Polimorfismo y orígenes evolutivos de cromosomas accesorios en el basidiomiceto Tremella fuciformis

El ADN extra oculto en un hongo medicinal popular

Tremella fuciformis, a menudo vendida como «hongo de nieve» o «oreja de plata» en sopas y productos para el cuidado de la piel, resulta albergar una cantidad sorprendente de ADN adicional. Estos cromosomas suplementarios no son imprescindibles para la supervivencia básica, pero parecen influir en la evolución del hongo y en con qué especies socias puede convivir. Comprender estos añadidos genéticos ayuda a explicar cómo los hongos se adaptan, forman relaciones especializadas y se diversifican, con implicaciones para la agricultura, la ecología y el cultivo de setas.

Por qué algunos cromosomas son opcionales

La mayoría de los organismos poseen un conjunto estándar de cromosomas que codifican la maquinaria para la vida cotidiana. Muchos hongos, sin embargo, también albergan cromosomas accesorios: fragmentos extra de ADN que pueden estar presentes en algunos individuos y ausentes en otros. En patógenos de cultivos, a menudo estos cromosomas contienen genes que determinan qué plantas puede infectar el hongo. Pero en el amplio y diverso grupo de los basidiomicetos, que incluye hongos y levaduras, estos cromosomas adicionales han sido poco estudiados. El hongo oreja de plata ofreció a los autores la oportunidad de cambiar eso, porque es fácil de recolectar, tiene importancia comercial y depende de un hongo asociado para su nutrición tanto en la naturaleza como en cultivo.

Construir mapas genéticos completos del hongo de nieve

Los investigadores secuenciaron los genomas completos de 16 cepas de Tremella fuciformis provenientes de toda China, incluyendo tanto aislamientos silvestres como variedades cultivadas. Muchas cepas son dicariotas, lo que significa que cada célula contiene dos genomas nucleares distintos, por lo que el equipo ensambló en total 27 juegos genómicos haploides separados. Encontraron que el tamaño del genoma variaba en más de un tercio entre cepas, desde aproximadamente 24 hasta más de 32 millones de bases. Esta variación estuvo impulsada por dos factores: el número y tamaño de los cromosomas accesorios, y la cantidad de ADN repetitivo acumulado en los cromosomas centrales compartidos por todas las cepas. Cada genoma llevaba 8–10 cromosomas centrales más 2–10 cromosomas accesorios, para un total de 108 cromosomas accesorios agrupados en 15 conjuntos relacionados.

Características distintivas del ADN extra

En comparación con los cromosomas centrales, los accesorios eran generalmente más pequeños, más densamente poblados por elementos transponibles (ADN móvil) y contenían muchas menos genes por unidad de longitud. También mostraron una sorprendente similitud de secuencia entre cepas pero cambios estructurales mucho más dramáticos: fragmentos que se invertían, fusionaban, partían o se perdían por completo. Tanto los cromosomas centrales como los accesorios cambiaron con frecuencia su número de copias cuando el hongo alternaba entre formas de tipo levadura y formas filamentosas. En una cepa examinada en detalle, el número de copias de varios cromosomas, incluidos los accesorios, aumentó o disminuyó entre colonias, lo que sugiere que estos cromosomas se distribuyen de forma relativamente laxa durante la división celular.

Relacionar cromosomas accesorios con los hongos socios

Al comparar qué grupos de cromosomas accesorios aparecían en qué cepas, emergió un patrón claro. Las 16 cepas de Tremella se agrupaban en tres grandes clústeres genéticos basados en sus genes centrales, y cada clúster portaba su propio conjunto característico de cromosomas accesorios. Estos mismos clústeres también determinaron qué cepas podían formar una asociación exitosa con el hongo compañero Annulohypoxylon stygium, que suministra los nutrientes necesarios para que Tremella forme cuerpos fructíferos. Las cepas solo se emparejaron eficazmente con aislamientos de A. stygium de su propio clúster. Los cromosomas accesorios más grandes de cada clúster siempre estuvieron presentes en las cepas capaces de asociarse con el hongo compañero correspondiente, lo que apunta a un papel de estos extras en la especificidad de la simbiosis.

De dónde provienen los cromosomas accesorios

Para rastrear el origen de estos cromosomas accesorios, los investigadores indagaron si sus genes se parecían a los de los cromosomas centrales o a genes de bases de datos públicas. Solo una pequeña fracción de los genes de cromosomas accesorios tenía contrapartes en los cromosomas centrales, y la mayoría de esos estaban insertados en ADN móvil, lo que sugiere eventos recientes de copia más que un origen común. En todas las cepas, la mayoría de los genes específicos de los accesorios carecían de parientes reconocibles o funciones conocidas, y muchos de los emparejamientos más cercanos correspondían a otras especies del mismo orden fúngico más amplio. Los análisis de elementos móviles indicaron que el intercambio génico entre cromosomas centrales y accesorios comenzó hace aproximadamente un millón de años, antes de que las actuales T. fuciformis se hubieran separado por completo, y continuó después.

Qué significa esto para los hongos y la evolución

En conjunto, estos hallazgos revelan que el hongo de nieve porta una colección dinámica de cromosomas accesorios que son altamente variables, proclives a reorganizarse y ricas en genes misteriosos. En vez de ser restos simplificados de cromosomas ordinarios, es probable que se originaran en linajes fúngicos aún no identificados y que más tarde se incorporaran al genoma de Tremella. Con el tiempo, estos paquetes genéticos móviles parecen haber ayudado a definir con qué hongo socio puede cooperar cada linaje de Tremella, mientras que las ganancias y pérdidas continuas afinan la biología del hongo. Para los cultivadores, este trabajo sugiere que gestionar los cromosomas accesorios podría eventualmente influir en el rendimiento o en el comportamiento de las cepas. Para la biología evolutiva, subraya a los cromosomas accesorios como unidades de innovación rápidas y potentes en hongos complejos.

Cita: Zhang, J., Tong, Q., Lin, F. et al. Polymorphism and evolutionary origins of accessory chromosomes in the basidiomycete Tremella fuciformis. Nat Commun 17, 3275 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70078-y

Palabras clave: cromosomas accesorios, Tremella fuciformis, simiosis fúngica, evolución del genoma, elementos transponibles