МОДЕЛИРОВАНИЕ КОЭВОЛЮЦИИ БАКТЕРИЙ И РАСТЕНИЙ ПРИ ОБРАЗОВАНИИ МУТУАЛИСТИЧЕСКОГО СИМБИОЗА



Цитировать

Полный текст

Аннотация

Создана модель эволюции способности к мутуалистическому симбиозу у клубеньковых бактерий, которая основана на их положительной обратной связи с бобовыми растениями (она описана параметрами, определяющими возрастание репродуктивного потенциала обоих партнеров в зависимости от эффективности симбиоза). компьютерные эксперименты показали, что частотно-зависимый отбор, происходящий в популяциях ризобий при конкуренции за образование клубеньков, способствует закреплению у бактерий мутаций, которые либо приводят к возникновению признаков мутуализма, либо изменяют специфичность их проявления. Закрепление признаков мутуализма происходит более успешно в монотонном, нежели в колебательном режиме эволюции и способствует повышению генетической стабильности симбиосистемы.

Об авторах

Николай Александрович Проворов

Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии, Санкт-Петербург, РФ

Email: provorov@newmail.ru

Николай Иванович Воробьев

Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии, Санкт-Петербург, РФ

Email: nik4@newmail.ru

Список литературы

  1. Amarger N., Lobreau J.P., 1982. Quantitative study of nodulation competitiveness in Rhizobium strains//Appl. Environ. Microbiol. Vol. 44. P. 583-588.
  2. Bassam B.J., Mahanty H.K., Gresshoff P.M., 1987. Symbiotic interaction of auxotrophic mutants of Rhizobium trifolii with white clover (Trifolium repens)//Endocyt. C. Res. Vol. 4. P. 331-347.
  3. Bethlenfalvay G.I., Abu-Shakra S.S., Phillips D.A., 1978. Interdependence of nitrogen nutrition and photosynthesis in Pisum sativum L. II Host plant response to nitrogen fixation by Rhizobium strains//Plant Physiol. Vol. 62. P. 131-133.
  4. Brewin N.J., 2004. Plant cell wall remodeling in the Rhizobium-legume symbiosis//Crit. Rev. Plant. Sci. Vol. 23. P. 1-24.
  5. Darlington P.J., 1978. Altruism: its characteristics and evolution//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. Vol. 75. P. 385-389.
  6. Denison R.F., 2000. Legume sanctions and the evolution of symbiotic cooperation by rhizobia//The Amer. Naturalist. Vol. 156. P. 567-576.
  7. Denison R.F., Kiers E.T., 2004. Lifestyle alternatives for rhizobia: mutualism, parasitism and forgoing symbiosis//FEMS Microbiol. Lett. Vol. 237. P. 187-193.
  8. Douglas A.E., 1994. Symbiotic Interactions. Oxford, New York, Toronto: Oxford Univ. Press, 148 p.
  9. Douglas A.E., 1998. Host benefit and the evolution of specialization in symbiosis//Heredity. Vol. 81. P. 599-603.
  10. Frank S.A., 1994. Genetics of mutualism: the evolution of altruism between species//J. Theor. Biol. Vol. 170. P. 393-400.
  11. Frank S.A., 1996. Host-symbiont conflict over the mixing of symbiotic lineages//Proc. Roy. Soc. London. B. Vol. 263. P. 339-344.
  12. Genkai-Kato M., Yamamura N., 1999. Evolution of mutualistic symbiosis without vertical transmission//Theor. Populat. Biol. Vol. 55. P. 309-323.
  13. Gundel P.E., Batista W.B., Texeira M. et al., 2008. Neotyphodium endophyte infection frequency in annual grass populations: relative importance of mutualism and transmission efficiency//Proc. Roy. Soc. B. Vol. 275. P. 897-905.
  14. Kiers E.T., Rousseau R.A., West S.A., Denison R.F., 2003. Host sanctions and the legume-Rhizobium mutualism//Nature. Vol. 425. P. 78-81.
  15. Kubitschek H.E., 1974. Operation of selection pressure on microbial populations//Evolution in the Microbial World. Cambridge: Univ. Press. P. 105-130.
  16. Law R., Lewis D.H., 1983. Biotic environments and the maintenance of sex -some evidence from mutualistic symbioses//Biol.J. Linn. Soc. Vol. 20 P. 249-276.
  17. Pellmur O., Huth C.J., 1994. Evolutionary stability of mutualism between yuccas and yucca moths//Nature. Vol. 372. P. 257-260.
  18. Person C., Samborski D.J., Rohringer R., 1962. The gene-for-gene concept//Nature. Vol. 194. P. 561-562.
  19. Pimentel D., 1968. Population regulation and genetic feedback//Science. Vol. 159. P. 1432-1437.
  20. Provorov N.A., Vorobyov N.I., 2000. Population genetics of rhizobia: construction and analysis of an "infection and release" model//J. Theor. Biol. Vol. 205. P. 105-119.
  21. Provorov N.A., Vorobyov N.I., 2006. Interplay of Darwinian and frequency-dependent selection in the hostassociated microbial populations//Theor. Populat. Biol. Vol. 70. P. 262-272.
  22. Provorov N.A., Vorobyov N.I., Andronov E.E., 2008. Macro-and micro-evolution of bacteria in symbiotic systems//Russian Journal of Genetics. Vol. 44. P. 6-20.
  23. Sessitsch A., Howieson J.G., Perret X. et al., 2002. Advances in Rhizobium research//Crit. Rev. Plant Sci. Vol. 21. P. 323-378.
  24. Simms E.L., Taylor D.L., 2002. Partner choice in nitrogen-fixing mutualisms of legumes and rhizobia//Integrative and Comparative Biology. Vol. 42. P. 369-380.
  25. Smith S.E., Read D.J., 1997. Mycorrhizal Symbiosis (second edition). San Diego, London, New York, Boston, Sydney, Tokyo, Toronto: Academic Press, 580 p.
  26. Sprent J.I., 2007. Evolving ideas of legume evolution and diversity: a taxonomic perspective on the ocurrence of nodulation//New Phytologist. Vol. 174. P. 11-25.
  27. Strigul N.S., Kravchenko L.V., 2006. Mathematical modeling of PGPR inoculation into the rhizosphere//Environmental Modeling and Software. Vol. 21. P. 1158-1171.
  28. Streeter J., 1995. Integration of plant and bacterial metabolism in nitrogen fixing systems//Nitrogen Fixations: Fundamentals and Applications/Eds. I.A. Tikhonovich et al. Dordrecht, Boston, London: Kluwer Acad. Publ. P. 67-76.
  29. Tikhonovich I.A., Provorov N.A., 2007. Cooperation of plants and microorganisms: getting closer to the genetic construction of sustainable agro-systems//Biotechnology Journal. Vol. 2. P. 833-848.
  30. Timmers A.C.S., Soupene E., Auriac M.C. et al., 2000. Saprophytic intracellular rhizobia in alfalfa nodules//Mol. Plant-Microbe Interact. Vol. 13. P. 1204-1213.
  31. Timofeeff-Ressovsky N.W., Jablokov A.V., Glotov N. V., 1977. Grundriss der Populationslehre. Jena: Gustav Fisher Verlag, 335 p.
  32. Vance C.P., Heichel G.H., 1991. Carbon dioxide assimilation in pulvini of Phaseolus vulgaris L.//Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Molec. Biol. Vol. 42. P. 37-42.
  33. Williams G.S., 1966. Adaptation and Natural Selection. Princeton, New York: Princeton Univ. Press, 416 p.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Проворов Н.А., Воробьев Н.И., 2008

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 65617 от 04.05.2016.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах