The evolving species concepts used for yeasts: from phenotypes and genomes to speciation networks
Creators
- 1. Westerdijk Fungal Biodiversity Institute
- 2. Purdue University West Lafayette
- 3. Ruhr University Bochum
- 4. Universitat Politècnica de Catalunya
- 5. Barcelona Supercomputing Center
- 6. Duke University Hospital
- 7. Duke Medical Center
- 8. University of Phayao
- 9. Western University
- 10. University of Leicester
- 11. Leibniz Institute DSMZ – German Collection of Microorganisms and Cell Cultures
Description
Abstract Here we review how evolving species concepts have been applied to understand yeast diversity. Initially, a phenotypic species concept was utilized taking into consideration morphological aspects of colonies and cells, and growth profiles. Later the biological species concept was added, which applied data from mating experiments. Biophysical measurements of DNA similarity between isolates were an early measure that became more broadly applied with the advent of sequencing technology, leading to a sequence-based species concept using comparisons of parts of the ribosomal DNA. At present phylogenetic species concepts that employ sequence data of rDNA and other genes are universally applied in fungal taxonomy, including yeasts, because various studies revealed a relatively good correlation between the biological species concept and sequence divergence. The application of genome information is becoming increasingly common, and we strongly recommend the use of complete, rather than draft genomes to improve our understanding of species and their genome and genetic dynamics. Complete genomes allow in-depth comparisons on the evolvability of genomes and, consequently, of the species to which they belong. Hybridization seems a relatively common phenomenon and has been observed in all major fungal lineages that contain yeasts. Note that hybrids may greatly differ in their post-hybridization development. Future in-depth studies, initially using some model species or complexes may shift the traditional species concept as isolated clusters of genetically compatible isolates to a cohesive speciation network in which such clusters are interconnected by genetic processes, such as hybridization.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
الملخص نستعرض هنا كيفية تطبيق مفاهيم الأنواع المتطورة لفهم تنوع الخميرة. في البداية، تم استخدام مفهوم الأنواع الظاهرية مع الأخذ في الاعتبار الجوانب المورفولوجية للمستعمرات والخلايا، وملامح النمو. في وقت لاحق تمت إضافة مفهوم الأنواع البيولوجية، والذي طبق البيانات من تجارب التزاوج. كانت القياسات الفيزيائية الحيوية لتشابه الحمض النووي بين العزلات مقياسًا مبكرًا تم تطبيقه على نطاق أوسع مع ظهور تقنية التسلسل، مما أدى إلى مفهوم الأنواع القائم على التسلسل باستخدام مقارنات أجزاء من الحمض النووي الريبوسومي. في الوقت الحاضر، يتم تطبيق مفاهيم الأنواع الوراثية التي تستخدم بيانات تسلسل الحمض النووي الريبي والجينات الأخرى عالميًا في التصنيف الفطري، بما في ذلك الخمائر، لأن الدراسات المختلفة كشفت عن وجود علاقة جيدة نسبيًا بين مفهوم الأنواع البيولوجية وتباعد التسلسل. أصبح تطبيق معلومات الجينوم شائعًا بشكل متزايد، ونوصي بشدة باستخدام الجينوم الكامل، بدلاً من مسودة الجينوم لتحسين فهمنا للأنواع وجينومها وديناميكياتها الجينية. تسمح الجينومات الكاملة بإجراء مقارنات متعمقة حول تطور الجينومات، وبالتالي، الأنواع التي تنتمي إليها. يبدو التهجين ظاهرة شائعة نسبيًا وقد لوحظ في جميع السلالات الفطرية الرئيسية التي تحتوي على الخمائر. لاحظ أن الهجينة قد تختلف اختلافًا كبيرًا في تطورها بعد التهجين. قد تؤدي الدراسات المتعمقة المستقبلية، التي تستخدم في البداية بعض الأنواع النموذجية أو المجمعات، إلى تحويل مفهوم الأنواع التقليدية كمجموعات معزولة من العزلات المتوافقة وراثيًا إلى شبكة انتواع متماسكة ترتبط فيها هذه المجموعات بالعمليات الوراثية، مثل التهجين.Translated Description (French)
