Аннотация. Самым простым и надежным способом защиты от вирусных инфекций является вакцинопрофилактика. При этом наибольшей протективной эффективностью обладают живые вакцины, в основе которых используют слабовирулентные для человека вирусы, близкородственные патогенным, или аттенуированные (ослабленные за счет мутаций/делеций в вирусном геноме) варианты патогенного для человека вируса. Вакцинация против оспы с использованием живого вируса осповакцины (vaccinia virus, VACV), близкородственного вирусу натуральной оспы, сыграла важнейшую роль в успехе программы глобальной ликвидации оспы, которая осуществлялась под эгидой Всемирной организации здравоохранения. Прекращение после 1980 г. противооспенной вакцинации привело к тому, что огромная часть населения Земли в настоящее время не имеет иммунитета не только к оспе, но и любым другим зоонозным ортопоксвирусным инфекциям. Это создает возможность циркуляции зоонозных ортопоксвирусов в человеческой популяции и, как следствие, приводит к изменению экологии и круга чувствительных хозяев для разных видов ортопоксвирусов. При этом использование классической живой вакцины на основе VACV для защиты от этих инфекций в настоящее время не приемлемо, так как она может обусловливать тяжелые побочные реакции. В связи с этим все более актуальной становится разработка новых безопасных вакцин против ортопоксвирусных инфекций человека и животных. Аттенуация (ослабление вирулентности) VACV достигается в результате направленной инактивации определенных генов вируса и обычно приводит к уменьшению эффективности размножения VACV in vivo. Следствием этого может быть снижение иммунного ответа при введении аттенуированного вируса пациентам в стандартных дозах. Часто используемым для встройки/инактивации в геноме VACV является ген тимидинкиназы, нарушение которого приводит к аттенуации вируса. В данной работе изучено, как введение двух точечных мутаций в ген A34R аттенуированного штамма LIVP-GFP (ТК-), увеличивающих выход внеклеточных оболочечных вирионов (EEV), влияет на свойства пато- и иммуногенности варианта VACV LIVP-GFP-A34R при интраназальном заражении лабораторных мышей. Показано, что увеличение продукции EEV рекомбинантным штаммом VACV LIVP-GFP-A34R не меняет аттенуированный фенотип, характерный для родительского штамма LIVP-GFP, но приводит к существенно большей продукции VACV-специфичных антител.
Ключевые слова: вирус осповакцины; направленные мутации; аттенуация; иммуногенность.
Для цитирования: Щелкунов С.Н., Бауэр Т.В., Якубицкий С.Н., Сергеев А.А., Кабанов А.С., Пьянков С.А. Мутации в гене A34R, приводящие к увеличению иммуногенности вируса осповакцины. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(2):139-146. DOI 10.18699/VJ21.017

Аннотация. Семядольные и листовые экспланты двух сортов ярового рапса (канолы) были трансформированы с использованием Agrobacterium tumefaciens, несущими генетическую конструкцию с геном-маркером gfp. Для уменьшения доли витрифицированных побегов-регенерантов мы оптимизировали содержание сахарозы в среде регенерации. Анализ потомства, полученного от растений поколения T0, показал, что в ряде линий распределение маркера gfp не подчинялось сегрегации моногенного признака по Менделю для самоопыляемых растений, в то время как в потомстве других линий маркер gfp полностью отсутствовал, хотя его присутствие было подтверждено у всех отобранных растений T0. Обнаружено, что у индивидуальных трансформантов gfp наследуется случайным образом по всему центральному цветоносу, его наличие в геноме проростков не зависело от местоположения стручка. Таким образом, в образовании гамет растений T0 участвовали оба типа клеток – трансформированные и нетрансформированные. Помимо того, сегрегация маркера различалась у растений линий T1, полученных черенкованием первичного трансформанта, в зависимости от местоположения черенка на стебле исходного растения, что указывает на химерность растений данного поколения. Далее установлено, что черенкование растений с последующим размножением семенами, образовавшимися в результате самоопыления, приводило к увеличению доли трансгенных растений в следующих поколениях. Полученные результаты показывают, что трансформанты были химерными, т.е. их ткани содержали как трансгенные, так и нетрансгенные клетки, и эта химерность передавалась в последующие поколения. Кроме состава питательных сред, на появление химерных растений во время трансформации влияют такие факторы, как генотип растения и тип экспланта. Основываясь на этих результатах, мы разработали упрощенный метод, состоящий из нескольких раундов комбинации черенкования, получения семян методом самоопыления и последующей отбраковки растений дикого типа, который позволил значительно обогатить популяции потомков исходных трансформантов рапса растениями, трансгенными по маркеру gfp.
