Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Химия. Биология. Экология. 2017. Т. 17, вып. 4

УДК 579.64: 579.84 КОНСЕРВАТИВНЫЕ И ВАРИАБЕЛЬНЫЕ УЧАСТКИ ГЕНА МЕТАНОЛДЕГИДРОГЕНАЗЫ У ГАЛОТОЛЕРАНТНЫХ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ РОДА

Д. Ю. Шаравин, А. П. Соломенный

Шаравин Дмитрий Юрьевич, инженер лаборатории водной ми- Род Methylophaga (класс Gammaproteo- кробиологии, Институт экологии и генетики микроорганизмов , порядок , семейство Pisciric- Уральского отделения РАН (Пермь), кандидат биологических kettsiaceae) был первоначально описан группой наук. E-mail: [email protected] исследователей [5] на основании изучения Соломенный Александр Петрович, старший научный сотрудник двух морских метанол-утилизирующих видов лаборатории водной микробиологии, Институт экологии и гене- M. marina и M. thalassica и к настоящему времени тики микроорганизмов Уральского отделения РАН (Пермь), кан- насчитывает десять видов. Представители рода дидат биологических наук. E-mail: [email protected] существенно отличаются от остальных метило- трофов низким содержанием Г+Ц в тотальной В работе изучены консервативные и вариабельные участки в ДНК (большинство укладывается в диапазон структуре гена mxaF и транслированной аминокислотной по- 43–46 мол.%), тогда как содержание Г+Ц пар у следовательности у выделенного из микробно-растительной ассоциации галотолерантного метилотрофного изолята М1К, от- метилотрофов из класса Alphaproteobacteria на- несённого к роду Methylophaga. В ходе проведённого исследова- ходится в диапазоне 54–72 мол.%, метилотрофов ния с использованием метода минимума эволюции обнаружена Betaproteobacteria – 50–69 мол.%, а метилотрофы гетерогенность mxaF среди исследованных родов метило- и ме- класса , за исключением танотрофов. Высокая солеустойчивость и зафиксированная спо- рода Methylophaga, имеют содержание Г+Ц собность синтезировать ауксин из L-триптофана делает штамм 58–69 мол.%. Почти все представители рода М1К перспективным для использования в агротехнологии. Methylophaga способны выдержать концентра- Ключевые слова: галотолерантность, метилотрофы, метано- цию NaCl 10%, а некоторые до 20%, что доста- трофы, фитосимбиоз, микроэволюция. точно редко встречается среди метилобактерий DOI: 10.18500/1816-9775-2017-17-4-452-457 [3, 6]. Цель данной работы – изучение гетероген- Введение ности структуры МДГ у галотолерантных мети- Бактерии, использующие окисленные про- лотрофных представителей рода Methylophaga. изводные метана (метанол и метиламин) в ка- честве источников углерода и энергии, играют Материалы и методы глобальную роль в круговороте С1-соединений Объектом исследования являлся галото- [1]. Некоторые из них способны фиксировать лерантный метилотрофный штамм М1К, изо- молекулярный азот, синтезировать фитогормоны, лированный из ризосферы солеустойчивого осмопротекторы и рассматриваются в качестве растения Suaeda prostrata Pall., в районе Верх- перспективных объектов биотехнологии. Фито- некамского месторождения калийно-магниевых симбиотические метилобактерии, колонизируя солей (г. Соликамск, Пермский край, сентябрь поверхность и внутренние ткани растений, могут 2012 г.). Изолят культивировался на жидкой сре- оказывать положительное влияние на рост, раз- де «К» с добавлением 5% NaCl и 1% метанола витие и продуктивность культурных растений [1, в качестве субстрата [3]. Способность штамма 2]. Метилотрофные микроорганизмы окисляют М1К синтезировать индолил-3-уксусную кис- метанол до формальдегида при помощи фер- лоту (ИУК) определена при помощи реактива мента метанолдегидрогеназы (МДГ), который Сальковского после добавления в культураль- представляет собой тетрамер, состоящий из двух ную среду L-триптофана, измерения осущест- больших и двух малых субъединиц, двух молекул вляли в 3–5-кратной повторности [7]. пирролохинолинхинона (PQQ) и одного иона С помощью ПЦР амплифицирована по- Ca2+. Ген mxaF кодирует большую α-субъединицу следовательность гена 16S рРНК со стандарт- МДГ, считается, что последовательность mxaF ными праймерами [8]. Путём компьютерно- достаточно консервативна среди протеобактерий го геномного анализа удалось определить и может отражать их филогенетическое родство, специ фичный фрагмент гена mxaF, подобрать подобно гену 16S рРНК [3, 4]. фланкирующие последовательности, при-

©452 Шаравин Д. Ю., Соломенный А. П., 2017 Научный отдел Д. Ю. Шаравин, А. П. Соломенный. Консервативные и вариабельные участки гена

годные в качестве праймеров (MFGmxa2-f mxaF и филогенетически близкие представите- 5’-GGAACGAAACCATGCGTCCTGG и лям рода Methylophaga. MFGmxa2-r 5’-CCCTGGTTGTGGAAACCCAT) и амплифицировать вариабе