Эндофиты стильбен-содержащих растений: от биоразнообразия к биотехнологии

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-74-10001

НазваниеЭндофиты стильбен-содержащих растений: от биоразнообразия к биотехнологии

Руководитель Алейнова Ольга Артуровна, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный научный центр Биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии» Дальневосточного отделения Российской академии наук , Приморский край

Конкурс №71 - Конкурс 2022 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-206 - Физиология и биохимия растений

Ключевые слова Виноград амурский, Vitis amurensis, виноград Куанье, Vitis coignetiae, горец остроконечный, Polygonum cuspidatum, ель аянская, Picea jezoensis, эндофитные бактерии, эндофитные грибы, биотический стресс, абиотический стресс, стильбены, резвератрол.

Код ГРНТИ62.00.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
В последние годы активно развивается направление, основанное на изучении влияния эндофитов растений и препаратов на их основе на устойчивость растений к биотическим и абиотическим стрессам, а также на урожайность растений и качество продукции, в том числе на содержание полезных для здоровья человека веществ. К эндофитам растений относят бактерии, археи, грибы и протисты, которые колонизируют внутреннюю часть растения независимо от исхода их ассоциации. Использование этих природных симбионтов дает возможность максимизировать урожайность и устойчивость растений к различному роду стрессов при одновременном снижении воздействия сельского хозяйства на окружающую среду. Эндофиты способствуют росту растений и повышению устойчивости к абиотическим и биотическим стрессам за счет фиксации азота, выработки фитогормонов, увеличивая скорость усвоения питательных веществ. Также некоторые микроорганизмы могут синтезировать биологически-активные вещества (БАВ) благоприятные для здоровья человека, поэтому исследование видового состава эндофитов растений может привести к созданию новых биологических систем по производству важных для фармацевтики БАВ. В данном проекте планируется изучить биоразнообразие эндофитных бактерий и грибов стильбен-содержащих растений, с целью создания биопрепаратов на основе эндофитов, способствующих устойчивости к абиотическим и биотическим стрессам, а также повышению урожайности и качества плодов сельскохозяйственно-важных культур растений. Стильбены – это небольшая группа природных фенольных соединений, основным и наиболее известным стильбеном является транс-резвератрол (3,5,4′-тригидрокси-транс-стильбен). Резвератрол способен предупреждать возникновение и развитие сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, оказывать антиаллергическое действие, замедлять процесс старения. Помимо полезных свойств для здоровья человека, установлено, что стильбены играют важную роль в защите растений от микробных патогенов. Стильбены встречаются в ряде растений неродственных семейств, таких как арахис (Fabaceae), сорго (Poaceae), черника (Ericaceae), горец (Polygonaceae), ель (Pinaceae), виноград (Vitaceae) и другие. Известно, что для промышленного производства резвератрол получают из корней горца остроконечного Polygonum cuspidatum, а ель Picea jezoensis и виноград Vitis amurensis являются лидерами по содержанию резвератрола среди растений. Поэтому для анализа эндофитного сообщества бактерий и грибов стильбен-содержащих растений были выбраны именно эти растения. Данных по биоразнообразию эндофитных бактерий и грибов, населяющих горец остроконечный практически нет. Есть несколько исследований, где было изучен биологический состав грибковых эндофитов горца. Также было показано, что эндофитные грибы (Penicillium sp.) и бактерии (Streptomyces sp.), выделенные из горца P. сuspidatum, способны биотрансформировать резвератрол до птеростильбена (транс-3,5-диметокси-4'-гидроксистильбена и 3,5,4-триметокси-транс-стильбена соответственно. Данная биотрансформация резвератрола изменяет его биологически активные свойства, что, возможно, является защитным механизмом эндофитов в защите от бактерицидных и фунгицидных свойств резвератрола. Ель аянская P. jezoensis является интересным объектом для исследования, так как данное растение содержит в большом количестве дубильные вещества и другие вторичных метаболиты, которые способны подавлять рост микроорганизмов. В настоящее время нет никаких данных по эндофитам, населяющим данное растение. Есть немного исследований посвященных эндофитному составу грибов сизой канадской ели и норвежской черной ели. Показано, что обработка эндофитным грибом ели Phialocephala scopiformis, выделенным из ели Picea glauca в восточной Канаде, продуцирующий ругулозин, подавляет размножение естественного паразита ели – дикого почкового червя Choristoneura fumiferana. Также было показано, что хвоя деревьев белой ели