Canonical sexual reproduction among basidiomycete fungi involves the fusion of two haploid individuals of different sexes, resulting in a heterokaryotic mycelial body made up of genetically different nuclei 1 . Using population genomics data, we discovered mushrooms of the deadly invasive Amanita phalloides are also homokaryotic, evidence of sexual reproduction by single individuals. In California, genotypes of homokaryotic mushrooms are also found in heterokaryotic mushrooms, implying nuclei of homokaryotic mycelia also promote outcrossing. We discovered death cap mating is controlled by a single mating-type locus ( A. phalloides is bipolar), but the development of homokaryotic mushrooms appears to bypass mating-type gene control. Ultimately, sporulation is enabled by nuclei able to reproduce alone as well as with others, and nuclei competent for both unisexuality and bisexuality have persisted in invaded habitats for at least 17 but potentially as long as 30 years. The diverse reproductive strategies of invasive death caps are likely facilitating its rapid spread, revealing a profound similarity between plant, animal and fungal invasions 2,3 .

Abstract A frequently ignored but critical aspect of microbial dispersal is survival in the atmosphere. We exposed spores of two closely related, morphologically dissimilar, and economically important fungal pathogens to typical atmospheric environments and modeled their movement in the troposphere. We first measured the mortality of Alternaria solani and A. alternata conidia exposed to ranges of solar radiation, relative humidity, and temperature. We then measured survival in an advantageous environment over 12 days. A. solani conidia are nearly 10 times larger than A. alternata conidia and most die after 24 hours. By contrast, over half of A. alternata conidia remained viable at 12 days. The greater viability of the smaller spores is counterintuitive as larger spores are assumed to be more durable. To elucidate the consequences of survival rates for dispersal, we deployed models of atmospheric spore movement across North American. We predict 99% of the larger A. solani conidia settle within 24 hours, with a maximum dispersal distance of 100 km. By contrast, most A. alternata conidia remain airborne for more than 12 days and long-distance dispersal is possible, e.g., from Wisconsin to the Atlantic Ocean. We observe that the larger conidia of A. solani survive poorly but also land sooner and move over shorter distances as compared to the smaller conidia of A. alternata . Our data relating larger spore size to poorer survival in the atmosphere and shorter distances travelled likely translate to other fungal species and highlight the potential for starkly different dispersal dynamics among even closely related fungi.

The ectomycorrhizal death cap Amanita phalloides is native to Europe but invasive in North America. To understand whether the fungus spreads underground using hyphae, or above ground using sexual spores, we mapped and genotyped sporocarps from European and American populations. Larger genetic individuals (genets) would suggest spread mediated by vegetative growth, while many small genets would suggest dispersal mediated by spores. To test whether genets are ephemeral or persistent, we also sampled from the same invasive populations over time. We mapped 13 European and American populations between 2004-2007 and characterized each using amplified fragment length polymorphisms (AFLP). In 2014 and 2015, we resampled populations in California and added three new European populations. These populations and a subset of the specimens originally collected in 2004 were characterized using whole genome sequencing. In every population and across all time points, sporocarps resolve into small, apparently short-lived genets. Sporocarps nearer each other are more closely related, suggesting spores land and germinate near parent sporocarps. A. phalloides uses spores to move across landscapes. Spores travel very short distances and individuals appear ephemeral. The death cap's life history suggests yearly sporocarp removal as a strategy for control of this deadly fungus.

Abstract Populations of the entomopathogenic fungus Batkoa major were analyzed using sequences of four genomic regions and evaluated in relation to their genetic diversity, insect hosts and collection site. This entomophthoralean pathogen killed numerous insect species from 23 families and five orders in two remote locations during 2019. The host list of this biotrophic pathogen contains flies, true bugs, butterflies and moths, beetles, and barkflies. Among the infected bugs (Order Hemiptera), the spotted lanternfly ( Lycorma delicatula ) is a new invasive planthopper pest of various woody plants that was introduced to the USA from Eastern Asia. A high degree of clonality occurred in the studied populations and high gene flow was revealed using four molecular loci for the analysis of population structure. We did not detect any segregation in the population regarding host affiliation (by family or order), or collection site. This is the first description of population structure of a biotrophic fungus-generalist in the entomopathogenic Order Entomophthorales. This analysis aimed to better understand the potential populations of entomopathogen-generalists infecting emerging invasive hosts in new ecosystems.