Latest advances and future perspectives in Armillaria research

Abstract

The basidiomycete genus Armillaria s.l. (Armillaria s.s. and Desarmillaria) has a worldwide distribution and plays a central role in the dynamics of numerous woody ecosystems, including natural forests, tree plantations for timber production, orchards, vineyards and gardens. Early studies have shown that all Armillaria species are capable of degrading dead woody substrates, causing white rot. Moreover, most species exhibit a parasitic ability, and can be considered as facultative necrotrophs. Although over the years extensive research has been conducted on the phylogeny, biology and ecology of different Armillaria species, numerous theoretical and applied questions remain open. Recently published studies have provided new perspectives, the most significant of which we present in this review. First, new investigations have highlighted the importance of a multilocus approach for depicting the phylogeny of the genus Armillaria. Second, the importance of clonality and sexuality for the different species is now better described, enabling a more accurate prediction of population dynamics in various environments. Third, genome sequencing has provided new insights into genome evolution and the genetic basis of pathogenicity and wood degradation ability. Fourth, several new studies have pointed out the possible influence of climate change on Armillaria distribution, biology and ecology, raising questions regarding the future evolution of Armillaria species and their effect on ecosystems. In this review, we also give a state-of-the-art overview of the control possibilities of parasitic Armillaria species. Finally, we outline some still open questions in Armillaria research, the investigation of which will strongly benefit from recent methodological advances.

Résumé

Le genre basidiomycète Armillaria s.l. (Armillaria s.s. et Desarmillaria) a une distribution mondiale et joue un rôle central dans la dynamique de nombreux écosystèmes, notamment en forêts naturelles, dans les plantations forestières, vergers, vignobles, et parcs arborés. Les premières études ont montré que toutes les espèces d’Armillaire étaient capables de dégrader les substrats ligneux morts provoquant une pourriture blanche. La plupart des espèces présentent aussi une capacité parasitaire, et peuvent être considérées comme des nécrotrophes facultatifs. Bien qu’au fil des années, des recherches approfondies aient été menées sur la phylogénie, la biologie, et l’écologie des différentes espèces d’Armillaire, de nombreuses questions théoriques et appliquées demeurent. Des études récemment publiées ont apporté de nouvelles perspectives, dont les plus importantes sont présentées dans cette revue. Premièrement, de nouveaux travaux ont mis en évidence l’importance d’une approche multi-gène pour décrire la phylogénie du genre Armillaria. Deuxièmement, l’importance de la clonalité et de la sexualité des différentes espèces est aujourd’hui mieux estimée, permettant une prédiction plus précise de la dynamique des populations dans divers environnements. Troisièmement, le séquençage du génome a permis de mieux comprendre l’évolution du génome et la base génétique du pouvoir pathogène et de la capacité de dégradation du bois. Quatrièmement, ces études ont mis en évidence la possible influence du changement climatique sur la distribution, la biologie et l’écologie du genre Armillaria, questionnant la future évolution des espèces d’Armillaire et leurs effets sur les écosystèmes. Dans cette revue, nous donnons également un aperçu de l’état de l’art des méthodes de contrôle des espèces d’Armillaire parasites. Enfin, nous identifions plusieurs questions encore ouvertes concernant le genre Armillaria dont la résolution devrait bénéficier fortement des progrès méthodologiques récents.

Keywords:

• basidiospores
• disease management
• fungal forest pathogen
• global changes
• host
• -omics
• population dynamics
• root and butt rot

Mots clés:

• agent pathogène des arbres forestiers
• basidiospores
• changements globaux
• dynamique des populations
• gestion des maladies
• hôte
• -omique
• pourriture de la souche ou des racines

Acknowledgements

We thank C. Gautschi for English revision of the manuscript and the two anonymous reviewers for the helpful comments on the manuscript.