P. glauca и белой сосны Pinus strobus, зараженных токсигенными грибковыми эндофитами, содержит различные концентрации их вторичных метаболитов, которые токсичны либо для насекомых-вредителей, либо для патогенов игл ели. Таким образом изучение биоразнообразия эндофитных бактерий и грибов ели аянской P. jezoensis является новым и перспективным направлением исследований. Виноград является одной из самых востребованных и экономически важных агрокультур в мире. В свою очередь, это растение довольно сильно подвержено воздействию внешней среды и заболеваниям разной этиологии. В последнее время появляется большое количество работ, посвященных изучению биоразнообразия микробиологического сообщества, населяющего виноград. Изучают, какие именно микроорганизмы населяют разные части винограда V. vinifera, при помощи секвенирования метагенома исследуют разницу между составом микроорганизмов здоровых и больных растений, выявляют, какие микроорганизмы способны подавлять рост патогенных микроорганизмов. Кроме того, эндофитные грибы рода Alternaria и Xylaria, выделенные из винограда V. vinifera, содержат резвератрол и его производные. Недавно нашей группой при помощи метагеномного анализа и микробиологических высевов был изучен состав эндофитных бактерий и грибов винограда V. amurensis, растущего в диких условиях в окрестностях г. Владивостока. Виноград V. amurensis более устойчив к холоду и некоторым патогенам винограда, он также является лидером по содержанию стильбенов среди других видов винограда. Всего было высеяно порядка 930 штаммов бактерий и 214 штаммов грибов. Изоляты бактерий являлись представителями 36 родов. Наибольшее количество штаммов были представителями родов Erwinia, Pantoae и Pseudomonas. Эндофитные грибы винограда были представлены 25 родами, наибольшее количество представителей было родов Didymella, Cladosporium и Colletotrichum. Также нашей группой были обнаружены эндофиты Gordonia sp., Pestalotiopsis sp. и Biscogniauxia sp., способные синтезировать стильбены. Далее планируется проанализировать влияние выделенных эндофитов винограда на рост и устойчивость растений к абиотическим стрессам, а также оптимизировать условия по продукции стильбенов в обнаруженных штаммах эндофитов винограда. Поэтому дальнейшее развитие темы по изучению биоразнообразия эндофитных бактерий и грибов винограда амурского является интересным и перспективным направлением. Кроме того, вид винограда Куанье Vitis coignetiae произрастающий на территории о. Сахалин, также является интересным объектом для исследований биоразнообразия эндофитов, поскольку виноград Куанье содержит отличный от V. vinifera и V. amurensis спектр стильбенов, а также географическое расположения данного вида, возможно, будет характеризоваться нетипичным для винограда составом эндофитных бактерий и грибов. Таким образом, основной целью данного проекта является изучение эндофитного сообщества стильбен-содержащих растений (горца P. cuspidatum, ели P. jezoensis и виноградов V. amurensis и V. coignetiae) для дальнейшего создания перспективных препаратов для возделывания сельскохозяйственных растений, а также новых продуцентов стильбенов. Для достижения выше поставленной цели планируется сбор тканей растений горца P. cuspidatum, ели P. jezoensis и виноградов V. amurensis и V. coignetiae в разных точках Приморского края, Хабаровского края и о. Сахалин. Далее выделение из собранных поверхностно стерилизованных тканей стильбен-содержащих растений ДНК для метагеномного анализа и высев эндофитных микроорганизмов (бактерий и грибов) на специализированные питательные среды, дальнейшее секвенирование для определения принадлежности к тому или иному роду участков 16S рРНК (бактерии) и межгенного спейсера ITS1 (грибы). Данные по метагеномному анализу и микробиологическому высеву помогут выявить наиболее интересные штаммы эндофитных микроорганизмов, что можно будет использовать для создания биопрепаратов на основе эндофитных микроорганизмов стильбен-содержащих растений для защиты от неблагоприятных факторов среды и возделывания сельскохозяйственных растений с улучшенными свойствами, а также для поиска и создания новых продуцентов стильбенов. Таким образом, настоящий проект несет значительную научную новизну и актуален для получения важных результатов для развития сельского хозяйства. Успешная достижимость целей проекта доказывается нашим научным заделом и публикациями в журналах с высокими импакт факторами, данными литературы, подтверждающими адекватность предложенных подходов, наличием в относительной близости выбранных стильбен-содержащих растений для проведения необходимых экспериментов и имеющейся материально-технической базой. Предлагаемый проект является продолжением работы по тематике завершающегося проекта инициативных исследований молодых ученых РНФ № 20-74-00002 (руководитель Алейнова О.А).