Résumé Nous passons en revue ici comment les concepts évolutifs des espèces ont été appliqués pour comprendre la diversité des levures. Initialement, un concept d'espèce phénotypique a été utilisé en tenant compte des aspects morphologiques des colonies et des cellules, et des profils de croissance. Plus tard, le concept d'espèce biologique a été ajouté, qui appliquait les données des expériences d'accouplement. Les mesures biophysiques de la similitude de l'ADN entre les isolats ont été une mesure précoce qui est devenue plus largement appliquée avec l'avènement de la technologie de séquençage, conduisant à un concept d'espèce basé sur la séquence utilisant des comparaisons de parties de l'ADN ribosomal. À l'heure actuelle, les concepts d'espèces phylogénétiques qui utilisent des données de séquence d'ADNr et d'autres gènes sont universellement appliqués dans la taxonomie fongique, y compris les levures, car diverses études ont révélé une corrélation relativement bonne entre le concept d'espèce biologique et la divergence de séquence. L'application de l'information génomique devient de plus en plus courante, et nous recommandons fortement l'utilisation de génomes complets plutôt que de brouillons pour améliorer notre compréhension des espèces et de leur dynamique génomique et génétique. Les génomes complets permettent des comparaisons approfondies sur l'évolutivité des génomes et, par conséquent, des espèces auxquelles ils appartiennent. L'hybridation semble un phénomène relativement courant et a été observée dans toutes les grandes lignées fongiques contenant des levures. Notez que les hybrides peuvent différer considérablement dans leur développement post-hybridation. De futures études approfondies, utilisant initialement certaines espèces ou complexes modèles, pourraient déplacer le concept d'espèces traditionnelles en tant que grappes isolées d'isolats génétiquement compatibles vers un réseau de spéciation cohésif dans lequel ces grappes sont interconnectées par des processus génétiques, tels que l'hybridation.Translated Description (Spanish)
Resumen Aquí revisamos cómo se han aplicado los conceptos de especies en evolución para comprender la diversidad de levaduras. Inicialmente, se utilizó un concepto de especie fenotípica teniendo en cuenta los aspectos morfológicos de las colonias y las células, y los perfiles de crecimiento. Más tarde se añadió el concepto de especie biológica, que aplicaba datos de experimentos de apareamiento. Las mediciones biofísicas de la similitud del ADN entre aislados fueron una medida temprana que se aplicó más ampliamente con el advenimiento de la tecnología de secuenciación, lo que llevó a un concepto de especie basado en la secuencia que utiliza comparaciones de partes del ADN ribosómico. En la actualidad, los conceptos de especies filogenéticas que emplean datos de secuencias de ADNr y otros genes se aplican universalmente en la taxonomía fúngica, incluidas las levaduras, porque varios estudios revelaron una correlación relativamente buena entre el concepto de especie biológica y la divergencia de secuencias. La aplicación de la información del genoma es cada vez más común, y recomendamos encarecidamente el uso de genomas completos, en lugar de borradores, para mejorar nuestra comprensión de las especies y su genoma y dinámica genética. Los genomas completos permiten realizar comparaciones en profundidad sobre la evolutividad de los genomas y, en consecuencia, de las especies a las que pertenecen. La hibridación parece un fenómeno relativamente común y se ha observado en todos los principales linajes fúngicos que contienen levaduras. Tenga en cuenta que los híbridos pueden diferir mucho en su desarrollo posterior a la hibridación. Futuros estudios en profundidad, utilizando inicialmente algunas especies o complejos modelo, pueden cambiar el concepto tradicional de especie como grupos aislados de aislados genéticamente compatibles a una red de especiación cohesiva en la que dichos grupos están interconectados por procesos genéticos, como la hibridación.Files
s13225-021-00475-9.pdf.pdf
Files
(3.1 MB)
Name | Size | Download all |
---|---|---|
md5:e3ca364a21f0b2527f0d68d24123f909
|
3.1 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- مفاهيم الأنواع المتطورة المستخدمة للخمائر: من الأنماط الظاهرية والجينومات إلى شبكات الانتواع
- Translated title (French)
- Les concepts évolutifs des espèces utilisés pour les levures : des phénotypes et génomes aux réseaux de spéciation
- Translated title (Spanish)
- Los conceptos de especies en evolución utilizados para las levaduras: desde fenotipos y genomas hasta redes de especiación
