Молекулярная характеристика пяти геномов Buchnera aphidicola – облигатного симбионта тлей фауны Беларуси

Abstract

В исследовании представлены результаты сборки и аннотации геномов облигатных симбиотических бактерий Buchnera aphidicola, ассоциированных с пятью видами тлей (Acyrthosiphon caraganae, Aphis craccivora, Brevicoryne brassicae, Macrosiphum albifrons и Myzus persicae), распространенных на территории Беларуси. Они являются вредителями пищевых и технических сельскохозяйственных растений, а также растений, выполняющих орнаментальную функцию, что обусловливает актуальность изучения бактерий, обеспечивающих жизнеспособность насекомых. Цель исследования – получение полногеномных последовательностей бактерий и проведение их сравнительного анализа для выявления структурных особенностей, степени сохранности генома и функциональных отклонений, способных повлиять на симбиотические отношения между B. aphidicola и хозяином-тлей. В результате анализа выявлено, что исследованные штаммы B. aphidicola обладают типичным «полным» геномом, однако, несмотря на общую консервативность геномов, анализ ортологов выявляет наличие различий в составе и целостности ряда генов между штаммами. Кроме того, показано, что ген trpE триптофановой плазмиды B. aphidicola из M. persicae и trpG в плазмиде штамма из A. craccivora имеют нарушения в рамке считывания, что требует дальнейшего изучения, поскольку синтез триптофана является одной из важнейших функций B. aphidicola как симбионта тлей. При наличии такого нарушения можно предположить, что эту функцию берет на себя один из вторичных симбионтов, что возможно, учитывая взаимодополняющее действие вторичных и первичных симбионтов в видах тлей, B. aphidicola которых имеет «малый» геном. Таким образом, проведенное исследование расширяет существующие представления о геномной вариабельности и адаптациях B. aphidicola у различных видов тлей и подчеркивает важность комплексного подхода к изучению симбиотических систем, включающего не только аннотирование геномов, но и анализ потенциальных функциональных взаимодействий между микробными симбионтами. Это в перспективе позволит выявить механизмы устойчивости и адаптации фитофагов к различным экологическим условиям.