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Алейнова О.А., Нитяговский Н.Н., Супрун А.Р., Ананьев А.А., Дубровина А.С., Киселев К.В. The Diversity of Fungal Endophytes from Wild Grape Vitis amurensis Rupr. Plants, 11, 2897 (год публикации - 2022)
10.3390/plants11212897

2. Киселев К.В., Алейнова О.А., Нитяговский Н.Н., Ананьев А.А., Супрун А.Р. Исследование микробиома винограда амурского и его биотехнологического потенциала Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток, С.51 (год публикации - 2022)
10.24866/7444-5358-9

3. Алейнова О.А., Нитяговский Н.Н., Супрун А.Р., Киселев К.В., Эндофиты дикорастущего винограда Vitis amurensis Rupr. и их биотехнологический потенциал Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток, С.57 (год публикации - 2022)
10.24866/7444-5358-9

4. Ананьев А.А., Алейнова О.А., Нитяговский Н.Н., Супрун А.Р., Киселев К.В. Влияние эндофитов винограда Vitis amurensis Rupr. на ростовые характеристики модельного растения Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток, С.58 (год публикации - 2022)
10.24866/7444-5358-9

5. Алейнова О.А. и Киселе К.В. Interaction of Plants and Endophytic Microorganisms: Molecular Aspects, Biological Functions, Community Composition, and Practical Applications Plants Basel, V. 12, P. 714 (год публикации - 2023)
10.3390/plants12040714

6. Киселев К. В., Нитяговский Н. Н., Алейнова О. А. МЕТОД ВЫДЕЛЕНИЯ ДНК ИЗ РАСТЕНИЙ ДЛЯ МЕТАГЕНОМНОГО АНАЛИЗА НА ПРИМЕРЕ ВИНОГРАДА Vitis amurensis RUPR. Прикладная биохимия и микробиология, T. 59, № 3, стр. 281-288 (год публикации - 2023)
10.31857/S055510992303011X

7. Алейнова О.А., Нитяговский Н.Н., Ананьев А.А., Супрун А.Р., Киселёв К.В. Перспективы использования эндофитов винограда Дальнего Востока России Тезисы докладов VI Всероссийской научной конференции с международным участием «Устойчивость растений и микроорганизмов к неблагоприятным факторам среды», 3 - 7 июля 2023 г., г. Иркутск, пос. Большое Голоустное, С. 153 (год публикации - 2023)
978-5-9624-2170-4.2023.1-228

8. Нитяговский Н.Н., Алейнова О.А., Ананьев А.А., Супрун А.Р., Киселёв К.В. Распространение возбудителя ложной мучнистой росы Plasmopara viticola среди винограда Дальнего Востока России Тезисы докладов VI Всероссийской научной конференции с международным участием «Устойчивость растений и микроорганизмов к неблагоприятным факторам среды», 3 - 7 июля 2023 г., г. Иркутск, пос. Большое Голоустное, С. 139 (год публикации - 2023)
978-5-9624-2170-4.2023.1-228

9. Ананьев А.А., Алейнова О.А., Нитяговский Н.Н., Супрун А.Р., Киселёв К.В. Антимикробная активность эндофитных микроорганизмов дикорастущего винограда Vitis amurensis Тезисы докладов VI Всероссийской научной конференции с международным участием «Устойчивость растений и микроорганизмов к неблагоприятным факторам среды», 3 - 7 июля 2023 г., г. Иркутск, пос. Большое Голоустное, С. 155 (год публикации - 2023)
978-5-9624-2170-4.2023.1-228

