fruitberryПлодоводство и ягодоводство РоссииPomiculture and small fruits culture in Russia2073-4948ФГБНУ ВСТИСП10.31676/2073-4948-2026-84-15-30fruitberry-1461Research ArticleГЕНЕТИКА, СЕЛЕКЦИЯ, СЕМЕНОВОДСТВОGENETICS, BREEDING, SEED PRODUCTIONИзучение филогенетической структуры фитомикробиома с целью использования в селекции растенийResearch into the phylogenetic structure of phytomicrobiome for use in plant breedinghttps://orcid.org/0000-0002-4447-7340КоноваловС. Н.KonovalovS. N.

С. Н. Коновалов, внс, канд. биол. наук

Москва

Moscow

vstisp.agrochem@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2797-7394БобковаВ. В.BobkovaV. V.

В. В. Бобкова, нс

Москва

Moscow

vstisp.agrochem@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1760-5992СазоновФ. Ф.SazonovF. F.

Ф. Ф. Сазонов, внс, доктор с.-х. наук

Москва

Moscow

vstisp.agrochem@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3849-8567БорисоваА. А.BorisovaA. A.

А. А. Борисова, внс, доктор с.-х. наук

Москва

Moscow

vstisp.agrochem@yandex.ruФедеральный научный селекционно-технологический центр садоводства и питомниководстваРоссияFederal Horticultural Center for Breeding, Agrotechnoloigy and NurseryRussian Federation2026300320268411530Copyright © Коновалов С.Н., Бобкова В.В., Сазонов Ф.Ф., Борисова А.А., 20262026Коновалов С.Н., Бобкова В.В., Сазонов Ф.Ф., Борисова А.А.Konovalov S.N., Bobkova V.V., Sazonov F.F., Borisova A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.plodovodstvo.com/jour/article/view/1461

Статья является обзорной и посвящена исследованию закономерностей формирования филогенетической структуры фитомикробиомов и методам селекции растений, направленным на их оптимизацию с целью получения новых фенотипов с ценными хозяйственными свойствами. При создании высокопродуктивных адаптивных сортов плодовых и ягодных культур необходимо использование ресурса ассоциированных микроорганизмов, входящих в состав фитомикробиома (эндосферы, филлосферы, ризосферы), которые выполняют важную роль в реализации потенциала генотипа и могут способствовать получению новых форм с более высоким уровнем проявления полезных признаков. С этой целью обоснована необходимость разработки экологически безопасных направлений и методов селекции, основанных на достижениях синтетической биологии и инженерии фитомикробиома, оптимизирующих симбиоз растений и микроорганизмов. Эта стратегия может ускорить селекционный процесс, а их использование увеличит количество и качество доноров и источников с хозяйственно-ценными признаками.

This article reviews recent advances in understanding the mechanisms underlying the formation of phylogenetic structure in phytomicrobiomes and examines plant breeding strategies aimed at optimizing these mechanisms to obtain novel phenotypes with valuable agronomic traits. In the development of highly productive and adaptive varieties of fruit and berry crops, the functional potential of associated microorganisms comprising the phytomicrobiome (endosphere, phyllosphere, and rhizosphere) should be considered. These microbial communities play an essential role in realizing the genetic potential of plants and may facilitate the breeding of new varieties with improved economically important traits. The article underscores the importance of developing environmentally safe breeding strategies and methods based on advances in synthetic biology and phytomicrobiome engineering that optimize the symbiosis between plants and microorganisms. This can accelerate the breeding process and increase the number and quality of donors and sources with economically valuable traits.

