Estudio de la evolución genómica en hongos a través de genómica comparativa y evolución experimental

El hongo fitopatógeno Ustilago maydis causa la enfermedad conocida como huitlacoche en el maíz al suprimir las defensas de la planta huésped, dentro de las cuales se incluye el bombardeo oxidativo. Aunque hay numerosos estudios que exploran cómo U. maydis enfrenta el estrés oxidativo y promueve la infección, el conocimiento sobre variantes genéticas que mejoran la resistencia al estrés oxidativo y su subsecuente impacto en la virulencia sigue siendo limitado. Este estudio tuvo como objetivo identificar variantes genómicas recurrentes en cepas de U. maydis adaptadas al peróxido de hidrógeno y evaluar sus efectos en la virulencia. Para lograr esto, evolucionamos en el laboratorio seis líneas derivadas de U. maydis cepa SG200. Tres de estas fueron expuestas periódicamente a H2O2 durante 200 generaciones. Las líneas evolucionadas con exposición a H2O2 mostraron un aumento en la resistencia a este agente. La identificación de variantes genéticas reveló la presencia de variantes de nucleótido único (SNVs) en cada línea analizada. Se identificó una SNV recurrente en un gen relacionado con la remodelación de la cromatina en cinco individuos aislados de líneas expuestas a H2O2. De igual forma, siete individuos aislados de líneas expuestas a H2O2 presentaron una amplificación en el cromosoma nueve. Esta variante empezó abarcando todo el cromosoma nueve y posteriormente se contrajo a una región más pequeña en el brazo izquierdo. En todos los casos, la amplificación contiene al único gen de U. maydis que codifica para una enzima catalasa. De manera interesante, el aumentar la resistencia de U. maydis a H2O2 condujo a una reducción de la virulencia. En resumen, nuestro estudio proporciona evidencia sobre la rápida ocurrencia y selección de duplicaciones cromosómicas durante la adaptación al H2O2 de U. maydis, aunque a costa de una reducción de la virulencia.