10. Днепровская А.А., Алейнова О.А., Нитяговский Н.Н., Супрун А.Р., Ананьев А.А., Киселёв К.В. Биоразнообразие эндофитных бактерий и грибов дикорастущего винограда Vitis amurensis Rupr. и Vitis coignetiae Pulliat ex Planch., произрастающих на Дальнем Востоке России Тезисы докладов VI Всероссийской научной конференции с международным участием «Устойчивость растений и микроорганизмов к неблагоприятным факторам среды», 3 - 7 июля 2023 г., г. Иркутск, пос. Большое Голоустное, С. 124 (год публикации - 2023)
978-5-9624-2170-4.2023.1-228

11. Береш А.А., Алейнова О.А., Нитяговский Н.Н., Супрун А.Р., Ананьев А.А., Киселёв К.В. Эндофитное сообщество некоторых культивируемых сортов винограда Приморского края России Тезисы докладов VI Всероссийской научной конференции с международным участием «Устойчивость растений и микроорганизмов к неблагоприятным факторам среды», 3 - 7 июля 2023 г., г. Иркутск, пос. Большое Голоустное, С. 117 (год публикации - 2023)
978-5-9624-2170-4.2023.1-228

12. О.А. Алейнова, Н.Н. Нитяговский, А.Р. Супрун, Ананьев А.А., К.В. Киселев Перспективы применения эндофитов винограда в биотехнологии Генетические технологии в исследованиях природных соединений. Всероссийская научная школа-конференция молодых ученых и студентов, Владивосток, 3–7 октября 2023 г. : тезисы докладов конференции / ТИБОХ ДВО РАН. – Владивосток, С.66 (год публикации - 2023)
10.24866/7444-5579-8

13. А.А. Ананьев, О.А. Алейнова, Н.Н. Нитяговский, А.Р.Супрун, З.В. Огнева, К.В. Киселев Полногеномный и метаболомный анализ эндофитной бактерии винограда Vitis amurensis Rupr. рода Gordonia sp., стимулятора роста растений Генетические технологии в исследованиях природных соединений. Всероссийская научная школа-конференция молодых ученых и студентов, Владивосток, 3–7 октября 2023 г. : тезисы докладов конференции / ТИБОХ ДВО РАН. – Владивосток, C.67 (год публикации - 2023)
10.24866/7444-5579-8

14. Н. Н. Нитяговский, О. А. Алейнова, А. А. Ананьев, А. Р. Супрун, К. В. Киселёв Методы ранней диагностики возбудителя ложной мучнистой росы Plasmopara viticola среди винограда Дальнего Востока России Генетические технологии в исследованиях природных соединений. Всероссийская научная школа-конференция молодых ученых и студентов, Владивосток, 3–7 октября 2023 г. : тезисы докладов конференции / ТИБОХ ДВО РАН. – Владивосток, С. 82 (год публикации - 2023)
10.24866/7444-5579-8

15. З.В. Огнева, О.А. Алейнова, Н.Н. Нитяговский, А.Р. Супрун, А.А. Ананьев, К.В. Киселев Изучение генома Bacillus sp. – эндофита винограда Vitis amurensis Rupr., эффективного антогониста возбудителя серой гнили у растений Генетические технологии в исследованиях природных соединений. Всероссийская научная школа-конференция молодых ученых и студентов, Владивосток, 3–7 октября 2023 г. : тезисы докладов конференции / ТИБОХ ДВО РАН. – Владивосток, С.23 (год публикации - 2023)
10.24866/7444-5579-8

16. О.А. Алейнова, Н.Н. Нитяговский, А.А. Ананьев, А.Р. Супрун, А.А. Днепровская, А.А. Береш, А.П. Тюнин, А.С. Дубровина и К.В. Киселев The Endophytic Microbiome of Wild Grapevines Vitis amurensis Rupr. and Vitis coignetiae Pulliat Growing in the Russian Far East Plants (Basel), 12(16), 2952 (год публикации - 2023)
10.3390/plants12162952

17. Алейнова О.А. , Нитяговский Н.Н., Ананьев А.А., Супрун А.Р., Огнева З.В., Днепровская А.А., Береш А.А., А.С. Дубровина, Чебукин П.А., Киселев К.В. Bacterial and Fungal Endophytes of Grapevine Cultivars Growing in Primorsky Krai of Russia Horticulturae, 9, 1257 (год публикации - 2023)
10.3390/horticulturae9121257

