Жоба туралы қысқаша ақпарат
(жобаның ұзақтығы-27 ай., 2020-2022 ж.)
Жобаның атауы: ЖТН АР08855387 «Жұмсақ бидайдың өнімділігін, сапасын және ауруға төзімділігін арттыру мақсатында гендерді табу үшін топталған ассоциативті карталау».
Бидай экспорттаушы әлемдегі жетекші елдердің бірі Қазақстанда бидай өсіру бойынша жобалар дәстүрлі түрде классикалық әдістерді қолдануға негізделген. Сонымен қатар, SNP (single nucleotide polymorphism) маркерлерін қолдана отырып, өсімдіктердің генетикалық ресурстары мен жоғары жылдамдықты генотиптеу платформаларының заманауи дамуы әлемде бидайдың селекциясын жақсартуға арналған молекулалық технологиялардың кең спектрін ұсынады. Бұл технологиялар күрделі сандық белгілерге арналған ДНҚ-маркерлерінің тиімді жиынтықтарын іздестіруге және құруға, сондай-ақ маркер маркер-жанама селекция технологиясына негізделген аймақтық селекциялық жобаларды дамытуға ықпал етеді.
Қазақстан бидайды 12 млн. га аумақта өсірілуіне қарамастан, өнімділігі әр гектардан 1,3 тоннадан сирек асады. Бұл негізінен бидайдың егіншіліктің критикалық аймағында өсірілетіндігіне, сонымен қатар абиотикалық және биотикалық стресстерге, мысалы, жапырақ, сабақ және сары тат аурулары және т.б. байланысты. Екінші жағынан, ФАО болжамы бойынша Қазақстандағы бидайдың орташа өнімділігі гектарына 3,0 тоннаға жетуі мүмкін. Осы мақсатқа жету үшін агробиотехнология мен ауыл шаруашылығындағы жаңа жетістіктерді, соның ішінде генетикалық ресурстар мен заманауи молекулалық құралдарды дамытуды ескеру керек.
Жобаның мақстаы: Жобаның мақсаты жаздық жұмсақ бидай Triticum aestivum L. үшін топталған ассоциативтік карталау (ТАК) әдістемесін пайдалану негізінде өнімділік, астық сапасы, тат ауруларына төзімділік компоненттерімен байланысқан сандық белгілер локустары (СБЛ) мен спецификалық гендердің ДНҚ маркерлерін анықтау.
Күтілетін нәтижелер.
- Солтүстік және Оңтүстік-Шығыс Қазақстан жағдайында ТАК популяциясы (300 РИЛ) және 180 жергілікті үлгілерден тұратын жаздық жұмсақ бидай үлгілерінің фенологиялық және фенотиптік сипаттамасы.
- Солтүстік және Оңтүстік-Шығыс Қазақстанда өсірілген ТАК популяциясы мен жергілікті жұмсақ бидайдың дән сапасы көрсеткіштері және спецификалық гендер бойынша сипаттамасы.
- Егістік жағдайында жаздық бидайдың ТАК популяциясы мен жергілікті коллекцияның жапырақ, сабақ және сары татқа төзімділігі бағаланады.
- ТАК популяциясының фенотиптік және генотиптік деректерін қолдануға негізделген өнімділік, дән сапасы және тат ауруларына төзімділік компоненттерімен байланысты СБЛ топталған ассоциативтік карталау және геномдық болжау жасалады.
- Өнімділік, дән сапасы және тат ауруларына төзімділік компоненттерімен байланысты анықталған СБЛ үшін ПТР негізіндегі функционалды ДНҚ маркерлер жиынтығы жасалады.
Жобаның ғылыми жетекшісі:
Туруспеков Ерлан Кенесбекович, молекулалық генетика зертханасының меңгерушісі, биология ғылымдарының кандидаты, профессор. Туруспеков Е.К. популяциялық генетика, геномика және дәнді дақылдар селекциясы саласында, оның ішінде АҚШ, Ұлыбритания және Жапонияның ірі шетелдік ғылыми орталықтарында көп жылдық жұмыс тәжірибесі бар. 2015-2020 жылдары ғылыми — техникалық Бағдарламаның (2015-2017 жж.), 3 жобаның (2015-2017, 2018-2020), еуропалық 7 негіздемелік бағдарлама грантының қазақстандық тобының жетекшісі болды (2012-2015). Web of Science деректер базасында (https://app.webofknowledge.com/author/#/record/1523020) индекстелетін және/немесе Scopus базасында (Хирш индексі 14, Scopus Author ID: 57197860996) CiteScore бойынша процентильі бар рецензияланатын халықаралық басылымдардағы 50 мақаланы, оның ішінде 2016-2021 жылдардағы 29 мақаланы қоса алғанда 100 аса ғылыми жарияланымдары бар.
