Biomics

Плазмиды представляют собой отдельные генетические элементы, которые способны к автономной репликации в бактериальной клетке. Данные структуры активно используются для генетической модификации различных микроорганизмов. Искусственное привнесение рекомбинантных плазмид оказывает дополнительную метаболическую нагрузку у бактерии реципиента, что может приводить к потере генно-инженерной конструкции. Модификация клубеньковых бактерий с целью получения высокоэффективных азотфиксирующих штаммов представляет большой интерес. Тем не менее, данных по стабильности наследования искусственных векторов среди рекомбинантных штаммов ризобий не так много. В данной работе была проведена оценка стабильного наследования вектора pJN105ParaBAD клубеньковыми бактериями трех основных родов: Rhizobium, Sinorhizobium (Ensifer) и Mesorhizobium. Показано, что устойчивость наследования рекомбинантных плазмид в исследуемых штаммах зависела от их таксономического положения. Медленнее всего потеря плазмид наблюдалась у бактерий рода Ensifer. Напротив, быстрая элиминация вектора была отмечена у бактерий рода Mesorhizobium.

клубеньковые бактерии, элиминация плазмид, антибиотик, вектор

1. Баймиев Ан .Х, Гуменко Р.С., Владимирова А.А., Акимова Е.С., Вершинина З.Р., Баймиев Ал.Х. Искусственная активация экспрессии nif-генов у клубеньковых бактерий ex planta // Экологическая генетика. 2019. T. 17(2). С. 35‒42. doi: https://doi.org/10.17816/ecogen17235-42 

2. Владимирова А.А., Гуменко Р.С., Акимова Е.С., Баймиев Ан.Х., Баймиев Ал.Х. Функциональная специфичность продукта гена nifA в пределах группы клубеньковых бактерий // Микробиология. 2021. Т. 90(4). С. 471‒479. doi: https://doi.org/10.31857/S0026365621040194 

3. Воробьев A.A., Лапина Г.Ф. Стабильность плазмидных векторов в рекомбинантных микроорганизмах // Биотехнология. 1988. Т. 4(4). C. 433‒441.

4. Иванова Е.С., Гуменко Р.С., Баймиев Ан.Х. Искусственная регуляция генов, кодирующих белки    нитрогеназного        комплекса ризобиальных бактерий // Вестник Оренбургского    государственного университета. 2014. Т. 174(13). С. 36‒39.

5. Colombi E., Perry B.J., Sullivan J.T., Bekuma A.A., Terpolilli J.J., Ronson C.W., Ramsay J.P. Comparative analysis of integrative and conjugative mobile genetic elements in the genus Mesorhizobium // Microbical Genomics. 2021. V.    7(10).    P.    000657.    doi: https://doi.org/10.1099/mgen.0.000657 

6. Dreyfus B., Garcia J.L., Gillis M. Characterization of Azorhizobium caulinodans gen. nov., sp. nov., a stem-nodulating nitrogen-fixing bacterium isolated from Sesbania rostrata // International Journal of Systematic Bacteriology. 1988. V. 38(1). P. 89–98. doi: https://doi.org/10.1099/00207713-38-1-89  

7. Dreyfus B.L., Elmerich C., Dommergues Y. Free-living Rhizobium strain able to grow on N2 as the sole nitrogen source // Applied and Environmental Microbiology. 1983. V. 45(2). P. 711‒713. doi: https://doi.org/10.1128/AEM.45.2.711-713.1983

8. López-Guerrero M.G., Ormeño-Orrillo E., Acosta J.L., Mendoza-Vargas A., Rogel M.A., Ramírez M.A., Rosenblueth M., Martínez- Romero J., Martínez-Romero E. Rhizobial extrachromosomal replicon variability, stability and expression in natural niches // Plasmid. 2012. V.    68(3).    P.    149‒158.    doi: https://doi.org/10.1016/j.plasmid.2012.07.002 

9. Ma L., Zhang G., Doyle M.P. Green fluorescent protein labeling of Listeria, Salmonella, and Escherichia coli O157:H7 for safety-related studies // PloS one. 2011. V. 6(4). P. e18083. doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0018083 

10. Million-Weaver S., Camps M. Mechanisms of plasmid segregation: have multicopy plasmids been overlooked? // Plasmid. 2014. V. 75. P. 27– 36. doi: https://doi.org/10.1016/j.plasmid.2014.07.002

11. Peloquin J.J. Kuzina L., Lauzon C.R., Miller T.A. Transformation of internal extracellular bacteria isolated from Rhagoletis completa Cresson gut with enhanced green fluorescent protein // Current microbiology. 2000. V. 40(6). P. 367‒371. doi: https://doi.org/10.1007/s002840010072

12. Terpolilli J.J., Masakapalli S.K., Karunakaran R., Webb I.U., Green R., Watmough N.J., Kruge, N.J., Ratcliffe R.G., Poole P.S. Lipogenesis and redox balance in nitrogen-fixing pea bacteroids // Journal of Bacteriology. 2016. V. 198. P. 2864‒2875. doi: https://doi.org/10.1128/JB.00451-1 

13. Weaver R.W., Wei G.R., Berryhill D.L. Stability of plasmids in Rhizobium phaseoli during culture // Soil Biology and Biochemistry. 1990. V. 22(4). P. 465‒469. doi: https://doi.org/10.1016/0038-0717(90)90179-4