Оценка структурной адаптивности геномов штаммов клубеньковых бактерий, формирующих высокопродуктивные/стрессоустойчивые симбиотические системы с хозяйственно-ценными видами бобовых трав

Объектами исследования являлись геномы 26 штаммов Sinorhizobium meliloti, симбионтов люцерны и донника из генцентров разнообразия культурных растений, расположенного в предгорье Мугоджары, Казахстан (ПАГ) и в северном районе Большого Кавказского хребта (СКГ), а также 25 геномов штаммов альфапротеобактерий, относящихся к 18 родам четырех классов (α-, β- и γ-протеобактерии, а также актинобактерии). Цель исследования – оценить разнообразие структурных элементов генома (собственных и привнесенных в процессе горизонтального переноса) и их роль в формировании симбиотического потенциала и экологической адаптивности клубеньковых бактерий, формирующих высокопродуктивные/стрессоустойчивые симбиотические системы с хозяйственно-ценными видами кормовых трав семейства Бобовые. Проведено полногеномное секвенирование (Miseq (Illumina) и MinIon (Oxford Nanopore Technologies)), сборка, аннотация и анализ геномов 4 высокоэффективных штаммов S. meliloti. Анализ нуклеотидного полиморфизма и оценка филогенетического родства 14 генов S. meliloti, вовлеченных в первичный и вторичный ответ клетки на солевой стресс, выполнены с использованием MS Excel, PAST, Vector NTI 11.0, DnaSP v. 5.10.01, MEGA v. 10.0 и Muscle, Gblocks, IQ-TREE, что позволило впервые показать, что pSymA является важным репликоном не только для азотфиксирующей активности ризобий, но также играет важную роль в формировании генофонда, связанного с адаптивностью бактерий к стрессовым условиям. Впервые для S. meliloti, с использованием antiSMASH и BlastN, выявлены кластеры вторичных метаболитов, характерные для штаммов, контрастно различающихся по устойчивости к солевому стрессу, что представляет интерес для дальнейшего изучения в целях направленного редактирования геномов бактерий. Степень внедрения: отобрано два штамма S. meliloti, которые далее будут проходить испытания по симбиотическим свойствам и адаптивности к различным экологическим факторам в Географической сети опытов ФГБНУ ВНИИСХМ.