Распределение триптофан-зависимых путей синтеза индол-3-уксусной кислоты у бактерий, выявленное с помощью крупномасштабного геномного анализа

Бактериальная индол-3-уксусная кислота (ИУК), являющаяся эффекторной молекулой в физиологии микроорганизмов, играет важную роль в стимуляции роста растений. В данной работе был проведён всесторонний анализ примерно 7 282 геномов прокариот, представляющих различные филы бактерий, в сочетании с метагеномными данными, полученными для корневых зон, с целью выявления распределения триптофан-зависимых путей синтеза ИУК и количественной оценки генов, связанных с синтезом ИУК, в средах, ассоциированных с корнями растений. Было установлено, что 82,2% проанализированных геномов бактерий потенциально способны синтезировать ИУК из триптофана (Trp) или его промежуточных соединений. Интересно, что несколько филогенетически разнообразных бактерий демонстрировали предпочтительную тенденцию к использованию различных путей, при этом пути через триптамин и индол-3-пируват были наиболее распространёнными у бактерий. Около 45,3% исследованных геномов содержали несколько сосуществующих путей, формирующих сложные системы синтеза ИУК. Кроме того, метагеномный анализ корнеассоциированных сообществ показал, что ризобактерии преимущественно синтезируют ИУК через пути индол-3-ацетамида (IAM) и триптамина (TMP) и могут обладать более высокой способностью к синтезу ИУК, чем бактерии, колонизирующие другие среды. Полученные результаты уточняют наше понимание путей синтеза ИУК у бактерий и предоставляют более быстрый и менее трудоёмкий альтернативный подход к физиологическому скринингу на основе коллекций геномов. Более глубокое понимание синтеза ИУК в бактериальных сообществах может способствовать максимальному использованию бактериальной ИУК для усиления роста и физиологических функций сельскохозяйственных культур.