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3177280576
- DOI
- 10.1007/s13225-021-00475-9
References
- https://openalex.org/W1491342176
- https://openalex.org/W1529228347
- https://openalex.org/W152980933
- https://openalex.org/W1641544182
- https://openalex.org/W1716675979
- https://openalex.org/W1743609051
- https://openalex.org/W1772231482
- https://openalex.org/W1782579725
- https://openalex.org/W1868830645
- https://openalex.org/W1897079356
- https://openalex.org/W1913374683
- https://openalex.org/W1923694921
- https://openalex.org/W1935757583
- https://openalex.org/W1949027200
- https://openalex.org/W1963760518
- https://openalex.org/W1966340262
- https://openalex.org/W1968089550
- https://openalex.org/W1968697152
- https://openalex.org/W1970070225
- https://openalex.org/W1970327593
- https://openalex.org/W1970546899
- https://openalex.org/W1974901081
- https://openalex.org/W1976797575
- https://openalex.org/W1977071422
- https://openalex.org/W1978563881
- https://openalex.org/W1980190786
- https://openalex.org/W1983985796
- https://openalex.org/W1985501340
- https://openalex.org/W1987095367
- https://openalex.org/W1988339709
- https://openalex.org/W1988644644
- https://openalex.org/W1993006442
- https://openalex.org/W1993209244
- https://openalex.org/W1996229802
- https://openalex.org/W2002148588
- https://openalex.org/W2007881209
- https://openalex.org/W2009050866
- https://openalex.org/W2009522384
- https://openalex.org/W2009531441
- https://openalex.org/W2010336751
- https://openalex.org/W2011253674
- https://openalex.org/W2011310198
- https://openalex.org/W2013150534
- https://openalex.org/W2013928452
- https://openalex.org/W2016473919
- https://openalex.org/W2021407910
- https://openalex.org/W2023718736
- https://openalex.org/W2025168984
- https://openalex.org/W2028500113
- https://openalex.org/W2031168303
- https://openalex.org/W2032893553
- https://openalex.org/W2037532970
- https://openalex.org/W2037739710
- https://openalex.org/W2038498116
- https://openalex.org/W2039143607
- https://openalex.org/W2046821185
- https://openalex.org/W2052375196
- https://openalex.org/W2053251443
- https://openalex.org/W2055043387
- https://openalex.org/W2057191541
- https://openalex.org/W2057824160
- https://openalex.org/W2058917124
- https://openalex.org/W2069108584
- https://openalex.org/W2074335138
- https://openalex.org/W2075455725
- https://openalex.org/W2075643384
- https://openalex.org/W2077724722
- https://openalex.org/W2078638028
- https://openalex.org/W2079543993
- https://openalex.org/W2082120419
- https://openalex.org/W2082335793
- https://openalex.org/W2099166329
- https://openalex.org/W2101579180
- https://openalex.org/W2103088765
- https://openalex.org/W2104115340
- https://openalex.org/W2104530207
- https://openalex.org/W2107035215
- https://openalex.org/W2107944911
- https://openalex.org/W2108674739
- https://openalex.org/W2110734043
- https://openalex.org/W2110903706
- https://openalex.org/W2113074111
- https://openalex.org/W2114648815
- https://openalex.org/W2115071422
- https://openalex.org/W2116742974
- https://openalex.org/W2116905253
- https://openalex.org/W2117732943
- https://openalex.org/W2121936931
- https://openalex.org/W2126392954
- https://openalex.org/W2129376641
- https://openalex.org/W2130479481
- https://openalex.org/W2136434605
- https://openalex.org/W2138062875
- https://openalex.org/W2138229895
- https://openalex.org/W2142658828
- https://openalex.org/W2142676659
- https://openalex.org/W2144001310
- https://openalex.org/W2145840889
- https://openalex.org/W2146247709
- https://openalex.org/W2147700557
- https://openalex.org/W2147937067
- https://openalex.org/W2152475760
- https://openalex.org/W2152477400
- https://openalex.org/W2153056979
- https://openalex.org/W2156875172
- https://openalex.org/W2157380302
- https://openalex.org/W2157934573
- https://openalex.org/W2158714215
- https://openalex.org/W2158714788
- https://openalex.org/W2159279060
- https://openalex.org/W2160246565
- https://openalex.org/W2165244740
- https://openalex.org/W2165599870
- https://openalex.org/W2166478749
- https://openalex.org/W2166972836
- https://openalex.org/W2167586161
- https://openalex.org/W2167643094