18. Нитяговский Н.Н., Ананьев А.А., Супрун А.Р., Огнева З.В., Днепровская А.А., Тюнин А.П., Дубровина А.С., Киселев К.В., Санина Н.М., Алейнова О.А. Distribution of Plasmopara viticola Causing Downy Mildew in Russian Far East Grapevines Horticulturae, 10 (4), 326 (год публикации - 2024)
10.3390/horticulturae10040326

19. Ананьев А.А., Огнева З.В., Нитяговский Н.Н., Супрун А.Р., Киселев К.В., Алейнова О.А. Whole Genome Sequencing of Bacillus velezensis AMR25, an Effective Antagonist Strain against Plant Pathogens Microorganisms, MDPI, 12(8), 1533 (год публикации - 2024)
10.3390/microorganisms12081533

20. Алейнова О.А., Ананьев А.А., Нитяговский Н.Н., Супрун А.Р.,Жанбришина Н.Ж., Береш А.А., Огнева З.В., Тюнин А.П., Киселев К.В. Endophytic Bacteria and Fungi Associated with Polygonum cuspidatum in the Russian Far East Plants, MDPI, 3(18), 2618 (год публикации - 2024)
doi.org/10.3390/plants13182618

21. Днепровская А.А., Нитяговский Н.Н., Киселёв К.В., Алейнова О.А. Идентификация патогенов винограда Приморского края России при помощи высокопроизводительного секвенирования Мультишкола молодых ученых. Системная биология и биоинформатика (SBB-2024): 15-я международная школа молодых ученых. Генетика, геномика, биоинформатика и биотехнология растений (PlantGen School 2024): 4-я школа молодых ученых (25–30 ноября 2024 г., Новосибирск); тезисы докладов / Ин-т цитологии и генетики Сиб. отд-ния Рос. акад. наук. Новосибирск: ИЦиГ СО РАН, 2024. XIV, 44, [2] с. DOI 10.18699/SBB-PlantGen-2024-Abstracts. ISBN 978-5-91291-070-8, с. 9 (год публикации - 2024)
doi 10.18699/SBB-PlantGen-2024-09

22. Нитяговский Н.Н., Днепровская А.А., Ананьев А.А., Киселев К.В., Алейнова О.А. Identification of the Causal Agent of Grapevine Downy Mildew Plasmopara viticola Based on Quantitative PCR Pleiades Publishing, Inc., Volume 61, pages 165–172 (год публикации - 2025)
10.1134/S0003683824604189

23. Днепровская А. А., Нитяговский Н. Н., Алейнова О. А., Киселёв К. В. Биоразнообразие эндофитных бактерий и грибов ели Picea jezoensis, произрастающей на Дальнем Востоке России. Владивосток: Издательство Дальневосточного федерального университета, Т.1., с. 33 (год публикации - 2024)
10.24866/7444-5806-5

24. Береш А. А., Алейнова О. А., Ананьев А. А., Нитяговский Н. Н., Супрун А. Р., Киселев К. В. Биоразнообразие эндофитных микроорганизмов лекарственного растения Polygonum cuspidatum на Дальнем Востоке России Владивосток: Издательство Дальневосточного федерального университета, Т.1, с.29 (год публикации - 2024)
10.24866/7444-5806-5

25. Ананьев А.А.*, Нитяговский Н.Н., Алейнова О.А. Изменчивость биоразнообразия эндофитов модельного растения Arabidopsis thaliana при совместном проращивании с бактериями и грибами из дикорастущего винограда Vitis amurensis Мультишкола молодых ученых. Системная биология и биоинформатика (SBB-2024): 15-я международная школа молодых ученых. Генетика, геномика, биоинформатика и биотехнология растений (PlantGen School 2024): 4-я школа молодых ученых (25–30 ноября 2024 г., Новосибирск); тезисы докладов / Ин-т цитологии и генетики Сиб. отд-ния Рос. акад. наук. Новосибирск: ИЦиГ СО РАН, 2024. XIV, 44, [2] с. DOI 10.18699/SBB-PlantGen-2024-Abstracts. ISBN 978-5-91291-070-8, c.2 (год публикации - 2024)
doi 10.18699/SBB-PlantGen-2024-02