Ключевые слова: наследование трансгена; трансформация; химера; витрификация (гипергидратация); рапс (канола).
Для цитирования: Ралдугина Г.Н., Хоанг Т.Ж., Нгок Х.Б., Карпычев И.В. Увеличение доли трансгенных растений в потомстве трансформантов рапса Brassica napus L. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(2):147- 156. DOI 10.18699/VJ21.018

Abstract. The method of biological ballistics (biolistic transformation, genetic bombardment) of plants is one of the most modern methods used for direct gene transfer into plant cells. The main advantages of this method include the ability to simultaneously incorporate several target genes into the plant genome, carry out transfer without unnecessary agrobacterial parts and plasmid DNA sequences, and the short time needed to produce transgenic cells. For different plant objects, the efficiency of obtaining transgenic plants by the ballistic method varies from 1 to 3 %. For potato plants, the transformation efficiency is quite low at the moment and the selection of optimal conditions for biolistics is one of the pressing issues of practical biotechnology. This article presents a successful experience of introducing two genes of interest into two potato varieties using the biolistic approach. The results of biolistic transformation experiments are presented for two types of explants: potato internodes and calli of the varieties Aksor and Nevskiy. Of the 862 explants used for transformation, 56 regenerated plants were obtained. PCR screening of transformants revealed one plant with the insertion of the chitinase gene, one with the insertion of the endo-β-1,3-glucanase gene, and co-transformation by both genes was confirmed in four regenerants. The average transformation efficiency for potato explants was 0.7 %. A high number of regenerants (56) as opposed to a low number of transformants (6) reflects an attempt to increase the number of regenerants by using a lower concentration of the selective agent (kanamycin). Although this approach requires more effort, it can be used to produce potato lines with integrated genes of interest for further use in crop breeding. The lines of potato obtained in the current study by introducing two genes associated with the plant response to fungal pathogens will be further assessed for their resistance to fungal diseases and, if successful, will be used in potato crop breeding.
Key words: biolistic transformation; potato; explant; internodes; calli; biotechnology.
For citation: Malakhova N.P., Skiba Y.A., Iskakova G.A., Naizabayeva D.A., Tezekbaeva B.K., Ismagulova G.A., Maltseva E.R. A positive experience in applying the biolistic approach to potato varieties Aksor and Nevskiy. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii=Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2021;25(2):157-163. DOI 10.18699/VJ21.019

Аннотация. Оомицет Рhytophthora infestans Mont. de Bary – основной патоген сельскохозяйственных культур семейства Пасленовые, особенно картофеля (Solanum tuberosum). С учетом того, что картофель – четвертая культура в мире по масштабам выращивания, ежегодные потери от фитофтороза огромны. Исследования базовых механизмов взаимодействия между картофелем и возбудителем фитофтороза не только расширяют фундаментальные знания в этой области, но и открывают новые возможности для влияния на эти взаимодействия с целью повышения резистентности к патогену. Взаимодействие картофеля и возбудителя фитофтороза можно рассматривать с генетической точки зрения, причем интересны как ответ картофеля на процесс колонизации со стороны P. infestans, так и изменение активности генов у фитофторы при заражении растения. Можно исследовать этот процесс через изменение профиля вторичных метаболитов хозяина и патогена. Помимо фундаментальных исследований в этой области, не меньшее значение имеют и прикладные работы в виде создания новых препаратов для защиты картофеля. Представленный обзор кратко описывает основные этапы исследований устойчивости картофеля к фитофторозу, начиная с самых первых работ. Большое внимание уделяется ключевым моментам по изменению профиля вторичных метаболитов (фитоалексинов). Отдельный раздел посвящен описанию как качественных, так количественных признаков устойчивости картофеля к возбудителю фитофтороза: их вкладу в общую резистентность, картированию и возможности регуляции. Оба вида признаков важны для селекции картофеля: качественная устойчивость за счет R-генов быстро преодолевается патогеном, в то время как пирамидирование локусов количественных признаков способствует созданию высокоустойчивых сортов. Новейшие подходы молекулярной биологии дают возможность изучать и транслятомные профили, что позволяет посмотреть на взаимодействие картофеля и возбудителя фитофтороза. Показано, что процесс колонизации картофеля отражается не только на активности различных генов и профиле вторичных метаболитов, выявлены также белки-маркеры ответа на заражение со стороны картофеля – это патоген-зависимые белки и пластидная углекислая ангидраза. Маркерами заражения от P. infestans были белки грибной целлюлозо-синтазы и гаусторий-специфический мембранный белок. В данном обзоре приведена информация по наиболее актуальным комплексным исследованиям генетических механизмов устойчивости картофеля к фитофторозу.
