Creation and Characterization of a Genomically Hybrid Strain in the Nitrogen-Fixing Symbiotic Bacterium <i>Sinorhizobium meliloti</i>
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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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| 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 | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».