Ampelomyces mycoparasites of powdery mildews – a review

Abstract

This review paper highlights the significant research conducted on fungi belonging to the genus Ampelomyces. Phylogeny based on both ITS and actin sequences has grouped Ampelomyces into different lineages. However, the ITS2 spacer, one constituent of the ITS region, together with their secondary structures (S2s), showed that these lineages are represented by different S2s; also, evidence of pseudogene formation in nuclear ribosomal genes of two isolates was reported, and S2s in Ampelomyces mycoparasites are different from those in Phoma-like fungi. Ampelomyces taxonomy is unresolved and future multi-locus analysis will assist in delimiting species. Members of the genus Ampelomyces are among the first mycoparasites used to control powdery mildew fungi as they can efficiently eliminate mycelial growth and reduce the overwintering inoculum of their mycohosts. In addition, Ampelomyces isolates were found to be resistant to some fungicides and insecticides, e.g. pyrazophos, an attractive feature for their selection as biocontrol agents. Transcriptome analyses have revealed that expression of the genes that encode proteins putatively associated with virulence and plant immune responses were enhanced during host recognition, while genes-encoding proteins linked to antibiotic resistance were predicted within the Ampelomyces genome. Proteomic studies are needed to confirm whether these proteins function in virulence and can therefore be used for biocontrol purposes or as bacterial antibiotic-resistant proteins, and which of these may trigger plant immune responses to facilitate plant protection. We encourage the continuation of these studies to benefit crop protection research.

Résumé

Cet article met en évidence l’importante recherche effectuée sur les champignons du genre Ampelomyces. La phylogénie, basée sur les séquences de l’ITS et de l’actine, a regroupé Ampelomyces en différentes lignées. Toutefois, l’espaceur de l’ITS2, un constituant de la région de l’ITS, avec ses structures secondaires (S2), a montré que ces lignées sont représentées par différentes S2. De plus, l’évidence de la formation de pseudogènes dans les gènes ribosomiques nucléaires de deux isolats a été reconnue, et les S2 des microparasites Ampelomyces diffèrent de ceux des champignons semblables à ceux du genre Phoma. La taxinomie d’Ampelomyces n’est pas résolue et la future analyse multilocus contribuera à définir les espèces. Les membres du genre Ampelomyces sont parmi les premiers microparasites utilisés pour lutter contre les champignons causant le mildiou, puisqu’ils peuvent efficacement inhiber la croissance mycélienne et réduire la quantité d’inoculum qui hiverne dans les hôtes des champignons. En outre, des isolats d’Ampelomyces se sont avérés résistants à certains fongicides et insecticides, comme le pyrazophos, ce qui constitue une caractéristique intéressante pour des agents de lutte biologique. Les analyses du transcriptome ont révélé que l’expression des gènes qui codent les protéines putativement associées à la virulence et aux réponses immunitaires des végétaux a été accrue dans le cadre de la reconnaissance de l’hôte, tandis que les gènes codant les protéines liées à la résistance aux antibiotiques étaient prédits dans le génome d’Ampelomyces. Des études protéomiques sont nécessaires pour confirmer que ces protéines agissent dans un contexte de virulence et si, en conséquence, elles peuvent être utilisées à des fins de lutte biologique ou comme protéines bactériennes résistantes aux antibiotiques, ainsi que pour déterminer lesquelles peuvent amorcer les réponses immunitaires des végétaux afin de faciliter leur protection. Nous encourageons la poursuite de ces études afin que la recherche sur la protection des cultures puisse en bénéficier.

Keywords:

• Ampelomyces
• biocontrol agents
• ITS
• ITS2 secondary structures
• phylogeny
• plant protection

Motsclés:

• Agents de lutte biologique
• Ampelomyces
• ITS
• phylogénie
• protection des végétaux
• structures secondaires de l’ITS2

Acknowledgments

We thank the reviewers and editorial team of the Can J Plant Pathol for their helpful and valuable suggestions and discussions in the final review of the manuscript. We thank to Dr. Douglas Eacersall from the University of Southern Queensland for his comments made on the manuscript.

Author contributions

Writing-original draft preparation, R.P.; review and editing, R.P., S.K. and R.D.; supervision, S.K and R.D. All authors have read and agreed to the published version of the manuscript.

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the author(s).

Additional information

Funding

This work was supported by the School of Sciences and the Graduate Research School of the University of Southern Queensland, Australia.