Non-vertical genomics in fungal evolution

Abstract

Non-vertical genomic events, which include horizontal gene transfer (HGT) and hybridization, are widely studied evolutionary processes in certain groups. HGT is particularly well known for prokaryotic organisms, while studies on hybridization started centuries ago for plants and animals. However, these phenomena are often overlooked when studying the evolution of other eukaryotic groups. Fungi, in particular, offer a privileged framework to study these kind of events, since the tractability of their genomes have made them target of hundreds of sequencing projects. This thesis reviews current knowledge on fungal diversity and evolutionary processes, with emphasis on the role of HGT and hybridization. We present an study on HGT of D-amino acid metabolic enzymes across eukaryotes, a novel computational framework for the study of hybrid genomes and other genomic anomalies, and a series of phylogenomic studies aimed to pinpoint possible ancient polyploidy events in fungi. Our findings expand current knowledge on non-vertical fungal evolution at different evolutionary and genomic scales, providing a multi-disciplinary perspective.

Los eventos genómicos no verticales, que incluyen transferencia horizontal de genes (THG) e hibridación, han sido estudiados ampliamente en determinados grupos. THG es particularmente bien conocida para organismos prokariotas, mientras que los estudios sobre hibridación comenzaron en plantas y animales hace ya siglos. Sin embargo, estos fenómenos han sido a menudo ignorados a la hora de estudiar la evolución de otros grupos de eukariotas. Los hongos, en particular, ofrecen un sistema privilegiado en el que estudiar este tipo de eventos, puesto que la tractabilidad de sus genomas les ha llevado a ser objeto de cientos de proyectos de secuenciación. La presente tesis incluye una revisión del conocimiento actual acerca de la diversidad y procesos evolutivos, con énfasis en el papel de la THG y la hibridación. Presentamos un estudio acerca de THG de enzimas del metabolismo de D-amino ácidos en eukariotas, una nueva herramienta computacional para el estudio de genomas híbridos y otras anomalías genómicas, y una serie de estudios filogenómicos con la intención de identificar posibles eventos de paleopoliploidización en hongos. Nuestros resultados exapanden el conocimiento actual acerca de la evolución no vertical en hongos a diferentes escalas evolutivas y genómicas, proporcionando una perspectiva mulidisciplinar.