Creation and Characterization of a Genomically Hybrid Strain in the Nitrogen-Fixing Symbiotic Bacterium <i>Sinorhizobium meliloti</i>
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Notice bibliographique
Résumé
Many bacteria, often associated with eukaryotic hosts and of relevance for biotechnological applications, harbor a multipartite genome composed of more than one replicon. Biotechnologically relevant phenotypes are often encoded by genes residing on the secondary replicons. A synthetic biology approach to developing enhanced strains for biotechnological purposes could therefore involve merging pieces or entire replicons from multiple strains into a single genome. Here we report the creation of a genomic hybrid strain in a model multipartite genome species, the plant-symbiotic bacterium Sinorhizobium meliloti. We term this strain as cis-hybrid, since it is produced by genomic material coming from the same species' pangenome. In particular, we moved the secondary replicon pSymA (accounting for nearly 20% of total genome content) from a donor S. meliloti strain to an acceptor strain. The cis-hybrid strain was screened for a panel of complex phenotypes (carbon/nitrogen utilization phenotypes, intra- and extracellular metabolomes, symbiosis, and various microbiological tests). Additionally, metabolic network reconstruction and constraint-based modeling were employed for in silico prediction of metabolic flux reorganization. Phenotypes of the cis-hybrid strain were in good agreement with those of both parental strains. Interestingly, the symbiotic phenotype showed a marked cultivar-specific improvement with the cis-hybrid strains compared to both parental strains. These results provide a proof-of-principle for the feasibility of genome-wide replicon-based remodelling of bacterial strains for improved biotechnological applications in precision agriculture.
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Prédiction distillée sur la base complète
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle