SIMULATION OF EVOLUTION OF THE LEGUME-RHIZOBIA SYMBIOSIS FOR AN IMPROVED FUNCTIONAL INTEGRITY OF PARTNERS AND FOR ECOLOGICAL EFFICIENCY OF THEIR INTERACTION


Cite item

Full Text

Abstract

Simulation of evolution in the legume-rhizobial symbiosis allowed us to suggest the mathematical criterion (index) for the functional integrity of symbiosis (FIS). Calculation of FIS index is based on analysis of the covariance matrix of partners’ frequencies influenced by fluctuations of the systemic parameters. The positive correlations of FIS with ecological efficiency of symbiosis (its impact on the seed productivity of plants) and a negative correlation with the partners’ diversity indices were demonstrated. The revealed dependences allow us to explain the increasing of structural-functional integrity in mutualistic symbiosis byoperation of the natural selection in favor of an improved ecological efficiency of partners’ interactions.

About the authors

Nikolay I Vorobyov

All-Russia Research Institute for Agricultural Microbiology, Saint-Petersburg, RF

Email: nik4@newmail.ru

Nikolay A Provorov

All-Russia Research Institute for Agricultural Microbiology, Saint-Petersburg, RF

Email: provorov@newmail.ru

References

  1. Воробьев Н. И., Проворов Н. А., 2008. Моделирование эволюции бобово-ризобиального симбиоза при мультиштаммовой конкуренции бактерий за иноку- ляцию симбиотических ниш // Экологич. генетика. Т. 6. № 4. С. 3-11.
  2. Воробьева Э. И., 2006. Проблема целостности организма и ее перспективы // Изв. РАН, серия биологич. № 5. С. 530-540.
  3. Горбань А. Н, Манчук В. Т., Петушкова Е. В., 1987. Динамика корреляций между физиологическими параметрами при адаптации и эколого-эволюционный принцип полифакториальности // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. Л.: Гидрометеоиздат. Т. 10. С. 187-198.
  4. Дьяков Ю. Т., Озерецковская О. Л., Джавахия В. Г.,
  5. Багирова С. Ф., 2001. Общая и молекулярная фитопатология. М.: Изд-во Общество фитопатологов. 302 с.
  6. Кулаичев А. П., 2006. Методы и средства комплексного анализа данных. М.: ФОРУМ - ИНФРА-М. 512 с.
  7. Проворов Н. А., 2001. Генетико-эволюционные основы учения о симбиозе // Журн. общ. биологии. Т. 62. № 6. C. 472-495.
  8. Проворов Н. А., Борисов А. Ю., Тихонович И. А., 2002. Сравнительная генетика и эволюционная морфология симбиозов растений с микробами-азотфик- саторами и эндомикоризными грибами // Журн. общ. биологии. Т. 63. № 6. С. 451-472.
  9. Проворов Н. А., Воробьев Н. И., 2009. Моделирование ко-эволюции бактерий и растений в системе мутуалистического симбиоза // Генетика. Т. 45. № 5. С. 581-594.
  10. Ростова Н. С., Брач Н. Б., 1989. Генотипические и экологические корреляции некоторых признаков льна-долгунца // Тр. по прикл. ботанике, генетике и селекции. T. 125. C. 56-64.
  11. Северцов А. Н., 1967. Главные направления эволюционного процесса. М.: Изд-во МГУ. 201 с.
  12. Тихонович И. А., Проворов Н. А., 2003. Симбиогенетика микробно-растительных взаимодействий // Экологич. генетика. Т. 1. № 0. С. 36-46.
  13. Тихонович И. А., Проворов Н. А., 2009. Симбиозы растений и микроорганизмов: молекулярная генети- ка агросистем будущего. СПб: Изд-во СПбГУ. 210 с.
  14. Шмальгаузен И. И., 1983. Пути и закономерности эволюционного процесса. М.: Наука. 404 с.
  15. Яблоков А. В., Юсуфов А. Г., 2004. Эволюционное учение. М.: Высш. школа. 310 с.
  16. Douglas A. E., 1998. Host benefit and the evolution of specialization in symbiosis // Heredity. Vol. 81. N 6. P. 599-603.
  17. Frank S. A., 1994. Genetics of mutualism: the evolution of altruism between species // J. Theor. Biol. Vol. 170. P. 393-400.
  18. Hansen T. F., Martins E. P., 1996. Translating between microevolutionary processes and macroevolutionary patterns: the correlation structure of inter-specific data // Evolution. Vol. 50. P. 1404-1417.
  19. Lammerts van Bueren E. T., Struik P. C., Tiemens-Hulscher M., Jacobsen E., 2003. Concepts of intrinsic value and integrity of plants on organic plant breeding and propagation // Crop. Sci. Vol. 43. P. 1922-1929.
  20. Lewis D. H., 1974. Microorganisms and plants: the evolution of parasitism and mutualism // Evolution of Microbial World. Cambridge: Univ. Press. P. 367-392.
  21. Nei M., 1978. Estimation of average heterozygosity and genetic distance from a small number of individuals // Genetics. Vol. 89. P. 583-590.
  22. Provorov N. A., Saimnazarov U. B., Bahromov I. U., Pulatova D. Z., Kozhemyakov A. P., Kurbanov G. A., 1998. Effect of rhizobia inoculation on the seed (herbage) production of mungbean (Phaseolus aureus Roxb.) grown at Uzbekistan. J. Arid Environ. Vol. 39. P. 569-575.
  23. Provorov N. A., Vorobyov N. I., 2008. Equilibrium between the "genuine mutualists" and "symbiotic cheaters" in the bacterial population co-evolving with plants in a facultative symbiosis // Theor. Population Biol. Vol. 74. N 4. P. 345-355.
  24. Provorov N. A., Vorobyov N. I., 2009. Host plant as on organizer of microbial evolution in the beneficial symbioses // Phytochemical Reviews. Vol. 8. P. 519-534.
  25. 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.
  26. Tikhonovich I. A., Provorov N. A., 2009. From plantmicrobe interactions to symbiogenetics: a universal paradigm for the inter-species genetic integration // Ann. Appl. Biol. Vol. 154. N 3. P. 341-350.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2010 Vorobyov N.I., Provorov N.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».