Les herbivores peuvent avoir un accès indirect au carbone récalcitrant présent dans les parois des cellules végétales grâce à des associations symbiotiques avec des microbes lignocellulolytiques. Un exemple paradigmatique est la fourmi coupeuse de feuilles (Tribu : Attini), qui utilise des feuilles fraîches pour cultiver un champignon pour se nourrir dans des jardins spécialisés. En utilisant une combinaison d'analyses de la composition du sucre, de la métagénomique et du séquençage du génome entier, nous révélons que le microbiome du champignon de jardin des fourmis coupeuses de feuilles est composé d'une communauté diversifiée de bactéries ayant une capacité élevée de dégradation de la biomasse végétale. La comparaison du profil enzymatique prédit de dégradation des glucides de ce microbiome avec d'autres métagénomes montre une similitude plus étroite avec le rumen bovin, indiquant une convergence évolutive du potentiel de dégradation de la biomasse végétale entre deux animaux herbivores importants. La caractérisation génomique et physiologique de deux bactéries dominantes dans le microbiome fongique du jardin fournit des preuves de leur capacité à dégrader la cellulose. Compte tenu de l'intérêt récent pour les biocarburants cellulosiques, comprendre comment la dégradation rapide et à grande échelle de la biomasse végétale se produit chez un insecte herbivore très évolué est particulièrement important pour la bioénergie.

Los herbívoros pueden obtener acceso indirecto al carbono recalcitrante presente en las paredes celulares de las plantas a través de asociaciones simbióticas con microbios lignocelulolíticos. Un ejemplo paradigmático es la hormiga cortadora de hojas (Tribu: Attini), que utiliza hojas frescas para cultivar un hongo como alimento en jardines especializados. Usando una combinación de análisis de composición de azúcar, metagenómica y secuenciación del genoma completo, revelamos que el microbioma del jardín de hongos de las hormigas cortadoras de hojas está compuesto por una comunidad diversa de bacterias con alta capacidad de degradación de la biomasa vegetal. La comparación del perfil enzimático de degradación de carbohidratos predicho de este microbioma con otros metagenomas muestra la mayor similitud con el rumen bovino, lo que indica una convergencia evolutiva del potencial de degradación de la biomasa vegetal entre dos animales herbívoros importantes. La caracterización genómica y fisiológica de dos bacterias dominantes en el microbioma del jardín de hongos proporciona evidencia de su capacidad para degradar la celulosa. Dado el reciente interés en los biocombustibles celulósicos, la comprensión de cómo se produce la degradación rápida y a gran escala de la biomasa vegetal en un insecto herbívoro altamente evolucionado es de particular relevancia para la bioenergía.

Herbivores can gain indirect access to recalcitrant carbon present in plant cell walls through symbiotic associations with lignocellulolytic microbes. A paradigmatic example is the leaf-cutter ant (Tribe: Attini), which uses fresh leaves to cultivate a fungus for food in specialized gardens. Using a combination of sugar composition analyses, metagenomics, and whole-genome sequencing, we reveal that the fungus garden microbiome of leaf-cutter ants is composed of a diverse community of bacteria with high plant biomass-degrading capacity. Comparison of this microbiome's predicted carbohydrate-degrading enzyme profile with other metagenomes shows closest similarity to the bovine rumen, indicating evolutionary convergence of plant biomass degrading potential between two important herbivorous animals. Genomic and physiological characterization of two dominant bacteria in the fungus garden microbiome provides evidence of their capacity to degrade cellulose. Given the recent interest in cellulosic biofuels, understanding how large-scale and rapid plant biomass degradation occurs in a highly evolved insect herbivore is of particular relevance for bioenergy.

يمكن للحيوانات العاشبة الوصول بشكل غير مباشر إلى الكربون المتمرد الموجود في جدران الخلايا النباتية من خلال الارتباطات التكافلية مع الميكروبات المحللة للخلايا. ومن الأمثلة النموذجية على ذلك نملة قطع الأوراق (القبيلة: أتيني)، التي تستخدم أوراقًا طازجة لزراعة فطر للطعام في الحدائق المتخصصة. باستخدام مزيج من تحليلات تركيبة السكر، وعلم الوراثة، وتسلسل الجينوم الكامل، نكشف أن ميكروبيوم حديقة الفطريات من النمل القاطع للأوراق يتكون من مجموعة متنوعة من البكتيريا ذات القدرة العالية على تحلل الكتلة الحيوية للنبات. تُظهر مقارنة ملف تعريف إنزيم تحلل الكربوهيدرات المتوقع لهذا الميكروبيوم مع الميتاجينومات الأخرى أقرب تشابه مع الكرش البقري، مما يشير إلى التقارب التطوري لإمكانات تحلل الكتلة الحيوية النباتية بين اثنين من الحيوانات العاشبة المهمة. يوفر التوصيف الجيني والفسيولوجي لبكتيريا مهيمنة في ميكروبيوم حديقة الفطريات دليلاً على قدرتها على تحلل السليلوز. بالنظر إلى الاهتمام الأخير بالوقود الحيوي السليولوزي، فإن فهم كيفية حدوث تدهور الكتلة الحيوية النباتية على نطاق واسع وسريع في الحيوانات العاشبة الحشرية المتطورة للغاية له أهمية خاصة بالنسبة للطاقة الحيوية.