Preview

Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наук

Расширенный поиск

Характеристика генов, определяющих фитопатогенные, фитостимулирующие и антимикробные свойства бактерии Pseudomonas amygdali pv. lachrymans 8 – возбудителя угловатой пятнистости листьев огурца

https://doi.org/10.29235/1029-8940-2025-70-3-224-238

Аннотация

В статье приведена информация о генетических детерминантах, продукты которых лежат как в основе патогенеза, так и в основе механизма стимулирования роста и развития растений бактериями Pseudomonas amygdali pv. lachrymans 8. В частности, в пределах генома штамма 8 выявлены гены, предположительно ответственные за проявление фитопатогенных свойств, кодирующие синтез липополисахаридов, компонентов систем секреции, ферментов, разрушающих клеточную стенку растений, жгутикового аппарата и системы хемотаксиса. Также у бактерий штамма 8 присутствуют генетические детерминанты, продукты которых способны положительно воздействовать на растения: гены биосинтеза 1-аминоциклопропан-1-карбоксилатдезаминазы, триптофана и антранилата, рибофлавина (витамина B2), а также гены, продукты которых определяют солюбилизацию неорганических фосфатов. В геноме штамма P. amygdali pv. lachrymans 8 обнаружено 12 локусов, ответственных за синтез вторичных метаболитов (нерибосомных пептидов, циановодорода, фурана, арилполиена, N-ацетилглутаминилглутаминамида, гомосеринлактона и пиовердина), которые способны предотвращать воздействие иных фитопатогенных микроорганизмов либо обеспечивать реакцию на стрессовые воздействия.

Об авторах

А. А. Муратова
Институт микробиологии Национальной академии наук Беларуси
Беларусь

Муратова Анна Алексеевна – канд. биол. наук, ст. науч. сотрудник

ул. Академика Купревича, 2, 220084, г. Минск



А. Э. Охремчук
Институт микробиологии Национальной академии наук Беларуси
Беларусь

Охремчук Артур Эдуардович – науч. сотрудник

ул. Академика Купревича, 2, 220084, г. Минск



Л. Н. Валентович
Институт микробиологии Национальной академии наук Беларуси
Беларусь

Валентович Леонид Николаевич – канд. биол. наук, доцент, заведующий лабораторией

ул. Академика Купревича, 2, 220084, г. Минск



Список литературы

1. Муратова, А. А. Особенности структурно-функциональной организации генома бактерии Pseudomonas amygdali pv. lachrymans 8 – возбудителя угловатой пятнистости листьев огурца / А. А. Муратова, А. Э. Охремчук, Л. Н. Валентович // Весці Нацыянальнай aкадэміі навук Беларусі. Серыя біялагічных навук. – 2025. – Т. 70, № 2. – С. 135–145. https://doi.org/10.29235/1029-8940-2025-70-2-135-145

2. Genome-based evolutionary history of Pseudomonas spp / C. Hesse, F. Schulz, C. T. Bull [et al.] // Environmental Microbiology. – 2018. – Vol. 20, N 6. – P. 2142–2159. https://doi.org/10.1111/1462-2920.14130

3. PSORTb 3.0: improved protein subcellular localization prediction with refined localization subcategories and predictive capabilities for all prokaryotes / N. Y. Yu, J. R. Wagner, M. R. Laird [et al.] // Bioinformatics. – 2010. – Vol. 26, N 13. – P. 1608–1615. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btq249

4. antiSMASH 7.0: new and improved predictions for detection, regulation, chemical structures and visualisation / K. Blin, S. Shaw, H. E. Augustijn [et al.] // Nucleic Acids Research. – 2023. – Vol. 51, N W1. – P. W46–W50. https://doi.org/10.1093/nar/gkad344

5. Comparative genomic analysis of Pseudomonas amygdali pv. lachrymans NM002: Insights into its potential virulence genes and putative invasion determinants / L. Li, L. Yuan, Y. Shi [et al.] // Genomics. – 2019. – Vol. 111, N 6. – P. 1493–1503. https://doi.org/10.1016/j.ygeno.2018.10.004

6. Nikolaichik, Y. SigmoID: a user-friendly tool for improving bacterial genome annotation through analysis of transcription control signals / Y. Nikolaichik, A. U. Damienikan // PeerJ. – 2016. – Vol. 4. – Art. e2056. https://doi.org/10.7717/peerj.2056

7. Global Analysis of the HrpL Regulon in the Plant Pathogen Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 Reveals New Regulon Members with Diverse Functions / H. N. Lam, S. Chakravarthy, H.-L. Wei [et al.] // PLoS One. – 2014. – Vol. 9, N 8. – P. e106115. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0106115

8. Chang, J. H. The ABCs and 123s of bacterial secretion systems in plant pathogenesis / J. H. Chang, D. Desveaux, A. L. Creason // Annual Review of Phytopathology. – 2014. – Vol. 52. – P. 317–345. https://doi.org/10.1146/annurev-phyto-011014-015624

