Genomic Analysis of the Necrotrophic Fungal Pathogens Sclerotinia sclerotiorum and Botrytis cinerea
2 BIOGER - BIOlogie et GEstion des Risques en agriculture
3 BROAD INSTITUTE - Broad Institute of MIT and Harvard
4 WUR - Wageningen University and Research [Wageningen]
5 Departamento de Microbiología y Genética, Centro Hispano-Luso de Investigaciones Agrarias
6 GENOSCOPE - Genoscope - Centre national de séquençage [Evry]
7 AFMB - Architecture et fonction des macromolécules biologiques
8 Kluyver Centre for Genomics of Industrial Fermentations
9 CBS-KNAW - Centraalbureau voor Schimmelcultures Fungal Biodiversity Centre
10 School of Biology
11 UMR BGPI - Biologie et Génétique des Interactions Plante-Parasite
12 Faculty of Biology
13 Biology Department
14 Botany Department
15 MAP - Microbiologie, adaptation et pathogénie
16 Department of Molecular Microbiology and Biotechnology
17 IIB - Instituto de Investigaciones Biológicas [Mar del Plata]
18 Molekularbiologie und Biotechnologie der Pilze
19 Manaaki Whenua – Landcare Research [Lincoln]
20 FungiPath - Génomique fonctionnelle des champignons pathogènes des plantes
21 Laboratory of Phytopathology
22 IBSV - Interactions Biotiques et Santé Végétale
23 ESE - Ecologie Systématique et Evolution
24 Departamento de Bioquímica y Biología Molecular
25 HMGU - Helmholtz Zentrum München = German Research Center for Environmental Health
26 School of Botany [Melbourne]
27 MICALIS - MICrobiologie de l'ALImentation au Service de la Santé
28 CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique
29 Fundacion Ciencia para la Vida and Facultad de Ciencias Biologicas
30 School of Biosciences
31 Plant and Food Research
32 Department of Plant Pathology and Microbiology
33 Department of Plant Pathology
34 Borlaug Genomics and Bioinformatics Center, Department of Plant Pathology and Microbiology
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Résumé
Sclerotinia sclerotiorum and Botrytis cinerea are closely related necrotrophic plant pathogenic fungi notable for their wide host ranges and environmental persistence. These attributes have made these species models for understanding the complexity of necrotrophic, broad host-range pathogenicity. Despite their similarities, the two species differ in mating behaviour and the ability to produce asexual spores. We have sequenced the genomes of one strain of S. sclerotiorum and two strains of B. cinerea. The comparative analysis of these genomes relative to one another and to other sequenced fungal genomes is provided here. Their 38-39 Mb genomes include 11,860-14,270 predicted genes, which share 83% amino acid identity on average between the two species. We have mapped the S. sclerotiorum assembly to 16 chromosomes and found large-scale co-linearity with the B. cinerea genomes. Seven percent of the S. sclerotiorum genome comprises transposable elements compared to <1% of B. cinerea. The arsenal of genes associated with necrotrophic processes is similar between the species, including genes involved in plant cell wall degradation and oxalic acid production. Analysis of secondary metabolism gene clusters revealed an expansion in number and diversity of B. cinerea-specific secondary metabolites relative to S. sclerotiorum. The potential diversity in secondary metabolism might be involved in adaptation to specific ecological niches. Comparative genome analysis revealed the basis of differing sexual mating compatibility systems between S. sclerotiorum and B. cinerea. The organization of the mating-type loci differs, and their structures provide evidence for the evolution of heterothallism from homothallism. These data shed light on the evolutionary and mechanistic bases of the genetically complex traits of necrotrophic pathogenicity and sexual mating. This resource should facilitate the functional studies designed to better understand what makes these fungi such successful and persistent pathogens of agronomic crops.
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