- https://openalex.org/W2170392103
- https://openalex.org/W2171082154
- https://openalex.org/W2172784208
- https://openalex.org/W2223777707
- https://openalex.org/W2224978058
- https://openalex.org/W2228120013
- https://openalex.org/W2285484490
- https://openalex.org/W2299421921
- https://openalex.org/W2326781832
- https://openalex.org/W2328632163
- https://openalex.org/W2342495022
- https://openalex.org/W2346537400
- https://openalex.org/W2346997751
- https://openalex.org/W2405573219
- https://openalex.org/W2476757692
- https://openalex.org/W2518285967
- https://openalex.org/W2536287248
- https://openalex.org/W2547473733
- https://openalex.org/W2548431030
- https://openalex.org/W2549075672
- https://openalex.org/W2551087106
- https://openalex.org/W2574983585
- https://openalex.org/W2576825974
- https://openalex.org/W2590968911
- https://openalex.org/W2593782848
- https://openalex.org/W2598419373
- https://openalex.org/W2610277236
- https://openalex.org/W2623597117
- https://openalex.org/W2624678362
- https://openalex.org/W2677295629
- https://openalex.org/W2710944590
- https://openalex.org/W2730260772
- https://openalex.org/W2731392871
- https://openalex.org/W2740085246
- https://openalex.org/W2744339280
- https://openalex.org/W2747215145
- https://openalex.org/W2753063061
- https://openalex.org/W2754772205
- https://openalex.org/W2762272659
- https://openalex.org/W2762904149
- https://openalex.org/W2763553629
- https://openalex.org/W2766400560
- https://openalex.org/W2771514818
- https://openalex.org/W2779493845
- https://openalex.org/W2782546270
- https://openalex.org/W2790546589
- https://openalex.org/W2794328884
- https://openalex.org/W2797106062
- https://openalex.org/W2798064943
- https://openalex.org/W2804858124
- https://openalex.org/W2809702633
- https://openalex.org/W2841894484
- https://openalex.org/W2865698399
- https://openalex.org/W2883560622
- https://openalex.org/W2884456965
- https://openalex.org/W2889612668
- https://openalex.org/W2894678423
- https://openalex.org/W2897778894
- https://openalex.org/W2899763402
- https://openalex.org/W2900678021
- https://openalex.org/W2902337388
- https://openalex.org/W2910637053
- https://openalex.org/W2913082887
- https://openalex.org/W2941715396
- https://openalex.org/W2941804350
- https://openalex.org/W2950379126
- https://openalex.org/W2951489899
- https://openalex.org/W2951867871
- https://openalex.org/W2952036549
- https://openalex.org/W2962807081
- https://openalex.org/W2962891057
- https://openalex.org/W2963879856
- https://openalex.org/W2969999718
- https://openalex.org/W2971639472
- https://openalex.org/W2973784445
- https://openalex.org/W2980255727
- https://openalex.org/W2980853015
- https://openalex.org/W2981497816
- https://openalex.org/W2986313074
- https://openalex.org/W2989244762
- https://openalex.org/W2997762504
- https://openalex.org/W3001294737
- https://openalex.org/W3006282561
- https://openalex.org/W3007234668
- https://openalex.org/W3011460730
- https://openalex.org/W3016615483
- https://openalex.org/W3017188240
- https://openalex.org/W3017342212
- https://openalex.org/W3022675730
- https://openalex.org/W3034959381
- https://openalex.org/W3035821483
- https://openalex.org/W3040709534
- https://openalex.org/W3042868137
- https://openalex.org/W3043763415
- https://openalex.org/W3044108063
- https://openalex.org/W3044280855
- https://openalex.org/W3044819187
- https://openalex.org/W3081848343
- https://openalex.org/W3087010331
- https://openalex.org/W3087048797
- https://openalex.org/W3091826200
- https://openalex.org/W3093080949
- https://openalex.org/W3103379319
- https://openalex.org/W3112195536
- https://openalex.org/W3121303812
- https://openalex.org/W3126071033
- https://openalex.org/W3127627942
- https://openalex.org/W3131052818
- https://openalex.org/W3157831393
- https://openalex.org/W3158909845
- https://openalex.org/W3181248998
- https://openalex.org/W4211040899
- https://openalex.org/W4211085441
- https://openalex.org/W4213084745
- https://openalex.org/W4241589919
- https://openalex.org/W4256250259
- https://openalex.org/W429013834
- https://openalex.org/W4299541734
- https://openalex.org/W4301481125
- https://openalex.org/W789166062