal Genomes del DOE JGI per produrre genomi di riferimento da ciascuna delle oltre 500 famiglie di funghi riconosciute per colmare le lacune nell'albero della vita fungina.

A parte A. ostoyae, il team ha anche sequenziato e analizzato i genomi di A. cepistipes, A. gallica e A. solidipes . Questi genomi sono stati poi confrontati con 22 genomi fungini, molti precedentemente sequenziati e annotati dal DOE JGI. Hanno catalogato 20 famiglie di geni legate alla patogenicità nei funghi, e identificate famiglie PCWDE arricchite, il migliore per abbattere in modo efficiente e accedere ai nutrienti nel legno morto. Per aiutare a spiegare i genomi fungini insolitamente grandi nel Armillaria genere, hanno anche trovato geni duplicati, suggerendo Armillaria si è evoluto principalmente attraverso l'espansione della famiglia di geni e non elementi trasponibili o "geni che saltano". Il Armillaria i genomi fungini sono tutti disponibili sul portale di genomica fungina DOE JGI MycoCosm insieme alle sequenze del genoma fungino utilizzate per il confronto.

Nagy ha anche sottolineato che la ricerca getta luce anche su una delle questioni di vecchia data in biologia:l'evoluzione della multicellularità. "I nostri dati comparativi di genomica e RNA-Seq suggeriscono che lo sviluppo di rizomorfi - strutture simili a stringhe che si diffondono attraverso il substrato alla ricerca di nuove fonti di cibo e possono attraversare diversi piedi sottoterra - hanno molto in comune con quello dei corpi fruttiferi - sia essendo strutture multicellulari complesse, " Egli ha detto.

Proprio come i team ben organizzati possono realizzare più di individui di talento, l'evoluzione della multicellularità è di grande interesse perché gli organismi pluricellulari possono svolgere funzioni al di fuori della portata delle singole cellule. Inoltre, La collezione di A. ostoyae di enzimi che degradano la biomassa vegetale potrebbe fornire candidati per l'uso con materie prime bioenergetiche per generare biocarburanti e bioprodotti che sarebbero difficili da generare economicamente utilizzando approcci più convenzionali.