Зерттеу тобының мүшелері:
Абугалиева С.И., бас ғылыми қызметкер, биология ғылымдарының докторы, профессор. 30 жылдан астам жұмыс тәжірибесі, >100 мақаланың (Web of Science (ResearcherID: M-6690-2015) және/немесе Scopus (H-index 8, Scopus Author ID: 6507029042) деректер базасында индекстелетін рецензияланатын шетелдік ғылыми басылымдардағы 37 мақала); БҒСБК журналдарындағы 50 мақала және т.б. бірлескен авторы; 6 монография, жаздық жұмсақ бидай, жаздық және күздік арпа сорттары бойынша 5 ғылыми-әдістемелік ұсынымдардың бірлескен авторы.
Альмерекова Ш.С., PhD., аға ғылыми қызметкер, жоба тақырыбы бойынша жұмыс тәжірибесі 5 жыл, Web of Science (ResearcherID: AAO-1157-2020) және Scopus (H-index – 3, Scopus Author ID: 57196952712) индекстелетін рецензияланатын басылымдарда 11 мақаланы қоса алғанда, 20 ғылыми мақаланың; БҒСБК журналдарындағы 7 мақаланың және т.б. бірлескен авторы.
Ануарбек Ш.Н., ғылыми қызметкер, PhD-докторант, тақырып бойынша жұмыс өтілі 7 жыл, 20 астам ғылыми еңбегі, оның ішінде 6 мақаласы (WoS және Scopus (H-index 3, Scopus Author ID: 57192177334) рецензияланатын журналдарда 5; БҒСБК журналдарында 3 мақала), 2 патент (пайдалы модель), 1 ғылыми-әдістемелік ұсынымдар, т. б. бар.
Амалова А.Ы., кіші ғылыми қызметкер, PhD-докторант, 5 мақаланың бірлескен авторы (2 WoS, H-index 2, ResearcherID: AAO-1156-2020), Scopus Author ID: 57213623570; БҒСБК 3).
Гениевская Ю.А., кіші ғылыми қызметкер, магистр, тақырып бойынша 5 жылдық жұмыс тәжірибесі, Web of Science (Researcher ID: AAF-2410-2019), Scopus (H-index 5, Scopus Author ID: 57196939730) индекстелетін 10 мақаланың бірлескен авторы.
Шетелдік ғалым: Профессор Саймон Гриффис, Джон Иннес орталығы, Норвич, Ұлыбритания. Web of Science https://app.webofknowledge.com/author/record/338665?lang=ru_RU&SID=F1OJWUnogUoVu1f8PYM және Scopus (H-index 34 Scopus Author ID: 7102341547) деректер базасында индекстелетін >100 мақаласы бар.
2016-2020 жылдардағы жоба орындаушыларының жарияланымдары мен патенттерінің тізімі:
- Turuspekov Y., Plieske J., Ganal M., Akhunov E., Abugalieva S. (2017) Phylogenetic analysis of wheat cultivars in Kazakhstan based on the wheat 90K single nucleotide polymorphism array. Plant Genetic Resources: Characterisation and Utilisation (IF=0.792, Q4, SJR=0.312, percentile: 43). 15(1):29-35. DOI: https://doi.org/10.1017/S1479262115000325
- Turuspekov Y., Baibulatova A., Yermekbayev K., TokhetovaL., Chudinov V., SeredaG., Ganal M.W, Griffiths S., Abugalieva S. (2017). GWAS for plant growth stages and yield components in spring wheat (Triticum aestivum) harvested in three regions of Kazakhstan. BMC Plant Biology (IF=4.311, Q1; SJR=1.687, percentile 92). 17(S1):51-61. DOI: https://doi.org/10.1186/s12870-017-1131-2 .
- Turuspekov Y., Ormanbekova D., Rsaliev A., Abugalieva S. (2016) Genome-wide association study on stem rust resistance in Kazakh spring barley lines. BMC Plant Biology (IF=4.311, Q1-Plant sciences, SJR=1.687, percentile 92). 16(1):13-21. DOI: https://doi.org/1186/s12870-015-0686-z.
