Цель. Изучение биотехнологического потенциала штаммов коллекции компании «БИОТРОФ» с использованием полногеномного NGS-секвенирования. Материал и методы. Был проанализирован геном 6 бактериальных штаммов родов Bacillus, Lactobacillus и Streptococcus из коллекции ООО «БИОТРОФ» (г. Санкт-Петербург). Биоинформатический анализ данных включал обработку в программных комплексах инструментов и базах данных RAST, KEGG Pathway, antiSMASH 6.0, Norine, CAZy, PHASTER, VirulenceFinder и ResFinder. Результаты. Проведенный анализ показал, что исследуемые штаммы имели гены, ассоциированные с синтезом большого числа антимикробных веществ различной природы и спектра действия, ферментов, витаминов, аминокислот, генов устойчивости к агрессивным факторам внешней среды и другими свойствами, обуславливающими высокий потенциал их применения в различных отраслях. Использование штаммов рода Bacillus и Enterococcus может оказаться более предпочтительным для производства биопрепаратов для растениеводства (стимуляция роста и защита растений, биоремедиация) и животноводства (регуляция микробиома ЖКТ, повышение иммунитета, детоксикация, повышение доступности питательных веществ) из-за большего спектра генов, связанных с адаптацией, ферментативной активностью, антимикробной защитой, синтезом витаминов и аминокислот. Lactobacillus plantarum 600, Bacillus subtilis 111, Bacillus mucilaginosus 159 в составе генома имеют детерминанты осмотолерантности и синтеза антимикробных соединений, что обуславливает их потенциал в качестве консервантов для кормов, а Streptococcus thermophilus L - гены синтеза экзополисахаридов, необходимых для производства кисломолочной продукции. В геноме всех исследуемых штаммов отсутствовали элементы, способствующие формированию токсичных и вирулентных свойств штаммов. Заключение. Установлен высокий потенциал исследованных штаммов для использования в растениеводстве, животноводстве и пищевой промышленности.
Purpose. Study of biotechnological potential of strains of the BIOTROF company collection using whole-genome NGS sequencing. Material and methods. The genome of 6 bacterial strains of the genera Bacillus, Lactobacillus and Streptococcus from the collection of BIOTROF LLC (St. Petersburg) was analyzed. Bioinformatics data analysis included processing in software packages of tools and databases RAST, KEGG Pathway, antiSMASH 6.0, Norine, CAZy, PHASTER, VirulenceFinder and ResFinder. Results. The analysis showed that the studied strains had genes associated with the synthesis of a large number of antimicrobial substances of various natures and spectrums of action, enzymes, vitamins, amino acids, genes of resistance to aggressive environmental factors and other properties that determine the high potential of their application in various industries. The use of strains of the genus Bacillus and Enterococcus may be more preferable for the production of biopreparations for plant growing (stimulation of plant growth and protection, bioremediation) and animal husbandry (regulation of the gastrointestinal microbiome, increased immunity, detoxification, increased availability of nutrients) due to a wider range of genes associated with adaptation, enzymatic activity, antimicrobial protection, synthesis of vitamins and amino acids. Lactobacillus plantarum 600, Bacillus subtilis 111, Bacillus mucilaginosus 159 in the genome have determinants of osmotolerance and synthesis of antimicrobial compounds, which determines their potential as preservatives for feed, and Streptococcus thermophilus L has genes for the synthesis of exopolysaccharides necessary for the production of fermented milk products. The genome of all the studied strains did not contain elements that contribute to the formation of toxic and virulent properties of the strains. Conclusion. The studied strains have been shown to have high potential for use in crop production, livestock farming and the food industry.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.