Список сокращений ............................................... 5
Введение ........................................................ 6

Глава 1. Эволюция структуры и функций микробного генома ........ 10
1.1  Метаболическая интеграция бактерий и растений ............. 12
1.2  Бактериальные сигналы - регуляторы симбиоза ............... 19
1.3  Формирование симбиогенома ................................. 22
     1.3.1  Симбиотические острова ............................. 27
     1.3.2  Плазмиды и хромиды ................................. 28
     1.3.3  Пластичность бактериального генома ................. 34
1.4  Генетическая специализация симбионтов к хозяевам .......... 38
     Заключение к главе 1 ...................................... 43
     Литература к главе 1 ...................................... 48

Глава 2. Популяционная динамика и естественный отбор ........... 59
2.1  Бактериальные популяции в системах «растение-почва» ....... 60
     2.1.1  Популяционный полиморфизм .......................... 60
     2.1.2  Панмиктичность и перенос генов ..................... 64
     2.1.3  Формирование эволюционно активных популяций ........ 70
2.2  Частотно-зависимый отбор (математическое моделирование) ... 74
     2.2.1  Выявление и адаптивные эффекты отбора .............. 75
     2.2.2  Механизмы действия отбора на бактерии-мутуалисты ... 80
2.3  Дизруптивный отбор (экспериментальное моделирование) ...... 85
     2.3.1  Переход бактерий в эндосферу растений .............. 87
     2.3.2  Дивергенция бактерий, определяемая растениями ...... 91
     Заключение к главе 2 ...................................... 98
     Литература к главе 2 ..................................... 100

Глава 3. Эффективность симбиоза и межвидовой альтруизм ........ 109
3.1  Специфичность и эффективность симбиоза ................... 111
     3.1.1  Экспериментальное моделирование ................... 112
     3.1.2  Математическое моделирование ...................... 114
       3.1.2.1  Диморфные популяции бактерий .................. 115
       3.1.2.2  Полиморфные популяции бактерий ................ 117
3.2  Симбиоз как эволюционно целостная система ................ 121
     3.2.1  Моделирование интегративной эволюции .............. 122
     3.2.2  Целостность и эффективность систем мутуализма ..... 124
     3.2.3  Прогрессивная и адаптивная эволюция симбиоза ...... 125
3.3  Альтруистическая стратегия симбиоза ...................... 127
     3.3.1  Альтруизм и групповой отбор ....................... 128
     3.3.2  Клеточные и молекулярные основы альтруизма ........ 134
     Заключение к главе 3 ..................................... 140
     Литература к главе 3 ..................................... 143

Глава 4. Принцип дополнительности геномов в расширении
адаптационного потенциала растений ............................ 147
4.1  Интеграция генома растений и почвенного метагенома ....... 148
4.2  Симбиотические гены растений ............................. 151
4.3  Специфичность взаимодействия и сигналинг ................. 154
4.4  Универсальность генетического контроля разных симбиозов .. 161
4.5  Адаптивная изменчивость микробно-растительного симбиоза .. 164
4.6  Происхождение и эволюция симбиотических генов ............ 167
     Заключение к главе 4 ..................................... 172
     Литература к главе 4 ..................................... 173

Глава 5. Биоинженерия микробно-растительных систем ............ 179
5.1  Симбиогеном как объект биоинженерии ...................... 181
     5.1.1  Симбиотическая регуляция нитрогеназного
            комплекса ......................................... 181
       5.1.1.1  Синтез MoFe-кофактора нитрогеназы ............. 181
       5.1.1.2  Кислородная регуляция симбиоза ................ 182
       5.1.1.3  Регуляция симбиоза азотом ..................... 187
       5.1.1.4  Взаимодействия, сходные с патогенезом ......... 190
     5.1.2  Биохимическая система клубенька ................... 191
5.2  Конструирование симбионтов-мутуалистов ................... 195
     5.2.1  Энергоснабжение нитрогеназы ....................... 197
     5.2.2  Оптимизация габитуса растений ..................... 200
     5.2.3  Негативные регуляторы симбиоза .................... 204
     5.2.4  Конкурентоспособность симбиотических бактерий ..... 209
     5.2.5  Конструирование симбиотрофных растений ............ 215
     Заключение к главе 5 ..................................... 217
     Литература к главе 5 ..................................... 221

Заключение .................................................... 232
Литература .................................................... 239