9. van der Hoorn, R. A. L. From Guard to Decoy: A New Model for Perception of Plant Pathogen Effectors / R. A. L. van der Hoorn, S. Kamoun // The Plant Cell. – 2008. – Vol. 20, N 8. – P. 2009–2017. https://doi.org/10.1105/tpc.108.060194

10. Hung, N. B. An effector gene hopA1 influences on virulence, host specificity, and lifestyles of Pseudomonas cichorii JBC1 / N. B. Hung, G. Ramkumar, Y. H. Lee // Res Microbiol. – 2014. – Vol. 165, N 8. – P. 620–629. https://doi.org/10.1016/j.resmic.2014.08.001

11. Jelenska, J. Pseudomonas syringae hijacks plant stress chaperone machinery for virulence / J. Jelenska, J. A. van Hal, J. T. Greenberg // Proceedings of the National Academy of Sciences. – 2010. – Vol. 107, N 29. – P. 13177–13182. https://doi.org/10.1073/pnas.0910943107

12. Jha, G. Bacterial type two secretion system secreted proteins: double-edged swords for plant pathogens / G. Jha, R. Rajeshwari, R. V. Sonti // Molecular Plant-Microbe Interactions. – 2005. – Vol. 18, N 9. – P. 891–898. https://doi.org/10.1094/mpmi-18-0891

13. Type IV secretion systems: Advances in structure, function, and activation / T. R. D. Costa, L. Harb, P. Khara [et al.] // Molecular Microbiology. – 2021. – Vol. 115, N 3. – P. 436–452. https://doi.org/10.1111/mmi.14670

14. Juhas, M. Type IV secretion systems and genomic islands-mediated horizontal gene transfer in Pseudomonas and Haemophilus / M. Juhas // Microbiological Research. – 2015. – Vol. 170. – P. 10–17. https://doi.org/10.1016/j.micres.2014.06.007

15. Li, J. Bacterial ice nucleation and its potential application in the food industry / J. Li, T.-Ch. Lee // Trends in Food Science & Technology. – 1995. – Vol. 6, N 8. – P. 259–265. https://doi.org/10.1016/s0924-2244(00)89110-4

16. Enhanced annotations and features for comparing thousands of Pseudomonas genomes in the Pseudomonas genome database / G. L. Winsor, E. J. Griffiths, R. Lo [et al.] // Nucleic Acids Research. – 2016. – Vol. 44, N D1. – P. D646–653. https://doi.org/10.1093/nar/gkv1227

17. Functional Interaction between the Cytoplasmic ABC Protein LptB and the Inner Membrane LptC Protein, Com- ponents of the Lipopolysaccharide Transport Machinery in Escherichia coli / A. M. Martorana, M. Benedet, E. A. Maccagni [et al.] // Journal of Bacteriology. – 2016. – Vol. 198, N 16. – P. 2192–2203. https://doi.org/10.1128/jb.00329-16

18. Panopoulos, N. J. Role of Flagellar Motility in the Invasion of Bean Leaves by Pseudomonas phaseolicola / N. J. Panopoulos // Phytopathology. – 1974. – Vol. 64, N 11. – P. 1389–1397. https://doi.org/10.1094/phyto-64-1389

19. Elucidation of the functional role of flagella in virulence and ecological traits of Pseudomonas cichorii using flagella absence (ΔfliJ) and deficiency (ΔfliI) mutants / N. B. Hung, G. Ramkumar, D. Bhattacharyya, Y. H. Lee // Research in Microbiology. – 2016. – Vol. 167, N 4. – P. 262–271. https://doi.org/10.1016/j.resmic.2016.01.006

20. Chemoperception of Specific Amino Acids Controls Phytopathogenicity in Pseudomonas syringae pv. tomato / J. P. Cerna-Vargas, S. Santamaría-Hernando, M. A. Matilla [et al.] // mBio. – 2019. – Vol. 10, N 5. – P. e01868-19. https://doi.org/10.1128/mBio.01868-19

21. Requirement of chemotaxis and aerotaxis in host tobacco infection by Pseudomonas syringae pv. tabaci 6605 / Y. Ichinose, Y. Watanabe, S. A. Tumewu [et al.] // Physiological and Molecular Plant Pathology. – 2023. – Vol. 124. – Art. 101970. https://doi.org/10.1016/j.pmpp.2023.101970

22. A Look at Plant-Growth-Promoting Bacteria / L. J. Gómez-Godínez, J. L. Aguirre-Noyola, E. Martínez-Romero [et al.] // Plants. – 2023. – Vol. 12, N 8. – Art. 1668. https://doi.org/10.3390/plants12081668

23. Gontia-Mishra, I. Recent developments in use of 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) deaminase for conferring tolerance to biotic and abiotic stress / I. Gontia-Mishra, S. Sasidharan, S. Tiwari // Biotechnology Letters. – 2014. – Vol. 36, N 5. – P. 889–898. https://doi.org/10.1007/s10529-014-1458-9

24. Whole Genome Analysis of Sugarcane Root-Associated Endophyte Pseudomonas aeruginosa B18-A Plant GrowthPromoting Bacterium With Antagonistic Potential Against Sporisorium scitamineum / P. Singh, R. K. Singh, D.-J. Guo [et al.] // Frontiers in Microbiology. – 2021. – Vol. 12. – Art. 628376. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.628376

25. The regulatory role of riboflavin in the drought tolerance of tobacco plants depends on ROS production / B. Deng, X. Jin, Y. Yang [et al.] // Plant Growth Regulation. – 2014. – Vol. 72, N 3. – P. 269–277. https://doi.org/10.1007/s10725-013-9858-8

26. Pyrroloquinoline Quinone Is a Plant Growth Promotion Factor Produced by Pseudomonas fluorescens B16 / O. Choi, J. Kim, J.-G. Kim [et al.] // Plant Physiology. – 2008. – Vol. 146, N 2. – С. 323–324. https://doi.org/10.1104/pp.107.112748

27. Thiemer, B. Cloning and characterization of a gene cluster involved in tetrahydrofuran degradation in Pseudonocardia sp. strain K1 / B. Thiemer, J. R. Andreesen, T. Schräder // Archives of Microbiology. – 2003. – Vol. 179, N 4. – P. 266–277. https://doi.org/10.1007/s00203-003-0526-7

28. Role of cyanide production by Pseudomonas fluorescens CHA0 in the suppression of root-knot nematode, Meloidogyne javanica in tomato / I. A. Siddiqui, S. Sh. Shaukat, I. H. Sheikh, A. Khan // World Journal of Microbiology and Biotechnology. – 2006. – Vol. 22, N 6. – P. 641–650. https://doi.org/10.1007/s11274-005-9084-2

29. Ramette, A. Prevalence of fluorescent pseudomonads producing antifungal phloroglucinols and/or hydrogen cyanide in soils naturally suppressive or conducive to tobacco black root rot / A. Ramette, Y. Moënne-Loccoz, G. Défago // FEMS Microbiology Ecology. – 2003. – Vol. 44, N 1. – P. 35–43. https://doi.org/10.1111/j.1574-6941.2003.tb01088.x

30. Insights into secondary metabolism from a global analysis of prokaryotic biosynthetic gene clusters / P. Cimermancic, M. H. Medema, J. Claesen [et al.] // Cell. – 2014. – Vol. 158, N 2. – P. 412–421. https://doi.org/10.1016/j.cell.2014.06.034

31. D’Souza-Ault, M. R. Roles of N-acetylglutaminylglutamine amide and glycine betaine in adaptation of Pseudomonas aeruginosa to osmotic stress / M. R. D’Souza-Ault, L. T. Smith, G. M. Smith // Applied and Environmental Microbiology. – 1993. – Vol. 59, N 2. – P. 473–478. https://doi.org/10.1128/aem.59.2.473-478.1993

32. Structure, Biosynthesis, and Biological Activity of the Cyclic Lipopeptide Anikasin / S. Götze, R. Herbst-Irmer, M. Klapper [et al.] // ACS Chemical Biology. – 2017. – Vol. 12, N 10. – P. 2498–2502. https://doi.org/10.1021/acschembio.7b00589

33. Haas, D. Biological control of soil-borne pathogens by fluorescent pseudomonads / D. Haas, G. Défago // Nature Reviews Microbiology. – 2005. – Vol. 3, N 4. – P. 307–319. https://doi.org/10.1038/nrmicro1129

34. Rational construction of genome-reduced Burkholderiales chassis facilitates efficient heterologous production of natural products from proteobacteria / J. Liu, H. Zhou, Zh. Yang [et al.] // Nature Communications. – 2021. – Vol. 12, N 1. – Art. 4347. doi.org/10.1038/s41467-021-24645-0

35. N-Acyl Homoserine Lactone Analog Modulators of the Pseudomonas aeruginosa Rhll Quorum Sensing Signal Synthase / D. Shin, Ch. Gorgulla, M. E. Boursier [et al.] // ACS Chemical Biology. – 2019. – Vol. 14, N 10. – P. 2305–2314. https://doi.org/10.1021/acschembio.9b00671

36. Ayoub, A. T. Computational Prediction of the Mode of Binding of Antitumor Lankacidin C to Tubulin / A. T. Ayoub, M. A. Elrefaiy, K. Arakawa // ACS Omega. – 2019. – Vol. 4, N 2. – P. 4461–4471. https://doi.org/10.1021/acsomega.8b03470

37. Biosynthesis of fragin is controlled by a novel quorum sensing signal / Ch. Jenul, S. Sieber, Ch. Daeppen [et al.] // Nature Communications. – 2018. – Vol. 9, N 1. – Art. 1297. https://doi.org/10.1038/s41467-018-03690-2

38. Plant–phytopathogen interactions: bacterial responses to environmental and plant stimuli / S. Leonard, F. Hommais, W. Nasser, S. Reverchon // Environmental Microbiology. – 2017. – Vol. 19, N 5. – P. 1689–1716. https://doi.org/10.1111/14622920.13611


Рецензия

Просмотров: 15


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1029-8940 (Print)
ISSN 2524-230X (Online)