- Anuarbek S, Abugalieva S, Pecchioni N, Laidò G, Maccaferri M, Tuberosa R, Turuspekov Y. (2020) Quantitative trait loci for agronomic traits in tetraploid wheat for enhancing grain yield in Kazakhstan environments. PloSONE (IF=3.337, Q2; SJR=1.100, percentile 89). 15(6): e0234863. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0234863
- Almerekova S., Sariev B., Abugalieva A., Chudinov V., Sereda G., Tokhetova L., Ortaev , Tsygankov V., Blake T., Chao S., Genievskaya Y., Abugalieva S., Turuspekov Y.* (2019). Association mapping for agronomic traits in six-rowed spring barley from the USA harvested in Kazakhstan, PlosONE (IF=3.337, Q2; SJR=1.100, percentile 89). 14(8):e0221064. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0221064 .
- Genievskaya Y., Fedorenko Y., Sarbayev A., Amalova А., Abugalieva S., Griffiths S., Turuspekov Y. (2019). QTL mapping of adult-plant resistance to leaf and stem rusts in Pamyati Azieva × Paragon mapping population of common spring wheat. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii (SJR=0.147, percentile 31). 23(7):887-895. DOI: https://doi.org/10.18699/VJ19.563.
- Anuarbek S., Abugalieva S., Turuspekov Y.* (2019). Validation of bread wheat KASP markers in durum lines in Kazakhstan, Proceeding of the Latvian Academy of Sciences. Section B (SJR=0.137, percentile 31). 73(5):462-465. DOI: https://doi.org/10.2478/prolas-2019-0071 .
- Genievskaya Y., Almerekova S., Sariev B., Chudinov V., Tokhetova L., Sereda G., Ortaev A., Tsygankov V., Blake T., Chao S., Sato K., Abugalieva S., Turuspekov Y.* (2018). Marker-trait associations in two-rowed spring barley accessions from Kazakhstan and the USA, PlosONE (IF=3.337, Q2; SJR=1.100, percentile 89). 13(10):e0205421. DOI: http://doi.org/10.1371/journal.pone.0205421
- Farré, A., Sayers, L., Leverington-Waite, M., Goram, R., Orford, S., Wingen, L., C. Mumford & Griffiths, S*. (2016). Application of a library of near isogenic lines to understand context dependent expression of QTL for grain yield and adaptive traits in bread wheat. BMC plant biology, (IF= 3.67, Q1) 16(1):161.
- Griffiths, S.*, Wingen, L., Pietragalla, J., Garcia, G., Hasan, A., Miralles, D., … & Snape, J. (2015). Genetic dissection of grain size and grain number trade-offs in CIMMYT wheat germplasm. PloSONE (IF=2.776 Q2; SJR=1.100, 89–General Agricultural & Biological Sciences) 10(3).
2020-2021 жылдардағы нәтижелер:
- Солтүстік және Оңтүстік-Шығыс Қазақстан жағдайында жаздық жұмсақ бидайының 180 жергілікті үлгілері мен ТАК-популяциясына (300 РИЛ) фенологиялық және фенотиптік бағалау және сипаттама жүргізілді.
- Солтүстік және Оңтүстік-Шығыс Қазақстанда өсірілген ТАК-популяциясының және жергілікті үлгідегі жұмсақ бидай коллекциясының дән сапасына бағалау жүргізілді.
- Далалық жағдайларда ТАК-популяцияның және жергілікті жаздық бидайдың жапырақ, сабақ және сары татқа төзімділігіне баға берілді.
- Генотиптік және фенотиптік деректерді пайдалану негізінде өнімділік, дән сапасы және тат ауруларына төзімділік компоненттерімен байланысты сандық белгілер локустарының (СБЛ) топтастырылған ассоциативті картасын (ТАК) жасау үшін пайдаланылды. Жұмсақ бидайдың өнімділік компоненті мен бейімділгіштік ассоциацияларын толық геномдық талдау АТГТ нәтижесінде Алматы облысының жағдайлары үшін 143 СБЛ және Ақмола облысы үшін 289 СБЛ анықталды; сәйкесінше, дән сапасының көрсеткіштері – 92 СБЛ, тат ауруларына төзімділік бойынша – 89 СБЛ. Жұмсақ бидайдың өнімділік компоненті мен бейімделгіштігімен байланысты анықталған СБЛ ішінде Алматы облысы жағдайында 13 СБЛ және Ақмола облысы жағдайында 37 СБЛ плейотропты әсер көрсетті. Сондай-ақ, өнімділік компоненттері және бейімделгіштік белгілерімен, дән сапасының көрсеткіштерімен және тот ауруларына төзімділігімен байланысты 1А, 4А, 5А хромосомаларында орналасқан 17 СБЛ плейотропты әсер көрсетті.