сортфитомикробиомэндофитные бактериивертикальная передача микроорганизмовгоризонтальный перенос геновселекциясинтетическая биологияинженерия фитомикробиома.varietyphytomicrobiomeendophytic bacteriavertical microorganism transmissionhorizontal gene transferbreedingsynthetic biologyphytomicrobiome engineering.Исследования выполнены в соответствии с государственным заданием ФГБНУ ФНЦ Садоводства по теме «Разработка технологий повышения уровня реализации генетического потенциала селекционных форм и управления качеством многолетних агроценозов на основе биологизированных методов управления продукционным процессом и оптимизации минерального питания» (FGUW-2024-0003).The research was carried out within the state order of FSBSO ARHCBAN for the topic «Development of technologies for increasing the level of realization of genetic potential of selection forms and quality management of perennial agrocenoses using biologized methods of productivity process management and optimization of mineral nutrition» (FGUW-2024-0003).ReferencesСазонов Ф. Ф., Евдокименко C. Н., Неброй К. Ю., Подгаецкий М. А. Оценка генофонда смородины черной ФГБНУ ФНЦ Садоводства по устойчивости к почковому клещу в условиях Брянской области, Садоводство и виноградарство. 2023;3:28-36. DOI: 10.31676/0235-2591-2023-3-28-36.Сазонов Ф. Ф., Евдокименко C. Н., Неброй К. Ю., Подгаецкий М. А. Оценка генофонда смородины черной ФГБНУ ФНЦ Садоводства по устойчивости к почковому клещу в условиях Брянской области, Садоводство и виноградарство. 2023;3:28-36. DOI: 10.31676/0235-2591-2023-3-28-36.Fenta L., Mekonnen H. Microbial biofungicides as a substitute for chemical fungicides in the control of phytopathogens: current perspectives and research directions, Scientifica. 2024;1:1-12. DOI: 10.1155/2024/5322696.Fenta L., Mekonnen H. Microbial biofungicides as a substitute for chemical fungicides in the control of phytopathogens: current perspectives and research directions, Scientifica. 2024;1:1-12. DOI: 10.1155/2024/5322696.Kumar V., Raghuvanshi N., Kumar A., Rithesh L., Rai A., Pandey A. K. Deciphering phytomicrobiomes for sustainable crop production: Recent findings and future perspectives, Plant Stress. 2023;10:100285. DOI: 10.1016/j.stress.2023.100285.Kumar V., Raghuvanshi N., Kumar A., Rithesh L., Rai A., Pandey A. K. Deciphering phytomicrobiomes for sustainable crop production: Recent findings and future perspectives, Plant Stress. 2023;10:100285. DOI: 10.1016/j.stress.2023.100285.О семеноводстве: Федеральный закон от 30 декабря 2021 года № 454-ФЗ. Собр. законодательства Рос. Федерации. 2022. № 1 от 3 января 2022 г. (ЧастиI-IV). Ст. 23.О семеноводстве: Федеральный закон от 30 декабря 2021 года № 454-ФЗ. Собр. законодательства Рос. Федерации. 2022. № 1 от 3 января 2022 г. (ЧастиI-IV). Ст. 23.Contreras-Liza S. E. Plant Breeding and Microbiome, Plant Breeding Current and Future Views. 2021, 188-189. DOI: 10.5772/intechopen.94948.Contreras-Liza S. E. Plant Breeding and Microbiome, Plant Breeding Current and Future Views. 2021, 188-189. DOI: 10.5772/intechopen.94948.Проворов Н. А., Тихонович И. А. Симбиогенетика и симбиогенез: молекулярные и экологические основы интегративной эволюции, Генетика. 2023;59(2):135-146. DOI: 10.31857/S0016675823020091.Проворов Н. А., Тихонович И. А. Симбиогенетика и симбиогенез: молекулярные и экологические основы интегративной эволюции, Генетика. 2023;59(2):135-146. DOI: 10.31857/S0016675823020091.Sangiorgio D., Cellini A., Donati I., Ferrari E., Tanunchai B., Fareed S., Wahdan M., Sadubsarn D., Farneti B., Checcucci A., Buscot F., Spinelli F., Purahong W. Taxonomical and functional composition of strawberry microbiome is genotype-dependent, Journal of Advanced Research. 