Ключевые слова: Phytophthora infestans; Solanum tuberosum; фитофтороз; резистентность; R-гены; локусы количественных признаков; вторичные метаболиты.
Для цитирования: Фролова Т.С., Черенко В.А., Синицына О.И., Кочетов А.В. Генетические аспекты устойчивости картофеля к фитофторозу. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(2):164-170. DOI 10.18699/VJ21.020

Аннотация. Около одной трети урожая выращиваемого в мире ячменя используется для переработки в солод для обеспечения нужд пивоваренной промышленности. В связи с этим изучение генетической основы пивоваренных признаков и селекция пивоваренных сортов ячменя, адаптивных к условиям их произрастания, актуальны как во всем мире, так и в Российской Федерации, где преобладают выращивание и использование зарубежных солодовых сортов ячменя. К основным параметрам качества солода (искусственно пророщенного и высушенного зерна ячменя) относятся: экстрактивность, диастатическая сила, индекс Кольбаха, вязкость, содержание в зерне белка, β-глюкана, свободного аминного азота и растворимого белка. Большинство этих компонентов находится под контролем локусов количественных признаков (quantitative trait loci, QTL) и подвержено влиянию условий среды, что осложняет их изучение и точную локализацию. Кроме того, фенотипическая оценка пивоваренных признаков – трудоемкий и дорогостоящий процесс. В настоящее время известно более 200 QTL, связанных с пивоваренными параметрами, выявленных с привлечением двуродительских картирующих популяций. Молекулярные маркеры широко применяются как для картирования QTL-локусов, ответственных за пивоваренные качества, так и для выполнения работ по маркер-опосредованной селекции (МОС), что в комбинации с традиционными селекционными подходами дает возможность создавать эффективные стратегии, направленные на ускорение процесса получения новых перспективных генотипов. Тем не менее МОС пивоваренных признаков сталкивается с рядом трудностей, таких как невысокая точность локализации QTL-локусов, их неэффективность при переносе в другую генотипическую среду, сцепленность с нежелательными признаками, что обуславливает необходимость валидации QTL и сцепленных с ними молекулярных маркеров. В обзоре приведены результаты работ по использованию МОС для улучшения пивоваренных качеств ячменя, а также рассматриваются исследования по поиску ассоциаций между генотипом и фенотипом, выполненные с помощью ПГАА-анализа (полногеномный поиск ассоциаций) на основе последних достижений в области высокопроизводительного генотипирования (diversity array technology, DArT и single-nucleotide polymorphism, SNP маркеры).
Ключевые слова: Hordeum vulgare; пивоваренный ячмень; QTL; маркер-опосредованная селекция, полногеномный поиск ассоциаций.
Для цитирования: Трубачеева Н.В., Першина Л.А. Проблемы и возможности изучения пивоваренных признаков ячменя с использованием молекулярно-генетических подходов. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(2): 171-177. DOI 10.18699/VJ21.021

Аннотация. Среди встречающихся в природе пигментов антоцианы являются, пожалуй, одной из наиболее изученных групп. Начиная с первых исследований о физико-химических свойствах антоцианов, проведенных еще в XVII в. британским естествоиспытателем Р. Бойлем, наука об этих уникальных соединениях сделала огромный шаг вперед. На сегодняшний день достаточно хорошо исследованы структура и функции антоцианов в растительных клетках, а путь их биосинтеза – один из самых полно охарактеризованных путей биосинтеза вторичных метаболитов как на биохимическом, так и на генетическом уровне. Наряду с этими фундаментальными достижениями, мы начинаем осознавать потенциал антоцианов как соединений промышленного значения, как пигментов самих по себе, а также в качестве компонентов функционального питания, способствующих предупреждению и снижению риска развития хронических заболеваний. Долгое время биологическая активность антоцианов была недооценена, в частности, из-за данных об их низкой биодоступности. Однако в ходе исследований было показано, что в организме человека и животных эти соединения активно метаболизируются и биодоступность, оцененная с учетом их метаболитов, превышала 12 %. Экспериментально подтверждено, что антоцианы обладают антиоксидантными, противовоспалительными, гипогликемическими, антимутагенными, антидиабетическими, противораковыми, нейропротекторными свойствами, а также полезны для здоровья глаз. Однако проведенные исследования не всегда могут объяснить молекулярные механизмы действия антоцианов в организме человека. По некоторым данным, наблюдаемые эффекты объясняются действием не антоцианов, а их метаболитов, которые, благодаря своей повышенной биодоступности, могут быть более биологически активными, чем исходные соединения. Высказывается также предположение о положительном эффекте на здоровье человека всего комплекса полифенольных соединений, поступающего в организм в составе растительной пищи. В представленном обзоре суммированы результаты основных направлений исследований антоцианов в качестве компонентов функционального питания. Отдельное внимание уделено результатам генетических исследований синтеза пигментов, данные которых приобретают особую важность в связи с актуализацией селекционных программ, направленных на повышение содержания антоцианов у культурных растений.
Ключевые слова: растения; пигменты; вторичные метаболиты; флавоноиды; антоцианы; регуляторные гены; структурные гены; антиоксиданты; биологическая активность.
Для цитирования: Юдина Р.С., Гордеева Е.И., Шоева О.Ю., Тихонова М.А., Хлесткина Е.К. Антоцианы как компоненты функционального питания. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(2):178-189. DOI 10.18699/VJ21.022

Аннотация. Изменения, происходящие в окружающей среде, заставляют популяции организмов адаптироваться к новым условиям либо за счет фенотипической пластичности, либо за счет генетических или эпигенетических изменений. Следы отбора, такие как специфические изменения частот аллелей и гаплотипов, снижение или повышение генетического разнообразия, помогают выявить изменения генома крупного рогатого скота в ответ на искусственный и естественный отбор, а также локусы и варианты, непосредственно влияющие на адаптивные и экономически важные признаки. Достижения генетики и биотехнологии дают возможность быстрого переноса уникальных генетических вариантов, возникших у местных пород крупного рогатого скота в процессе адаптации к локальной среде обитания, в геномы интернациональных высокопроизводительных пород с целью сохранения их выдающихся свойств в новых условиях обитания. Возможно и использование методов геномной селекции для повышения частот адаптивных аллелей у интернациональных пород. В обзоре рассмотрены недавние работы по истории происхождения и эволюции турано-монгольских пород крупного рогатого скота, адаптации турано-монгольского скота к экстремальным условиям среды. Сделано обобщение имеющихся сведений о потенциальных генах-кандидатах адаптации в геномах турано-монгольских пород, включая гены устойчивости к холоду, гены иммунного ответа и гены адаптации к высокогорью. Авторы приходят к выводу, что имеющиеся данные литературы не позволяют отдать предпочтение одному из двух возможных сценариев происхождения турано-монгольских пород – в результате доместикации дикого тура на территории Восточной Азии или вследствие миграции тауринной протопопуляции из Ближнего Востока. Турано-монгольским породам свойственна высокая адаптация к экстремальным климатическим условиям (холод, жара и недостаток кислорода в горах) и паразитам (гнус, клещи, бактериальные и вирусные инфекции). В результате высокопроизводительного генотипирования и секвенирования геномов и транскриптомов представителей этих пород в последнее время были выявлены перспективные гены-кандидаты и генетические варианты, участвующие в адаптации к факторам внешней среды.
Ключевые слова: крупный рогатый скот; Bos taurus; Bos indicus; турано-монгольский скот; адаптация; геном; следы отбора; холод; иммунитет; высокогорье.
