Budding yeasts (subphylum Saccharomycotina) are found in every biome and are as genetically diverse as plants or animals. To understand budding yeast evolution, we analyzed the genomes of 332 yeast species, including 220 newly sequenced ones, which represent nearly one-third of all known budding yeast diversity. Here, we establish a robust genus-level phylogeny comprising 12 major clades, infer the timescale of diversification from the Devonian period to the present, quantify horizontal gene transfer (HGT), and reconstruct the evolution of 45 metabolic traits and the metabolic toolkit of the budding yeast common ancestor (BYCA). We infer that BYCA was metabolically complex and chronicle the tempo and mode of genomic and phenotypic evolution across the subphylum, which is characterized by very low HGT levels and widespread losses of traits and the genes that control them. More generally, our results argue that reductive evolution is a major mode of evolutionary diversification.

Abstract Converting waste into high-value products promotes sustainability by reducing waste and creating new revenue streams. This study investigates the potential of diverse yeasts for microbial oil production by utilizing short-chain fatty acids (SCFAs) that can be produced from organic waste and focuses on identifying strains with the best SCFA utilisation, tolerance and lipid production. A collection of 1434 yeast strains was cultivated with SCFAs as the sole carbon source. Eleven strains emerged as candidates with promising growth rates and high lipid accumulation. Subsequent fermentation experiments in liquid SCFA-rich media, which focused on optimizing lipid accumulation by adjusting the carbon to nitrogen (C/N) ratio, showed an increase in lipid content at a C/N ratio of 200:1, but with a concurrent reduction in biomass. Two strains were characterized by their superior ability to produce lipids compared to the reference strain Yarrowia lipolytica CECT124: Y. lipolytica EXF-17398 and Pichia manshurica EXF-7849. Characterization of these two strains indicated that they exhibit a biotechnologically relevant balance between maximizing lipid yield and maintaining growth at high SCFA concentrations. These results emphasize the potential of using SCFAs as a sustainable feedstock for oleochemical production, offering a dual benefit of waste valorisation and microbial oil production.

The global diversity of fungi has been estimated between 2 to 11 million species, of which only about 155 000 have been named. Most fungi are invisible to the unaided eye, but they represent a major component of biodiversity on our planet, and play essential ecological roles, supporting life as we know it. Although approximately 20 000 fungal genera are presently recognised, the ecology of most remains undetermined. Despite all this diversity, the mycological community actively researches some fungal genera more commonly than others. This poses an interesting question: why have some fungal genera impacted mycology and related fields more than others? To address this issue, we conducted a bibliometric analysis to identify the top 100 most cited fungal genera. A thorough database search of the Web of Science, Google Scholar, and PubMed was performed to establish which genera are most cited. The most cited 10 genera are

Organisms exhibit extensive variation in ecological niche breadth, from very narrow (specialists) to very broad (generalists). Paradigms proposed to explain this variation either invoke trade-offs between performance efficiency and breadth or underlying intrinsic or extrinsic factors. We assembled genomic (1,154 yeast strains from 1,049 species), metabolic (quantitative measures of growth of 843 species in 24 conditions), and ecological (environmental ontology of 1,088 species) data from nearly all known species of the ancient fungal subphylum Saccharomycotina to examine niche breadth evolution. We found large interspecific differences in carbon breadth stem from intrinsic differences in genes encoding specific metabolic pathways but no evidence of trade-offs and a limited role of extrinsic ecological factors. These comprehensive data argue that intrinsic factors driving microbial niche breadth variation.

Cell cycle checkpoints and DNA repair processes protect organisms from potentially lethal mutational damage. Compared to other budding yeasts in the subphylum Saccharomycotina, we noticed that a lineage in the genus Hanseniaspora exhibited very high evolutionary rates, low GC content, small genome sizes, and lower gene numbers. To better understand Hanseniaspora evolution, we analyzed 25 genomes, including 11 newly sequenced, representing 18 / 21 known species in the genus. Our phylogenomic analyses identify two Hanseniaspora lineages, the fast-evolving lineage (FEL), which began diversifying ~87 million years ago (mya), and the slow-evolving lineage (SEL), which began diversifying ~54 mya. Remarkably, both lineages lost genes associated with the cell cycle and genome integrity, but these losses were greater in the FEL. For example, all species lost the cell cycle regulator WHI5, and the FEL lost components of the spindle checkpoint pathway (e.g., MAD1, MAD2) and DNA damage checkpoint pathway (e.g., MEC3, RAD9). Similarly, both lineages lost genes involved in DNA repair pathways, including the DNA glycosylase gene MAG1, which is part of the base excision repair pathway, and the DNA photolyase gene PHR1, which is involved in pyrimidine dimer repair. Strikingly, the FEL lost 33 additional genes, including polymerases (i.e., POL4 and POL32) and telomere-associated genes (e.g., RIF1, RFA3, CDC13, PBP2). Echoing these losses, molecular evolutionary analyses reveal that, compared to the SEL, the FEL stem lineage underwent a burst of accelerated evolution, which resulted in greater mutational loads, homopolymer instabilities, and higher fractions of mutations associated with the common endogenously damaged base, 8-oxoguanine. We conclude that Hanseniaspora is an ancient lineage that has diversified and thrived, despite lacking many otherwise highly conserved cell cycle and genome integrity genes and pathways, and may represent a novel system for studying cellular life without them.