2022;42:189-204. DOI: 10.1016/j.jare.2022.02.009.Sangiorgio D., Cellini A., Donati I., Ferrari E., Tanunchai B., Fareed S., Wahdan M., Sadubsarn D., Farneti B., Checcucci A., Buscot F., Spinelli F., Purahong W. Taxonomical and functional composition of strawberry microbiome is genotype-dependent, Journal of Advanced Research. 2022;42:189-204. DOI: 10.1016/j.jare.2022.02.009.Ghatak A., Kanellopoulos A. E., López-Hidalgo C. [et al.]. Natural variation of the wheat root exudate metabolome and its influence on biological nitrification inhibition activity, Plant Biotechnology Journal. 2025;23(11):55-72. DOI:10.1111/pbi.70248.Ghatak A., Kanellopoulos A. E., López-Hidalgo C. [et al.]. Natural variation of the wheat root exudate metabolome and its influence on biological nitrification inhibition activity, Plant Biotechnology Journal. 2025;23(11):55-72. DOI:10.1111/pbi.70248.Abdelfattah A., Tack A. J. M., Wasserman B., Liu J., Berg G., Norelli J., Droby S., Wisniewski M. Evidence for host-microbiome co-evolution in apple, New Phytol. 2022;234(6):2088-2100. DOI: 10.1111/nph.17820.Abdelfattah A., Tack A. J. M., Wasserman B., Liu J., Berg G., Norelli J., Droby S., Wisniewski M. Evidence for host-microbiome co-evolution in apple, New Phytol. 2022;234(6):2088-2100. DOI: 10.1111/nph.17820.Patz S., Rauh M., Gautam A., Huson D. H. Metagenomic analysis of plant growth-promoting traits, BioRxiv. 2024. DOI: 10.1101/2024.02.17.580828.Patz S., Rauh M., Gautam A., Huson D. H. Metagenomic analysis of plant growth-promoting traits, BioRxiv. 2024. DOI: 10.1101/2024.02.17.580828.Chaudhary P., Agri U., Chaudhary A., Kumar A., Kumar G. Endophytes and their potential in biotic stress management and crop production, Front. Microbiol. 2022;13:933017. DOI: 10.3389/fmicb.2022.933017.Chaudhary P., Agri U., Chaudhary A., Kumar A., Kumar G. Endophytes and their potential in biotic stress management and crop production, Front. Microbiol. 2022;13:933017. DOI: 10.3389/fmicb.2022.933017.Abokoura H. Endophytic Bacteria; Diversity, Characterization and Role in Agriculture, Journal of Basic & Applied Sciences. 2023;1:19. DOI: 10.29169/1927-5129.2023.19.11.Abokoura H. Endophytic Bacteria; Diversity, Characterization and Role in Agriculture, Journal of Basic & Applied Sciences. 2023;1:19. DOI: 10.29169/1927-5129.2023.19.11.O’Banion B. S., Jones P., Demetros A. A., Kelley B. R., Knoor L. H., Wagner A. S., Chen J. G., Muchero W., Reynolds T. B., Jacobson D., Lebeis S. L. Plantmyo-inositol transport influences bacterial colonization phenotypes, Curr Biol. 2023;33(15):3111-3124. DOI: 10.1016/j.cub.2023.06.057.O’Banion B. S., Jones P., Demetros A. A., Kelley B. R., Knoor L. H., Wagner A. S., Chen J. G., Muchero W., Reynolds T. B., Jacobson D., Lebeis S. L. Plantmyo-inositol transport influences bacterial colonization phenotypes, Curr Biol. 2023;33(15):3111-3124. DOI: 10.1016/j.cub.2023.06.057.Su P., Kang H., Peng Q., Wicaksono W. A., Berg G., Liu Z., Ma J., Zhang D., Cernava T., Liu Y. Microbiome homeostasis on rice leaves is regulated by a precursor molecule of lignin biosynthesis, Nature Commun. 2024;15(1):23. DOI: 10.1038/s41467-023-44335-3.Su P., Kang H., Peng Q., Wicaksono W. A., Berg G., Liu Z., Ma J., Zhang D., Cernava T., Liu Y. Microbiome homeostasis on rice leaves is regulated by a precursor molecule of lignin biosynthesis, Nature Commun. 2024;15(1):23. DOI: 10.1038/s41467-023-44335-3.Галиева Г. Ш., Галицкая П. Ю., Селивановская С. Ю. Растительный микробиом: происхождение, состав и функции, Ученые записки Казанского университета. Серия Естественные науки. 2023;165(2):231-262. DOI: 10.26907/2542-064X.2023.2.231-262.Галиева Г. Ш., Галицкая П. Ю., Селивановская С. Ю. Растительный микробиом: происхождение, состав и функции, Ученые записки Казанского университета. Серия Естественные науки. 