Для цитирования: Юдин Н.С., Юрченко А.А., Ларкин Д.М. Следы отбора и гены-кандидаты адаптации к экстремальным факторам среды в геномах турано-монгольских пород крупного рогатого скота. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(2):190-201. DOI 10.18699/VJ21.023

Аннотация. Мезенская лошадь (мезенка) – аборигенная порода России. Была выведена методом народной селекции в северных районах Архангельской области. Порода прекрасно приспособлена к условиям Крайнего Севера и обладает рядом ценных хозяйственно-биологических качеств. В настоящее время имеет ограниченный генофонд и разводится в чистоте только в Мезенском районе, где функционируют одна генофондно-племенная ферма и ряд базовых хозяйств, в которых осуществляется селекционно-племенная работа с породой. В связи с малочисленностью популяции мезенских лошадей проблема сохранения ее внутрипородного разнообразия очень актуальна. Для определения уровня генетической изменчивости в породе проведен мониторинг ее аллелофонда. Сравнительный анализ генетической структуры породы выполнен по микросателлитам ДНК с периодичностью в 10 лет (2000, 2010 и 2020 гг.). В специализированных лабораториях были исследованы образцы волос 198 лошадей. Установлено, что порода обладает широким генетическим разнообразием по 17 локусам ядерной ДНК. В исследуемые годы аллелофонд популяции включал 128, 139 и 133 аллеля соответственно (при среднем значении 7.53, 8.18 и 7.82 аллеля на локус). Наиболее распространенными в породе являются аллели AHT4О, AHT5N, ASB2K, ASB23S, CA425N, HMS1J, HMS1М, HMS2Н, HMS3М, HMS7L, HTG4М, HTG6О, HTG7K, HTG7О, LEX3М. С малой частотой (0.004–0.056) у мезенок было обнаружено 6 редких аллелей, которые не выявлены в популяциях лошадей отечественной селекции. Среднее значение уровня полиморфности (Ае) в породе по годам составляет 4.16, 4.21 и 4.06 соответственно. Наивысший его показатель приходится на локус ASB17 (6.49–6.90–6.76), наименьший – на локусы HTG6 (1.71–1.66–1.67) и HMS7 (1.77–1.95–1.77). Незначительный дефицит гетерозиготных генотипов (Fis = 0.003) отмечен у мезенских лошадей в 2010 г. В 2000 и 2020 гг. наблюдаемая гетерозиготность (Но) превышает величину ожидаемой (Не), что указывает на отсутствие внутрипопуляционного инбридинга (Fis = –0.014 и –0.011 соответственно). Полученные результаты свидетельствуют об эффективности проводимых селекционных мероприятий по сохранению, совершенствованию и поддержанию генетического разнообразия в популяции.
Ключевые слова: мезенская порода лошадей; мониторинг; генетическое разнообразие; микросателлиты ДНК; аллелофонд; генотип.
Для цитирования: Вдовина Н.В., Юрьева И.Б. Мониторинг генетической структуры мезенской породы лошадей по микросателлитам ДНК. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(2):202-207. DOI 10.18699/VJ21.024

Аннотация. Индивидуальные особенности поведения у особей одного вида обусловлены взаимодействием генотипа и социального опыта. Как у любого типа поведения, фенотипическое проявление паттернов агрессивного поведения зависит от согласованной экспрессии целых ансамблей генов. Однако идентификация этих генов и комбинаций их взаимного влияния на экспрессию остается сложной задачей. С целью выявления наиболее значимых для осуществления агрессивных реакций генов нами на модельных животных – серых крысах, селекционируемых по реакции на человека (линии ручных и агрессивных крыс), была проведена оценка уровня экспрессии выбранных на основе литературных данных десяти генов (Cacna1b, Cacna2d3, Drd2, Egr1, Gad2, Gria2, Mapk1, Nos1, Pomc, Syn1), которые ассоциированы с агрессивным поведением. Экспрессию генов оценивали методом ПЦР в реальном времени в образцах гипоталамуса ручных и агрессивных серых крыс двух разных поколений (88-е и 90-е). В результате проведенного анализа экспрессии генов в гипоталамусе крыс, селекционируемых на ручное и агрессивное поведение, было обнаружено, что четыре из десяти исследуемых генов достоверно различаются по уровню экспрессии между крысами агрессивной и ручной линий 88-го и 90-го поколений разведения. Кроме того, показано, что экспрессия генов Cacna1b, Drd2, Egr1 и Gad2 не изменяется между двумя поколениями крыс одной и той же линии, но достоверно различается между линиями: у крыс ручной линии обоих поколений эти гены экспрессируются достоверно ниже по сравнению с агрессивной. Гены Cacna1b, Drd2, Egr1 и Gad2 являются наиболее перспективными для дальнейших исследований поведенческих особенностей крыс, селекционируемых по реакции на человека. Данный результат подтверждает полигенную детерминацию фенотипического проявления агрессивных реакций на примере модельных животных.
Ключевые слова: агрессивное и ручное поведение; дифференциальная экспрессия генов; гипоталамус; крысы.
