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

Целью исследования являлась оценка разнообразия 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. В работе использовали методы анализа геномной ДНК (ПЦР-ПДРФ, секвенирование) и in silico анализ нуклеотидных последовательностей исследуемых генов. В результате выполнения исследований были получены полногеномные последовательности штаммов, была выполнена сборка, аннотация и анализ геномов 4 высокоэффективных штаммов S. meliloti. Проведен анализ нуклеотидного полиморфизма и выполнена оценка филогенетического родства 14 генов S. meliloti, вовлеченных в первичный и вторичный ответ клетки на солевой стресс, и 21 симбиотического гена (nod/noe/nol), ответственных за процесс вирулентности и формирования клубеньков на корнях растений-хозяев рода Medicago, что позволило впервые показать, что мегаплазмида 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. В ходе выполнения рабочей программы были впервые получены системные данные о нуклеотидном полиморфизме 35 генов клубеньковых бактерий вида S. meliloti, вовлеченных в первичный и вторичный ответы бактериальной клетки на солевой стресс, и ответственных за формирование азотфиксирующих симбиотических систем; впервые получены данные об эволюционных путях формирования пула генов, вовлеченного в формирование стрессоустойчивости S. meliloti; впервые выявлены штаммоспецифичные аллели структурных и регуляторных генов, ответственных за устойчивость к стресс фактору (засоление) и симбиотическую активность. Сочетания выявленных аллелей генов будут использованы для экспресс-отбора симбиотически эффективных солеустойчивых штаммов S. meliloti, перспективных для производства биопрепаратов. Степень внедрения: отобрано шесть штаммов S. meliloti, которые далее будут проходить испытания по симбиотическим свойствам и адаптивности к различным экологическим факторам в Географической сети опытов ФГБНУ ВНИИСХМ.