2023;165(2):231-262. DOI: 10.26907/2542-064X.2023.2.231-262.Romão I. R., do Carmo Gomes J., Silva D. et.al. The seed microbiota from an application perspective: an underexplored frontier in plant-microbe interactions, Crop Health. 2025;3:12. DOI: 10.1007/s44297-025-00051-6.Romão I. R., do Carmo Gomes J., Silva D. et.al. The seed microbiota from an application perspective: an underexplored frontier in plant-microbe interactions, Crop Health. 2025;3:12. DOI: 10.1007/s44297-025-00051-6.Simonin M., Briand M., Chesneau G., Rochefort A., Marais C., Sarniguet A., Barret M. Seedmicrobiota revealed by a large-scale meta-analysis including 50 plant species, New Phytologist. 17 February 2022, 1448-1463. DOI: 10.1111/nph.18037.Simonin M., Briand M., Chesneau G., Rochefort A., Marais C., Sarniguet A., Barret M. Seedmicrobiota revealed by a large-scale meta-analysis including 50 plant species, New Phytologist. 17 February 2022, 1448-1463. DOI: 10.1111/nph.18037.Johnston-Monje D., Gutiérrez J. P., Lopez-Lavalle L. A. B. Seed-Transmitted Bacteria and Fungi Dominate Juvenile Plant Microbiomes, Front. Microbiol. 2021;12:737616. DOI: 10.3389/fmicb.2021.737616.Johnston-Monje D., Gutiérrez J. P., Lopez-Lavalle L. A. B. Seed-Transmitted Bacteria and Fungi Dominate Juvenile Plant Microbiomes, Front. Microbiol. 2021;12:737616. DOI: 10.3389/fmicb.2021.737616.Matsumoto H., Fan X., Wang Y. et al. Bacterial seed endophyte shapes disease resistance in rice, Nat. Plants. 2021;7:60-72. DOI: 10.1038/s41477-020-00826-5.Matsumoto H., Fan X., Wang Y. et al. Bacterial seed endophyte shapes disease resistance in rice, Nat. Plants. 2021;7:60-72. DOI: 10.1038/s41477-020-00826-5.Michl K., Kanasugi M., Förster A., Wuggenig R., Issifu S., Hrynkiewicz K., Emmerling C., David C., Dumont B., Martensson L. D., Rasche F., Berg G., Cernava T. The microbiome of a perennial cereal differs from annual winter wheat only in the root endosphere, ISME Commun. 2024;23;5(1):ycae165. DOI: 10.1093/ismeco/ycae165.Michl K., Kanasugi M., Förster A., Wuggenig R., Issifu S., Hrynkiewicz K., Emmerling C., David C., Dumont B., Martensson L. D., Rasche F., Berg G., Cernava T. The microbiome of a perennial cereal differs from annual winter wheat only in the root endosphere, ISME Commun. 2024;23;5(1):ycae165. DOI: 10.1093/ismeco/ycae165.Olimi E., Kusstatscher P., Wicaksono W. A. et al. Insights into the microbiome assembly during different growth stages and storage of strawberry plants, Environmental Microbiome. 2022;17:21. DOI: 10.1186/s40793-022-00415-3.Olimi E., Kusstatscher P., Wicaksono W. A. et al. Insights into the microbiome assembly during different growth stages and storage of strawberry plants, Environmental Microbiome. 2022;17:21. DOI: 10.1186/s40793-022-00415-3.Wicaksono W. A., Buko A., Kusstatscher P. et al. Impact of Cultivation and Origin on the Fruit Microbiome of Apples and Blueberries and Implications for the Exposome, Microb. Ecol. 2023;86:973-984. DOI: 10.1007/s00248-022-02157-8.Wicaksono W. A., Buko A., Kusstatscher P. et al. Impact of Cultivation and Origin on the Fruit Microbiome of Apples and Blueberries and Implications for the Exposome, Microb. Ecol. 2023;86:973-984. DOI: 10.1007/s00248-022-02157-8.Cernava T. Coming of age for Microbiome gene breeding in plants, Nat Commun. 2024;15:6623. DOI: 10.1038/s41467-024-50700-7.Cernava T. Coming of age for Microbiome gene breeding in plants, Nat Commun. 2024;15:6623. DOI: 10.1038/s41467-024-50700-7.Hanif M. S., Tayyab M., Baillo E. H., Islam M. M., Islam W., Li X. Plant microbiome technology for sustainable agriculture, Frontiers in Microbiology. 2024, 15. DOI: 10.3389/fmicb.2024.1500260.Hanif M. S., Tayyab M., Baillo E. H., Islam M. M., Islam W., Li X. Plant microbiome technology for sustainable agriculture, Frontiers in Microbiology. 