Полиморфизм коровых и симбиотически специализированных генов у политипических видов клубеньковых бактерий

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Политипические виды клубеньковых бактерий Rhizobium leguminosarum (включает биовары viciae и trifolii) и Neorhizobium galegae (биовары orientalis и officinalis) различаются по нуклеотидному полиморфизму генов “домашнего хозяйства” (hkg) и симбиотически специализированных генов (sym), контролирующих образование N2-фиксирующих клубеньков у бобовых растений. У R. leguminosarum величины p-distance по sym-генам выше, чем по hkg-генам у штаммов, относящихся как к одному, так и к разным биоварам. У N. galegae различия между биоварами по sym-генам выше, чем по hkg-генам, однако у штаммов одного биовара полиморфизм sym-генов ниже, чем hkg-генов. Коэффициенты дифференциации биоваров по обеим группам генов выше у N. galegae, чем у R. leguminosarum, что может быть связано с пространственной изоляцией биоваров N. galegae. У данного вида ризобий конгруэнтность (сходство) филогений sym- и hkg-генов более выражена, чем у R. leguminosarum. Это указывает на активный перенос sym-генов в популяциях R. leguminosarum, который может быть важным фактором глубокой диверсификации этого вида ризобий по признакам симбиоза.

Об авторах

Н. А. Проворов

Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии

Автор, ответственный за переписку.
Email: provorovnik@yandex.ru
Россия, 196608, Санкт-Петербург

А. К. Кимеклис

Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии; Санкт-Петербургский государственный университет

Email: provorovnik@yandex.ru
Россия, 196608, Санкт-Петербург; Россия, 199034, Санкт-Петербург

Е. С. Карасев

Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии

Email: provorovnik@yandex.ru
Россия, 196608, Санкт-Петербург

С. Хосид

Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии

Email: provorovnik@yandex.ru
Россия, 196608, Санкт-Петербург

О. П. Онищук

Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии

Email: provorovnik@yandex.ru
Россия, 196608, Санкт-Петербург

О. Н. Курчак

Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии

Email: provorovnik@yandex.ru
Россия, 196608, Санкт-Петербург

Е. Е. Андронов

Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии; Почвенный институт им. В.В. Докучаева

Email: provorovnik@yandex.ru
Россия, 196608, Санкт-Петербург; Россия, 109017, Москва

Список литературы

  1. Young J.P., Crossman L.C., Johnston A.W.B. et al. The genome of Rhizobium leguminosarum has recognizable core and accessory components // Genome Biol. 2006. V. 7. https://doi.org/10.1186/gb-2006-7-4-r34
  2. Provorov N.A., Andronov E.E., Kimeklis A.K. et al. Microevolution, speciation and macroevolution in rhizobia: Genomic mechanisms and selective patterns // Front. Plant Sci. 2022. V. 13. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1026943
  3. Rogel M.A., Ormeño-Orrillo E., Martinez-Romero E. Symbiovars in rhizobia reflect bacterial adaptation to legumes // Syst. Appl. Microbiol. 2011. V. 34. № 2. P. 96–104. https://doi.org/10.1016/j.syapm.2010.11.015
  4. Карасев Е.С., Андронов Е.Е., Аксенова Т.С. и др. Эволюция ризобий козлятника (Neorhizobium galegae): анализ полиморфизма генов фиксации азота и развития клубеньков // Генетика. 2019. Т. 55. № 2. С. 234–238. https://doi.org/10.1134/S0016675819020085
  5. Кимеклис А.К., Кузнецова И.Г., Сазанова А.Л. и др. Дивергентная эволюция симбиотических бактерий: ризобии реликтового бобового Vavilovia formosa формируют обособленную группу в пределах вида Rhizobium leguminosarum bv. viciae // Генетика. 2018. Т. 54. № 7. С. 851–855. https://doi.org/10.1134/S0016675818070068
  6. Kimeklis A., Chirak E., Kuznetsova I. et al. Rhizobia isolated from the relict legume Vavilovia formosa represent a genetically specific group within Rhizobium leguminosarum biovar viciae // Genes. 2019. V. 10. https://doi.org/10.3390/genes10120991
  7. Saitou N., Nei M. The Neighbor-joining method: A new method for reconstructing phylogenetic trees // Mol. Biol. Evol. 1987. V. 4. № 4. P. 406–425. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.molbev.a040454
  8. Nei M., Kumar S. Molecular Evolution and Phylogenetics. N. Y.: Oxford Univ. Press, 2000. 248 p.
  9. Felsenstein J. Confidence limits on phylogenies: An approach using the bootstrap // Evolution. 1985. V. 39. № 4. P. 783–791. https://doi.org/10.1111/j.1558-5646.1985.tb00420
  10. Kumar S., Stecher G., Li M. et al. MEGA X: Molecular evolutionary genetics analysis across computing platforms // Mol. Biol. Evol. 2018. V. 35. № 6. P. 1547–1549. https://doi.org/10.1093/molbev/msy096
  11. Letunic I., Bork P. Interactive tree of life (iTOL) v5: An online tool for phylogenetic tree display and annotation // Nucl. Ac. Res. 2021. V. 47(W1). https://doi.org/10.1093/nar/gkz239
  12. Verity R., Nichols R. What is genetic differentiation, and how should we measure it – GST, D, neither or both? // Mol. Ecol. 2014. V. 23. № 17. P. 4216–4225. https://doi.org/10.1111/mec.12856
  13. Österman J., Marsh J., Laine P.K. et al. Genome sequencing of two Neorhizobium galegae strains reveals a noe T gene responsible for the unusual acetylation of the nodulation factors // BMC Genomics. 2014. V. 15. № 1. https://doi.org/10.1186/1471-2164-15-500
  14. Andronov E., Terefework Z., Roumiantseva M. et al. Symbiotic and genetic diversity of Rhizobium galegae isolates collected from the Galega orientalis gene center in the Caucasus // Appl. Environ. Microbiol. 2003. V. 69. № 2. P. 1067–1074.
  15. Beringer J.E., Brewin N.J., Johnston A.W.B. The genetic analysis of Rhizobium in relation to symbiotic nitrogen fixation // Heredity. 1980. V. 45. № 2. P. 161–186.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (428KB)
Метаданные

© Н.А. Проворов, А.К. Кимеклис, Е.С. Карасев, С. Хосид, О.П. Онищук, О.Н. Курчак, Е.Е. Андронов, 2023