High-quality genome assembly and comparative genomics of Pseudocercospora ulei GCL012, the causal agent of the South American leaf blight (SALB) in natural rubber tree Hevea brasiliensis: Towards the prediction of molecular components associated with its pathogenicity and virulence

Abstract

Pseudocercospora ulei is the causal agent of South American Leaf Blight (SALB), the main threat of Hevea brasiliensis an Amazonia native species that represent the commercial source of natural rubber. H. brasiliensis crop is an important economical alternative to Latino american countries however, SALB disease control strategies are inefficient as a reason for the difficulty of traditional plant breeding in this perennial species and also for the lack of genetic data about this fungus. Our main goal was to understand the molecular mechanisms that govern the basic biology and pathogenicity process of this fungus. For that, we sequenced, assembled, and annotated its genome through a whole-genome shotgun sequencing using long and short reads. We built the biggest genome of the Mycospharelaceae family with 98.3 Mbps comprising 214 scaffolds with an N50 value of 2.8 Mbps and a BUSCOs completeness of 97.5%. The P. ulei genome harbour 12’745 gene models form which 756 were classed as secreted proteins and 113 were as effectors candidates including 54 presenting potential activity in the host apoplast. P.ulei exhibits a remarkably reduced content of CAZymes and secondary metabolism genes clusters with 216 and fourteen assignments respectively. This genome bears an exceptional repetitive content, 80% of the genome size is occupied by repetitive elements mainly classified in Class I revealing a genome size expansion via repetitive elements which could play an essential role in the environment fungal adaptation and the pathogenicity mechanisms evolution.

Pseudocercospora ulei es el agente causal del mal suramericano de las hojas del caucho (SALB), la principal amenaza de Hevea brasiliensis, una especie nativa de la Amazonía que representa la fuente comercial de caucho natural. El cultivo de H. brasiliensis es una alternativa económica importante para los países latinoamericanos; sin embargo, las estrategias de control de la enfermedad SALB son ineficientes debido a la dificultad del fitomejoramiento tradicional en esta especie perenne y también a la falta de datos genéticos sobre este hongo. Nuestro principal objetivo fue comprender los mecanismos moleculares que gobiernan la biología básica y el proceso de patogenicidad de P. ulei. Para eso, secuenciamos, ensamblamos y anotamos su genoma a través de una secuenciación de escopeta de genoma completo usando lecturas largas y cortas. Construimos el genoma más grande de la familia Mycospharelaceae con 98,3 Mbps que comprende 214 andamios con un valor N50 de 2,8 Mbps y una integridad BUSCO del 97,5%. El genoma de P. ulei alberga 12'745 modelos de genes de los cuales 756 se clasificaron como proteínas secretadas y 113 fueron candidatos a efectores, incluidos 54 que presentan actividad potencial en el apoplasto del huésped. P. ulei exhibe un contenido notablemente reducido de CAZymes y de agrupaciones de genes asociados a metabolismo secundario con 216 y catorce asignaciones respectivamente. Este genoma tiene un contenido repetitivo excepcional, el 80% del tamaño del genoma está ocupado por elementos repetitivos clasificados principalmente en Clase I revelando una expansión del tamaño del genoma a través de elementos repetitivos que podrían jugar un papel esencial en la adaptación fúngica ambiental y la evolución de los mecanismos de patogenicidad. (Texto tomado de la fuente)