2024, 15. DOI: 10.3389/fmicb.2024.1500260.Jain P., Ravi L. Phytomicrobiomes Engineering Using Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR). In: Dharumadurai, D., Narayanan A. S. (eds), Plant Microbiome Engineering. Methods and Protocols in Food Science. Humana, New York, NY. 2025, 377-400. DOI: 10.1007/978-1-0716-4180-4_43.Jain P., Ravi L. Phytomicrobiomes Engineering Using Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR). In: Dharumadurai, D., Narayanan A. S. (eds), Plant Microbiome Engineering. Methods and Protocols in Food Science. Humana, New York, NY. 2025, 377-400. DOI: 10.1007/978-1-0716-4180-4_43.Shinde C. Plant Microbiome Engineering for Crop Breeding: A Revolutionary Approach, New Era agriculture Magazine. 2024:3(5):227-230.Shinde C. Plant Microbiome Engineering for Crop Breeding: A Revolutionary Approach, New Era agriculture Magazine. 2024:3(5):227-230.Ke J., Wang B., Yoshikuni Y. Microbiome Engineering: Synthetic Biology of Plant-Associated Microbiomes in Sustainable Agriculture, Trends Biotechnol. 2021;39(3):244-261. DOI: 10.1016/j.tibtech.2020.07.008.Ke J., Wang B., Yoshikuni Y. Microbiome Engineering: Synthetic Biology of Plant-Associated Microbiomes in Sustainable Agriculture, Trends Biotechnol. 2021;39(3):244-261. DOI: 10.1016/j.tibtech.2020.07.008.Orukotan K. E., Elughi G. N., Abimbola B. S., Akinyosoye A. D., Ahuekwe E. F., Oziegbe O. Plant Microbiome Engineering: Principles, Methods, and Current Trends. In: Isibor P. O., Akinduti P., Oranusi S. U., Popoola J. O. Biotechnological Approaches to Sustainable Development Goals. Springer, Cham. 2023, 251-267. DOI: 10.1007/978-3-031-33370-5_17.Orukotan K. E., Elughi G. N., Abimbola B. S., Akinyosoye A. D., Ahuekwe E. F., Oziegbe O. Plant Microbiome Engineering: Principles, Methods, and Current Trends. In: Isibor P. O., Akinduti P., Oranusi S. U., Popoola J. O. Biotechnological Approaches to Sustainable Development Goals. Springer, Cham. 2023, 251-267. DOI: 10.1007/978-3-031-33370-5_17.Vinskienė J., Tamošiūnė I., Rugienius R. et al. Endophytic bacterial community dynamics in sweet cherry in vitro shoot culture and their role in shoot adaptation after cryopreservation, BMC Plant Biol. 2024;24:1145. DOI: 10.1186/s12870-024-05866-z.Vinskienė J., Tamošiūnė I., Rugienius R. et al. Endophytic bacterial community dynamics in sweet cherry in vitro shoot culture and their role in shoot adaptation after cryopreservation, BMC Plant Biol. 2024;24:1145. DOI: 10.1186/s12870-024-05866-z.Бобкова В. В., Коновалов С. Н., Упадышев М. Т. Таксономический состав эндофитного бактериального компонента микробиома растительных тканей клоновых подвоев яблони, выращиваемых на дерново-подзолистых почвах с различными свойствами, Садоводство и виноградарство. 2021;6:36-44. DOI: 10.31676/0235-2591-2021-6-36-44.Бобкова В. В., Коновалов С. Н., Упадышев М. Т. Таксономический состав эндофитного бактериального компонента микробиома растительных тканей клоновых подвоев яблони, выращиваемых на дерново-подзолистых почвах с различными свойствами, Садоводство и виноградарство. 2021;6:36-44. DOI: 10.31676/0235-2591-2021-6-36-44.Бобкова В. В., Коновалов С. Н., Чеботарь В. К. Изучение таксономического состава бактериального компонента микробиома сортов земляники садовой (Fragaria x ananassa Duch.) в условиях Московской области, Материалы 3-ей Международной научной конференции PLAMIC2022 «Растения и микроорганизмы: биотехнология будущего» 3-8 октября 2022 г., Санкт-Петербург. Отв. ред. И. А. Тихонович. 2022, 45.Бобкова В. В., Коновалов С. Н., Чеботарь В. К. Изучение таксономического состава бактериального компонента микробиома сортов земляники садовой (Fragaria x ananassa Duch.) в условиях Московской области, Материалы 3-ей Международной научной конференции PLAMIC2022 «Растения и микроорганизмы: биотехнология будущего» 3-8 октября 2022 г., Санкт-Петербург. Отв. ред. И. А. Тихонович. 2022, 45.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.