Metagenomic analysis of pro- and eukaryotic components of microbiota of biologically active preparation BAGS | Метагеномный анализ про- и эукариотических компонентов микробиоты биологически активного препарата БАГС

English. The vast majority of microbial preparations are based on pure cultures of microorganisms. The use of such preparations is quite reasonable and effective for such functions as nitrogen fixation in symbiosis of rhizobia with legumes or biocontrol properties of bacilli. The aim of the work was to use a metagenomic approach to study the taxonomic composition of the microbial consortium in two batches of BAGS and components for its production. We used ready mature BAGS microbial preparation obtained by composting peat-silage-mineral mixture with inoculum for 11 months. Lme-softened sphagnum peat was 15% decomposed, dry oat straw was shredded; soil was sod-podzolic light loamy. Microbiological analysis, including bacterial and fungal components, was performed by deep sequencing of the 16S rRNA gene (prokaryotes) and ITS (fungi) amplicon libraries. According to the analysis of the taxonomic composition of BAGS, the main components of bacterial communities of both batches of BAGS preparation, one of which acted as an inoculum, belonged to representatives of phyla Pseudomonadota (27-32%), Planctomycetota (11-14%) and Bacteroidota (10-11%), and the main components of fungal communities were representatives of classes Sordariomycetes, Mucoromycetes and Leotiomycetes. By the end of the composting period, the bacterial part of the BAGS community appeared to be more stable than the fungal one and very close to the composition of the inoculum, while the eukaryotic communities were influenced by the peat microbiome. Meanwhile, years of BAGS reproduction have shaped its own unique microbiome. Approximately 12% of all taxa in BAGS were unique and specific to it, and the microbial mass of unique taxa in the preparation community accounted for 93% of their total number.

Russian. В подавляющем большинстве микробные препараты создаются на основе чистых культур микроорганизмов. Использование подобных препаратов вполне оправдано и результативно в случае азотфиксации в симбиозе ризобий с бобовыми или биоконтрольных свойств бацилл. Цель работы - с использованием метагеномного анализа исследовать таксономический состав консорциума двух партий микробного препарата БАГС и компонентов, используемых при его приготовлении. Объектами исследования были микробный препарат БАГС - готовый зрелый препарат, полученный в результате компостирования торфо-соломисто-минеральной смеси и инокулюма в течение 11 мес; инокулюм - зрелый препарат БАГС предыдущего приготовления (15 мес компостирования); торф - произвесткованный верховой сфагновый торф (степень разложенности 15%); солома - сухая измельченная солома овса; почва - дерново-подзолистая, легкосуглинистая. Микробиологический анализ, включая бактериальный и грибной компоненты, проводили с использованием метода глубокого секвенирования ампликонных библиотек гена 16S рРНК (прокариоты) и ITS (грибы). По данным анализа таксономического состава БАГС, основные компоненты бактериальных сообществ обеих партий препарата БАГС, один из которых выступал в качестве инокулюма, относились к представителям фил Pseudomonadota (27-32%), Planctomycetota (11-14%) и Bacteroidota (10-11%), а основными компонентами грибного сообщества были представители классов Sordariomycetes, Mucoromycetes и Leotiomycetes. Показано, что к концу срока компостирования бактериальная часть сообщества БАГС более стабильна, чем грибная, и очень близка к составу инокулюма, тогда как эукариотическая мажорная компонента больше подвержена влиянию микробиома торфа. При этом за годы воспроизводства БАГС сформировался его собственный уникальный микробиом. Около 12% от всех таксонов в БАГС оказались уникальными и присущими только ему, а на долю микробной массы уникальных таксонов в сообществе препарата приходилось 93% от общего их числа.