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

Аннотация

В настоящей работе представлены результаты сборки и аннотации геномов облигатных симбиотических бактерий Buchnera aphidicola, ассоциированных с пятью видами тлей, а именно Acyrthosiphon caraganae, Aphis craccivora, Brevicoryne brassicae, Macrosiphum albifrons и Myzus persicae, распространёнными на территории Беларуси. Эти виды тлей являются вредителями пищевых и технических сельскохозяйственных растений, и растений, выполняющих орнаментальную функцию, что обусловливает актуальность исследования бактерий, обеспечивающих жизнеспособность насекомых. Целью исследования явилось 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-тлёй. 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 внимательного изучения, поскольку синтез триптофана является одной из важнейших функций B. aphidicola, как симбионта тлей. При наличии такого нарушения можно предположить, что эту функцию берёт 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, проведённое исследование расширяет существующие представления о геномной вариабельности и адаптациях B. aphidicola у различных видов тлей, и подчёркивает важность комплексного подхода к изучению симбиотических систем, включающего не только аннотирование геномов, но и анализ потенциальных функциональных взаимодействий между микробными симбионтами, что в перспективе позволит выявить механизмы устойчивости и адаптации фитофагов к различным экологическим условиям.