Специалисты Южного федерального университета (ЮФУ) произвели массовый скрининг почв особо охраняемых природных территорий юга России и изучили их метагеном. Эти почвы практически не испытывают антропогенного давления, обладают большим биоразнообразием и благодаря своей «девственности» могут служить эталонами качества почв. За счёт интенсивного земледелия доля природных ландшафтов в общей площади Ростовской области одна из самых низких в стране — она составляет не более 25%. Выделение эталонов почв имеет большое значение для устойчивого развития территорий чернозёмной зоны юга России.
Ранее практически все метагеномные исследования проводили путём определения количества и последовательности всех копий одного универсального гена (таких как 16S рРНК ген, 18S рРНК ген, ген ITS). Отличительной особенностью проекта ЮФУ стало применение метода шотган-секвенирования, или метода дробовика (суть метода заключается в случайном фрагментировании ДНК на короткие участки, которые затем секвенируют любым доступным методом) для изучения непо-средственно почвенного метагенома. Для почв чернозёмной зоны юга России такое исследование было проведено впервые.
Сотрудники ЮФУ также определили, какие гены антибиотикорезистентности есть у микроорганизмов, живущих в почвах особо охраняемых природных территорий. Оказалось, что для метагеномов исследованных проб характерно низкое содержание генов устойчивости к антибиотикам при достаточно высоком уровне их разнообразия. Так, во всех пробах почв содержалось 56 уникальных генов, обеспечивающих устойчивость к двум и более различным типам антибиотиков.
Итогом работы почвоведов стало веб-приложение «Карта метагенома Ростовской области». С помощью этой карты можно изучать почвенный микробиом и его распределение в зависимости от зональности, типа почв, их происхождения и истории воздействия на них человека. Приложение постоянно пополняется новой информацией о биологических свойствах почв, получаемой в результате метагеномных исследований новых образцов почв.
Исследователи ЮФУ не просто диагностируют, какие изменения происходят в природе. Так, на основе полученных данных они разработали принципы создания Красной книги почв территории Ростовской области. Конечная же цель их изысканий — разработка методов сохранения потенциала почвенных ресурсов и повышение плодородия почв, например с помощью биопрепаратов, создаваемых с использованием метода метагеномного секвенирования ДНК.
Работа реализована в рамках проекта «Управление почвенными ресурсами и агроклиматология» программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».
По информации пресс-службы Южного федерального университета.
Фото предоставлены пресс-службой ЮФУ.
