För att bättre förstå hur fördelaktiga organismer (symbionter) överförs mellan värdgenerationer, forskare undersökte vilken bakteries roll som lever inom dess värd (endosymbionter) har på svampvärdens reproduktion, och reproduktionsgenerna som de reglerar. Den bakteriella endosymbiont, Burkholderia, är erkänd som en mutualist, där båda arterna av organism drar nytta av association, men förutspåddes ha utvecklats från en parasitisk interaktion med deras jordsvampvärd, Rhizopus microsporus. Forskare fann att endobakterier som etablerade kontroll över reproduktion var en trolig nyckel till denna evolutionära övergång. Med denna modell, forskare genererade också den första transkriptomiska datauppsättningen för sexuell reproduktion i tidiga svampar och upptäckte gener som är kritiska för denna process.

I avsaknad av Burkholderia endobakterier, Rhizopus -svampen kan inte fungera som en växtpatogen, den kan inte föröka sig asexuellt, och forskare har nu upptäckt att endobakterier också reglerar dess sexuella reproduktion. Verket belyser en dåligt förstådd grupp av olje- eller oljeproducerande svampar, och inverkan denna ömsesidiga interaktion har på dessa potentiella storskaliga biodieselproducerande svampar.

I ärftliga mutualismer, värdar förmedlar fördelaktiga symbioner mellan generationer. Ursprunget till denna relation dock, är ofta antagonistisk och parasiten måste först säkra sin egen överföring innan man arbetar med värden. Med hjälp av det ömsesidiga förhållandet mellan växtpatogen svamp Rhizopus microsporus (Rm) och Burkholderia endobacteria, en samarbetsinsats som leds av forskare vid Cornell University och forskare vid Joint Genome Institute, en DOE Office of Science User Facility genomfördes för att förstå hur den antagonistiska-till-ömsesidiga övergången sker. Rhizopus är en svamppatogen av grödor, inklusive kandidat bioenergiråvaror solros, och majs, och en del av den oljeproducerande Mucoromycotina-gruppen, som man vet lite om. Cornell -teamet odlade och experimenterade med svampar och bakterier, medan DOE JGI -teamet sekvenserade och kommenterade ett värdgenom (Rm ATCC 52813) som en del av projektet 1000 Fungal Genomes.

Som rapporterades i den 29 november, 2017 nummer av Naturkommunikation , teamet fann att svampen är mycket beroende av att Burkholderia endobakterier sprider sig både sexuellt och asexuellt. Detta beroende är i överensstämmelse med beroendemodellen för mutualismens utveckling; I detta fall, endobakterierna kontrollerar uttrycket av ras2-1, en gen som är avgörande för reproduktiv utveckling, vilket gör svampen beroende av den fortsatta närvaron av bakterierna. Genom att studera Rm-Burkholderias symbiosmodell, teamet kunde rekonstruera reproduktionsvägarna i flera grenar av svampriket, generera den första transkriptomiska datauppsättningen för sexuell reproduktion i tidiga svampar för att hitta könsrelevanta gener över svampar. De avslöjade också kandidatgener, konserverad över hela Mucoromycotina, som verkar vara inblandade i att identifiera feromoner som är avgörande för denna svamp reproduktiva väg.

Utan det mutualistiska Rm-Burkholderia-förhållandet, Rhizopus är varken en växtpatogen eller kan enkelt föröka sig. Än så länge, alla endosymbionter som upptäckts i svampar har visat sig väsentligt påverka värdens lipidmetabolism. Eftersom dessa oljeproducerande svampar är potentiella hållbara källor till alternativa bränslen, så att förstå svamp-bakteriella relationer kan kasta ljus över hur dessa interaktioner påverkar lipidproduktionen i Mucoromycotina och deras potential för industriell användning.