26. Супрун А.Р., Ананьев А.А., Киселёв К.В., Алейнова О.А. Поиск стильбен-содержащих эндофитов винограда Vitis amurensis Мультишкола молодых ученых. Системная биология и биоинформатика (SBB-2024): 15-я международная школа молодых ученых. Генетика, геномика, биоинформатика и биотехнология растений (PlantGen School 2024): 4-я школа молодых ученых (25–30 ноября 2024 г., Новосибирск); тезисы докладов / Ин-т цитологии и генетики Сиб. отд-ния Рос. акад. наук. Новосибирск: ИЦиГ СО РАН, 2024. XIV, 44, [2] с. DOI 10.18699/SBB-PlantGen-2024-Abstracts. ISBN 978-5-91291-070-8, c. 24 (год публикации - 2024)
doi 10.18699/SBB-PlantGen-2024-23

Публикации

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
1а. Предложен новый метод ранней идентификации возбудителя ложной мучнистой росы винограда Plasmopara viticola, основанный на методе количественной ПЦР в реальном времени (ПЦР РВ) с применением флуоресцентного красителя SYBR Green I. https://doi.org/10.1134/S0003683824604189. 1б. Аннотирован геном эндофитных бактерий Bacillus velezensis штамм AMR25, выделенных из листьев дикого винограда Vitis amurensis Rupr., которые обладают антимикробной активностью в отношении патогенов винограда, включая Botrytis cinerea. Геномный анализ выявил десять кластеров генов, участвующих в нерибосомальном синтезе поликетидов (макролактина, бациллена и диффицидина), липопептидов (сурфактина, фенгицина и бациллизина) и бактериоцинов (диффицидина). Таким образом, штамм эндофитных бактерий B. velezensis AMR25 демонстрирует большие перспективы в разработке инновационных биопрепаратов для повышения устойчивости растений к различным патогенам. https://doi.org/10.3390/microorganisms12081533. 2. Экспериментально доказано положительное влияние бактерий Gordonia aichiensis P6PL2 на прорастание ростков сельскохозяйственно-важных растений, а именно томата, риса и пшеницы. Произведена гибридная сборка полногеномной последовательности генома G. aichiensis P6PL2. В геноме бактерий штамма P6PL2 были идентифицированы гены, которые как на прямую (гены биосинтеза фитогормонов и повышении биодоступности макроэлементов), так и опосредованно (колонизации растительных систем, контроль биотических и абиотических стрессов, конкурентное замещение микроорганизмов) способны стимулировать рост растений. 3. В результате высокопроизводительного секвенирования с использованием технологии Illumina получены геномы изолятов эндофитных грибов винограда Vitis amurensis P9ChL200G4 и P9RikordSB2_2, которые ранее были предположительно определены как Alternaria spp. и Exobasidium spp. соответственно. В результате сборки и очистки проб P9ChL200G4 и P9RikordSB2_2 были получены последовательности длинной 45 377 241 п.н. и 18 097 607 п.н. соответственно. Таким образом, полученные геномы соответствуют теоретическим размерам геномов Alternaria spp. (~34 000 000 п.н.) и Exobasidium spp. (~17 500 000 п.н.). Продолжается работа по аннотации данных геномов. 4а. Подготовлена и подана на рассмотрение в журнал Plant Cell Reports рукопись “The influence of grapevine endophytes on the growth of the model plant Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.». В работе представлена характеристика роста модельного растения A. thaliana после совместного проращивания семян A. thaliana с наиболее распространенными эндофитами винограда V. amurensis. Анализ транскрипционного профиля генов-маркеров биосинтеза фитогормонов и фотосинтеза (в растениях A.thaliana после совместного культивирования с эндофитными микроорганизмами винограда показали, что стимуляция роста растений происходит за счет активации экспрессии отдельных путей биосинтеза фитогормонов в растениях. Таким образом, некоторые эндофитные бактерии и грибы V. amurensis могут быть потенциальными природными стимуляторами роста растений. 4б. Проведен более детальный анализ метагенома растений А. thaliana после совместного проращивания в присутствии основных эндофитов винограда амурского. Установлено, что не все эндофиты амурского винограда могут становиться частью микробиома A. thaliana. Доказано, что эндофиты винограда незначительно изменяют структуру микробиома A. thaliana. 