Fast Evolution and Lineage-Specific Gene Family Expansions of Aphid Salivary Effectors Driven by Interactions with Host-Plants

Autor: Boulain, Hélène, Legeai, Fabrice, Guy, Endrick, Morliere, Stéphanie, Douglas, Nadine E, Oh, Jonghee, Murugan, Marimuthu, Smith, Michael, Jaquiéry, Julie, Peccoud, Jean, White, Frank F, Carolan, James C, Simon, Jean-Christophe, Sugio, Akiko
Přispěvatelé: Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes (IGEPP), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-AGROCAMPUS OUEST, Scalable, Optimized and Parallel Algorithms for Genomics (GenScale), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-GESTION DES DONNÉES ET DE LA CONNAISSANCE (IRISA-D7), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), National University of Ireland Maynooth (NUIM), Kansas State University, Tamil Nadu Agricultural University [Coimbatore], Ecologie et biologie des interactions (EBI), Université de Poitiers-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ecologie, Evolution, Symbiose (EES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Poitiers, University of Florida [Gainesville], Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Rennes (UR)-AGROCAMPUS OUEST, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), National University of Ireland Maynooth (Maynooth University), University of Florida [Gainesville] (UF), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1)
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Genome Biology and Evolution
Genome Biology and Evolution, Society for Molecular Biology and Evolution, 2018, 10 (6), pp.1554-1572. ⟨10.1093/gbe/evy097⟩
Genome Biology and Evolution, 2018, 10 (6), pp.1554-1572. ⟨10.1093/gbe/evy097⟩
Genome Biology and Evolution 6 (10), 1554-1572. (2018)
ISSN: 1759-6653
DOI: 10.1093/gbe/evy097⟩
Popis: International audience; Effector proteins play crucial roles in plant-parasite interactions by suppressing plant defenses and hijacking plant physiological responses to facilitate parasite invasion and propagation. Although effector proteins have been characterized in many microbial plant pathogens, their nature and role in adaptation to host plants are largely unknown in insect herbivores. Aphids rely on salivary effector proteins injected into the host plants to promote phloem sap uptake. Therefore, gaining insight into the repertoire and evolution of aphid effectors is key to unveiling the mechanisms responsible for aphid virulence and host plant specialization. With this aim in mind, we assembled catalogues of putative effectors in the legume specialist aphid, Acyrthosiphon pisum, using transcriptomics and proteomics approaches. We identified 3,603 candidate effector genes predicted to be expressed in A. pisum salivary glands (SGs), and 740 of which displayed up-regulated expression in SGs in comparison to the alimentary tract. A search for orthologs in 17 arthropod genomes revealed that SG-up-regulated effector candidates of A. pisum are enriched in aphid-specific genes and tend to evolve faster compared with the whole gene set. We also found that a large fraction of proteins detected in the A. pisum saliva belonged to three gene families, of which certain members show evidence consistent with positive selection. Overall, this comprehensive analysis suggests that the large repertoire of effector candidates in A. pisum constitutes a source of novelties promoting plant adaptation to legumes.
Databáze: OpenAIRE
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