Для цитирования: Климова Н.В., Чадаева И.В., Шихевич С.Г., Кожемякина Р.В. Дифференциальная экспрессия 10 генов, ассоциированных с агрессивным поведением, в гипоталамусе двух поколений крыс, селекционируемых по реакции на человека. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(2):208-215. DOI 10.18699/VJ21.50-o

Аннотация. Стресс является неотъемлемой частью повседневной жизни. Нейропептид кортикотропин-рилизинг гормон (CRH, также называемый CRF и кортиколиберином) играет ключевую роль в интеграции нейроэндокринных, вегетативных и поведенческих реакций на стресс. Активация гипоталамо-гипофизарной-надпочечниковой системы нейронами паравентрикулярного ядра гипоталамуса (PVN), основного места синтеза CRH, запускает стрессорную реакцию. Помимо гипоталамуса, CRH широко распространен во внегипоталамических структурах головного мозга, где он функционирует как нейромодулятор для координации и взаимодействия между гуморальными и поведенческими аспектами реакции на стресс. Аксоны нейронов, экспрессирующих CRH, направляются к различным структурам головного мозга, где нейропептид взаимодействует со специфическими рецепторами (CRHR1, CRHR2) и может оказывать влияние на различные медиаторные системы, которые действуют сообща для передачи сигналов в разные области мозга, чтобы вызвать множество реакций на стресс. При этом воздействие стресса на функции мозга варьирует от поведенческой адаптации до повышения выживаемости и увеличения риска развития психических расстройств. Нарушения в регуляции системы CRH непосредственно связаны со следующими расстройствами: психическими патологиями (депрессией, тревожностью, зависимостями), отклонениями нейроэндокринологических функций, воспалением, а также с возникновением и развитием нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера. Кроме того, установлена роль CRH как регулятора структуры нейронов в областях развивающегося и зрелого мозга. На данный момент проведены исследования, в которых CRHR1 выступает мишенью для антидепрессантов, в качестве которых используются антагонисты этого рецептора. В связи с этим исследование участия системы CRH и его рецепторов в негативных эффектах на гормон-зависимые системы, а также возможности их предотвращения является перспективной задачей современной физиологической генетики. В настоящем обзоре внимание уделено роли CRH в регуляции реакции на стресс, а также участию внегипоталамического CRH в патофизиологии и коррекции психических расстройств.
Ключевые слова: кортикотропин-рилизинг фактор; рецепторы кортикотропин-рилизинг фактора; стресс; психопатологии; гипоталамус; внегипоталамические структуры головного мозга.
Для цитирования: Сухарева Е.В. Роль кортикотропин-рилизинг гормона и его рецепторов в регуляции нейрофизиологических и поведенческих реакций на стресс. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(2): 216-223. DOI 10.18699/VJ21.025

Аннотация. Приведены результаты изучения биоразнообразия и биотехнологического потенциала галофильных микроорганизмов из термального высокоминерализованного Берикейского озера, соленого Тарумовского озера и солончаковых почв Прикаспийской низменности (Республика Дагестан). С использованием микробиологических методов и метода анализа генов 16S рРНК идентифицированы денитрифицирующие галофильные бактерии родов Halomonas и Virgibacillus. Выявлен новый вид Halomonas sp. G2 (MW386470) с 95 % уровнем сходства нуклеотидных последовательностей генов 16S рРНК. Штамм G2 – экстремальный галофил, способный расти в диапазоне 5–25 % NaCl (оптимум 25 %) и образовывать каротиноидный пигмент. Мезофил (30–37 °С, оптимум 30 °С), нейтрофил (рН 6–8, оптимум 7.2–7.4). Хемолитотроф; редуцирует нитрат или нитрит в качестве доноров электронов; каталазо-, амилазо-, протеазо- и β-галактозидазоположительный; липазо-, оксидазо- и уреазоотрицательный. Не способен гидролизовать инозит, индол; продуцирует лизин, желатин, эктоин; в качестве источника углерода и энергии использует цитрат и малат натрия; не продуцирует орнитин, H2S и кислоту из d-маннозы, сахарозы, глицерина, целлобиозы, кроме лактозы и d-глюкозы. Восприимчив к триметоприму, ципрофлоксацину, офлоксацину, канамицину, ванкомицину, рифампицину, цефуроксиму, ампициллину, цефтазидиму, фосфомицину, кларитромицину, цефепиму, цефаклору. Содержание G+C в ДНК 67.3 %. Отличительной характеристикой изолята являлось продуцирование промышленно значимых гидролитических ферментов, таких как амилаза, протеаза, β-галактозидаза и оксиредуктазы – каталазы при концентрации NaCl в среде 25 %. Местообитание: солончаковые почвы на территории Терско-Кумской низменности (Республика Дагестан, Россия). Остальные галофильные изоляты H. ventosae G1 (MW386469), H. elongata G3 (MW386471), V. salinarius B2 (MW386472) и V. salinarius B3 (MW386473) имели высокую степень сходства (100 %) с типовыми штаммами H. elongata DSM 2581Т и V. salarius DSM 18441Т ; содержание G+C в ДНК составляло 65.8, 66.5, 42.8 и 37.3 % соответственно. Штаммы имели высокий биотехнологический потенциал при концентрации NaCl в среде 5 и 25 %. Полученные данные расширили представление о разнообразии и экологическом значении денитрифицирующих бактерий в функционировании засушливых экосистем и выявлении штаммов, продуцирующих ферменты промышленного значения.
