完全なテロメアからテロメアのゲノムは、卵菌植物病原体における染色体融合によって付与された毒性の進化を明らかにします

染色体数の変動は、多くの植物病原体を含むグループである卵神の間で時々観察されますが、そのような変動の出現とゲノムと病原性の進化に対する影響は曖昧なままです。Phytophthora Sojae、Globisporangium Ultimum、Pythium Oligandrum、およびG. spinosumの完全なテロメア間ゲノムアセンブリを生成しました。Peronosporalesの最新の共通の祖先の核型を再構築すると、頻繁な染色体融合と核分裂が染色体数の変化を促進することが明らかになりました。コピア様トランスポゾンで濃縮されたセントロメアは、染色体融合および核分裂イベントに寄与する可能性があります。染色体融合は、病原性遺伝子の出現とその適応進化を促進しました。エフェクターは、融合した染色体とは異なる進化的特徴を示す融合染色体のサブテロメア領域で複製する傾向がありました。先祖のゲノムダイナミクスと構造予測を統合することにより、P。sojaeのエフェクターの新しいクラスとして分泌されたアンキリンリピート含有タンパク質（ANK）を特定しました。系統解析と実験により、ANKはOomycetesの特異的に拡張されたエフェクターファミリーであることがさらに明らかになりました。これらの結果は、卵菌植物の病原体における染色体のダイナミクスを明らかにし、核型とエフェクターの進化に関する新しい洞察を提供しました。

Variations in chromosome number are occasionally observed among oomycetes, a group that includes many plant pathogens, but the emergence of such variations and their effects on genome and virulence evolution remain ambiguous. We generated complete telomere-to-telomere genome assemblies for Phytophthora sojae, Globisporangium ultimum, Pythium oligandrum, and G. spinosum. Reconstructing the karyotype of the most recent common ancestor in Peronosporales revealed that frequent chromosome fusion and fission drove changes in chromosome number. Centromeres enriched with Copia-like transposons may contribute to chromosome fusion and fission events. Chromosome fusion facilitated the emergence of pathogenicity genes and their adaptive evolution. Effectors tended to duplicate in the sub-telomere regions of fused chromosomes, which exhibited evolutionary features distinct to the non-fused chromosomes. By integrating ancestral genomic dynamics and structural predictions, we have identified secreted Ankyrin repeat-containing proteins (ANKs) as a novel class of effectors in P. sojae. Phylogenetic analysis and experiments further revealed that ANK is a specifically expanded effector family in oomycetes. These results revealed chromosome dynamics in oomycete plant pathogens, and provided novel insights into karyotype and effector evolution.