5а. Экспериментально доказано, что совместное проращивание модельного растения A. thaliana в присутствии эндофитов винограда влияет на устойчивость растений к абиотическим стрессовым воздействиям. А именно, при холодовом воздействии и засухе снижалась устойчивость растений пророщенных в присутствии бактерий рода Gordonia и грибов рода Exobasidium. Растения A. thaliana, пророщенные в присутствии эндофитного гриба Alternaria sp., были более устойчивы к повышенным температурам по сравнению с контрольными растениями. 5б. Проанализировано влияние эндофитных микроорганизмов винограда амурского, а именно бактерий Bacillus velezensis AMR 25, Gordonia aichiensis P6PL2, Shingomonas sp. и грибов Alternaria sp., Exobasidium sp., Didymella sp. на рост и урожайность томата сорта МикроТом. Выявлено, что среди всех исследуемых эндофитов бактерии рода эндофитные бактерии рода Gordonia имеют более выраженное воздействие. А именно, положительно влияют на размер ростков при совместном проращивании семян, но далее этот эффект выравнивается. Установлено, что совместное проращивание томатов с эндофитами винограда слабо влияет на их урожайность. Возможно, необходима дополнительная внешняя обработка эндофитами в процессе роста растений. 6а. Детально проанализирован состав бактериальных и грибных эндофитных сообществ, связанных с Polygonum cuspidatum, произрастающем на Дальнем Востоке России, с использованием секвенирования нового поколения (NGS) и метода, основанного на культивировании (микробиологический посев). Анализ NGS показал, что доминирующими классами эндофитных бактерий были Alphaproteobacteria (28%) и Gammaproteobacteria (28%), Actinobacteria (20%), Bacteroidia (15%) и Bacilli (4%), и классы грибов Agaricomycetes (40%), Dothideomycetes (24%), Leotiomycetes (10%), Tremellomycetes (9%), Pezizomycetes (5%), Sordariomycetes (3%) и Exobasidiomycetes (3%). Представленные данные показали, что в корнях, листьях и стеблях P. cuspidatum содержится большее количество и разнообразие эндофитных бактерий и грибов по сравнению с цветами и семенами. https://doi.org/10.3390/plants13182618. 6б. Подготовлена статья «Endophytic Bacterial and Fungal Communities of Spruce Picea jezoensis in the Russian Far East». В этой работе были проанализированы эндофитные сообщества бактерий и грибов в здоровой хвое, ветках и опилках ели аянской (Picea jezoensis), которая широко используется для лесозаготовок в России и Японии. Наиболее распространенными классами бактерий были Alphaproteobacteria (34%), Actinobacteria (21%), Gammaproteobacteria (18%), Bacteroidia (10%) и Bacilli (7%). Доминирующими классами грибов P. jezoensis были Dothideomycetes (45%), Sordariomycetes (12%) и Eurotiomycetes (9%). Представленные данные также показывают, что разнообразие эндофитов P. jezoensis варьирует в зависимости от сезона, местоположения и различных частей ели. 7. Наиболее часто встречающимися для исследуемых стильбен-содержащих растений: винограда V. amurensis и V. coignetiae, горца остроконечного P. cuspidatum и ели аянской P. jezoensis, общими являются эндофитные бактерии рода Cutibacterium, Methylobacterium-Methylorubrum и Sphingomonas и грибы рода Vishniacozyma, Aureobasidium, Malassezia. Характерными только для исследуемых стильбен-содержащих растений являются бактерии рода Hymenobacter, Escherichia-Shigella, Sediminibacterium, Kineococcus и Micrococcus и грибы рода Dothiora и Taphrina.

Публикации

Возможность практического использования результатов
Полученные в ходе выполнения проекта результаты описывают новые эндофиты винограда, горца остроконечного и ели аянской, и обеспечивают основу для производства биопрепаратов, которые могут найти применение в лесном и сельском хозяйстве. Возможно использование результатов для разработки новых средств биоконтроля на виноградниках для защиты растений от абиотических стрессов и патогенных микроорганизмов.