Ключевые слова: бактерии; род Halomonas; род Virgibacillus; соленые озера; почвы; солончаки; биотехнологический потенциал.
Для цитирования: Халилова Э.А., Котенко С.Ц., Исламмагомедова Э.А., Абакарова А.А., Черных Н.А., Аливердиева Д.А. Галофильные бактерии соленых озер и солончаковых почв Прикаспийской низменности (Республика Дагестан) и их биотехнологический потенциал. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(2):224-233. DOI 10.18699/VJ21.026

Аннотация. Проанализированы 72 клинических штамма Klebsiella spp., изолированных в Новосибирске из образцов, полученных от людей. Проведена видовая идентификация штаммов по последовательностям генов 16S рРНК и rpoB. Показано, что в популяции клебсиелл доминировали штаммы Klebsiella pneumoniaе (57 штаммов), остальные 15 штаммов относились к видам K. grimontii, K. aerogenes, K. oxytoca и K. quasipneumoniae. Методом молекулярного серотипирования с использованием последовательности гена wzi штаммы K. pneumoniae были отнесены к двадцати одному K-cеротипу, при этом большую долю составляли вирулентные серотипы K1 и K2. Выявлено, что штаммы K. pneumoniae, полученные от госпитализированных пациентов, обладали максимально выраженной резистентностью к различным классам антибиотиков в отличие от остальных видов клебсиелл. Методом ПЦР в реальном времени обнаружено, что в исследованной популяции присутствуют гены семейств blaSHV, blaTEM, blaCTX и ген blaOXA-48 , являющиеся генетическими детерминантами резистентности к бета-лактамам. Показано, что присутствие последовательности blaCTX коррелирует с продукцией штаммом бета-лактамаз расширенного спектра, а фенотипическая устойчивость к карбапенемам обусловлена наличием гена blaOXA-48 . При этом генов карбапенемаз vim, ndm, kpc, imp обнаружено не было. Cреди исследованных генов устойчивости к аминогликозидам были найдены гены aph(6)-Id и aadA, однако их наличие не всегда совпадало с фенотипической резистентностью. Устойчивость к фторхинолонам у большинства штаммов сопровождалась присутствием генов aac(6’)-Ib-cr, oqxA, oqxB, qnrB и qnrS в различных комбинациях, при этом наличие только генов oqxA и/или oqxB не коррелировало с устойчивостью к фторхинолонам. Таким образом, обнаружение blaCTX и blaOXA-48 может быть использовано для быстрого выявления продукции беталактамаз расширенного спектра и определения резистентности клебсиелл к карбапенемам, а выявление генов aac(6’)-Ib-cr и/или qnrB/qnrS – для быстрого определения устойчивости к фторхинолонам.
Ключевые слова: Klebsiella; молекулярное серотипирование; бета-лактамы; фторхинолоны; аминогликозиды; беталактамазы расширенного спектра; металло-бета-лактамазы; диско-диффузионный анализ; генетические детерминанты антибиотикорезистентности.
Для цитирования: Бардашева А.В., Фоменко Н.В., Калымбетова Т.В., Бабкин И.В., Кретьен С.О., Жираковская Е.В., Тикунова Н.В., Морозова В.В. Генетическая характеристика клинических изолятов клебсиелл, циркулирующих в Новосибирске. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(2):234-245. DOI 10.18699/VJ21.49-o