New insights into the evolution of subtilisin-like serine protease genes in Pezizomycotina
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Subtilisin-like serine proteases play an important role in pathogenic fungi during the penetration and colonization of their hosts. In this study, we perform an evolutionary analysis of the subtilisin-like serine protease genes of subphylum Pezizomycotina to find if there are similar pathogenic mechanisms among the pathogenic fungi with different life styles, which utilize subtilisin-like serine proteases as virulence factors. Within Pezizomycotina, nematode-trapping fungi are unique because they capture soil nematodes using specialized trapping devices. Increasing evidence suggests subtilisin-like serine proteases from nematode-trapping fungi are involved in the penetration and digestion of nematode cuticles. Here we also conduct positive selection analysis on the subtilisin-like serine protease genes from nematode-trapping fungi. RESULTS: Phylogenetic analysis of 189 subtilisin-like serine protease genes from Pezizomycotina suggests five strongly-supported monophyletic clades. The subtilisin-like serine protease genes previously identified or presumed as endocellular proteases were clustered into one clade and diverged the earliest in the phylogeny. In addition, the cuticle-degrading protease genes from entomopathogenic and nematode-parasitic fungi were clustered together, indicating that they might have overlapping pathogenic mechanisms against insects and nematodes. Our experimental bioassays supported this conclusion. Interestingly, although they both function as cuticle-degrading proteases, the subtilisin-like serine protease genes from nematode-trapping fungi and nematode-parasitic fungi were not grouped together in the phylogenetic tree. Our evolutionary analysis revealed evidence for positive selection on the subtilisin-like serine protease genes of the nematode-trapping fungi. CONCLUSIONS: Our study provides new insights into the evolution of subtilisin-like serine protease genes in Pezizomycotina. Pezizomycotina subtilisins most likely evolved from endocellular to extracellular proteases. The entomopathogenic and nematode-parasitic fungi likely share similar properties in parasitism. In addition, our data provided better understanding about the duplications and subsequent functional divergence of subtilisin-like serine protease genes in Pezizomycotina. The evidence of positive selection detected in the subtilisin-like serine protease genes of nematode-trapping fungi in the present study suggests that the subtilisin-like serine proteases may have played important roles during the evolution of pathogenicity of nematode-trapping fungi against nematodes.
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| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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