В статье авторы пытаются определить взаимосвязь бактерий и нематод, поражающих растения.
Ключевые слова: актинобактерии, протеобактерии, микробиом, МАЛДИ, ген 16S рРНК, Всероссийская коллекция микроорганизмов, нематоды.
C точки зрения разнообразия генофонда и значимости для поддержания гомеостаза биосферы планеты, микроорганизмы превосходят все другие формы жизни на Земле. Между тем, доля изученных видов микроорганизмов ничтожно мала. Актуальность исследования и сохранения биологического разнообразия микроорганизмов подчеркивается рядом правительственных и международных документов последних лет, принятых, в частности, в связи с Конвенцией по биологическому разнообразию. Микробные сообщества, тесно ассоциированные с растениями и животными, являются потенциально богатыми источниками новых видов и родов бактерий.
Выделение и определение актиномицетных сообществ из микробиомов животных актуально в связи с изучением их антибактериальных и прочих свойств, используемых в биотехнологии, включая разработку новых лекарств.
Фитогельминты являются наиболее патогенными для растений организмами. Ежегодно в результате поражения нематодами сельскохозяйственных растений погибает огромное количество ценных пищевых и кормовых культур. Паразитические нематоды снижают товарные качества продукции. Страдает также крупный и мелкий рогатый скот, поскольку происходят тяжелые отравления. Нематодные поражения можно наблюдать повсеместно, поскольку они способны поражать любое растение. Известно, что нематоды ассоциируют с микроорганизмами — грибами, вирусами, бактериями. Особенно часто встречаются организмы актиномицетной линии эволюции (актиномицеты) [1]. Они отличаются наиболее сложной организацией генома и фенотипа. Среди актиномицетов, ассоциированных с нематодами, наиболее изученными являются коринеформные организмы семейства Microbacteriaceae. Бактерии переносятся на хозяйские растения нематодами рода Anguina и могут заселять растительные галлы, индуцированные ангвинами на хозяйских растениях. Детальное изучение этих ассоциаций поможет установить причину образования галлов и поражения растений [2].
В процессе работы проводились экспериментальные исследования по изучению микробного состава образцов пораженных нематодам растений. Примеры пораженных растений изображены на рис.1.
Рис.1. Растения с признаками нематодного поражения
Были выделены чистые культуры микроорганизмов, определены культуральные признаки и проведена идентификация методами MALDI-TOF и анализа нуклеотидной последовательности гена 16S рРНК. Объектом служили образцы растений с признаками нематодного поражения. Использованные среды: среда для выделения геодерматофилов, среда для выделения метилотрофов, среда R2A, среда с добавлением солода, среда YIM 47, среда Soy. Они были максимально очищены от растительных остатков и гомогенизированы. После культивирования на плотной питательной среде, были изучены морфологические и культуральные свойства. Результаты культивирования изображены на рисунке 2.
Рис.2. Результаты культивирования на плотной питательной среде
По результатам MALDI удалось идентифицировать роды Rhodococcus, Rathayibacter, Artrobacter, Frigoribacterium, Microbacterium и Clavibacter, относящиеся к классу Actinobacteria. Штаммы класса Actinobacteria составляют 56 % из общего количества выделенных изолятов из образцов галлов, пораженных нематодами растений Москвы и Московской области. Роды Pseudomonas, Xanthomonas, Methylobacterium, Pantoea из класса гамма-протеобактерии и род Rhizobium из альфапротеобактерий. Филогенетический анализ проводили в программе MEGA. Для анализа использовали нуклеотидные последовательности генов 16S рРНК типовых штаммов известных видов рода Curtobacterium, депонированные в GenBank. Сходство генов 16S рРНК определяли с помощью ресурсов и алгоритмов, имеющихся на сайте EzBioCloud.
Литература:
- Чижов В. Н. Фитопаразитические нематоды России. М., 2012. 293 с
- Manaia M., Nogales B., Nunes O. Hydromonas duriensis gen. nov., sp. nov., isolated from freshwater // Systematic and Evolutionary Microbiology. 2015. № 65. P. 4134–4139.