- ПТР негізіндегі функционалдық ДНҚ-маркерлерінің жиынтығы өнімділік компонентімен, дән сапасының көрсеткіштерімен және тат ауруларына төзімділікпен байланысты анықталған СБЛ үшін құрылуда.
Жарияланымдар (2020-2021 ж.ж.):
Web of Science және (немесе) Scopus деректер базасында индекстелетін рецензияланатын ғылыми басылымдардағы мақалалар:
- Amalova A., Abugalieva S., Babkenov A., Babkenova S., & Turuspekov Y. Genome-wide association study of yield components in spring wheat collection harvested under two water regimes in Northern Kazakhstan // PeerJ. – 2021. – Vol. 9. – P. e11857. https://doi.org/10.7717/peerj.11857 (IF= 2.984, Q2 Multidisciplinary sciences; SJR= 0.927, percentile: 83- General Agricultural and Biological Sciences, Agricultural and Biological Sciences).
Нөлдік емес импакт-факторы бар рецензияланатын шетелдік және (немесе) отандық басылымдағы мақалалар (БҒСБК ұсынған):
- Amalova A.Y., Turuspekov Y.K. Agronomic performance of common wheat nested association mapping (NAM) population in Kazakhstan / / Eurasian Journal of Ecology. – 2021. – Vol. 67 (2). – P. 58-67. https://doi.org/10.26577/EJE.2021.v67.i2.06
Халықаралық конференциялардағы тезистер:
- Amalova A., Abugalieva S., Babkenov A., Babkenova S., Turuspekov Y. Association mapping of quantitative trait loci for agronomic traits in spring wheat collection tested under two water regimes in Northern Kazakhstan // The 6th international conference PlantGen2021, Novosibirsk, June 14-18, 2021. – P. 23. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=46169804
Конференциялардағы, семинарлардағы баяндамалар (баяндама формасын көрсете отырып):
а) алыс шетелде
- Turuspekov Y. Deployment of SNP genotyping in wheat genetics and breeding projects of Kazakhstan // Training Webinar on Acquisition, Conservation, Exchange and Safety Duplication of Plant Genetic Resources in OIC Member Countries – ASIA”. — 13-14 July 2021- Islamabad, Pakistan. (ауызша баяндама)
б) жақын шетелде
- Turuspekov Y. Application of SNP genotyping Illumina arrays in spring wheat projects for stress resistance in conditions of Kazakhstan // The 6th international conference PlantGen2021, Novosibirsk, June 14-18, 2021. https://conf.icgbio.ru/plantgen2021/program/ (ауызша баяндама)
Бұқаралық ақпарат құралдарында сөз сөйлеу:
Проф. Туруспеков Е.К. –Хабар 24 телеарнасында – #Наука #СельскоеХозяйство #Семена – «Как наука переживает тяжелые времена в сельском хозяйстве | Наука» бағдарламасы. https://youtu.be/sO8f-auMBeU
2022 жылдағы нәтижелер:
Топтастырылған ассоциативті карталау (ТАК) нәтижесінде алынған ТАК-популяциясы, сондай-ақ Алматы және Ақмола облыстары жағдайында өсірілген жаздық жұмсақ бидайдың жергілікті коллекциясы алғаш рет өнімділік көрсеткіштері мен дән сапасы және ауруларға төзімділігі бойынша талданды. Бидайдың сапалық белгілерімен байланысты ерекше гендер бойынша Қазақстанның жұмсақ бидай коллекциясына генотиптеу жүргізілді. Егістік жағдайында ТАК-популяциясының және жергілікті коллекцияларының жапырақ, сабақ және сары таттарға төзімділігі, сондай-ақ дән сапасының 6 көрсеткіші бағаланды. АТГТ нәтижесінде алғаш рет Алматы және Ақмола облыстары жағдайында зерттелген белгілер бойынша 202 және 97 СБЛ анықталды. Бейімделгіштік, ауруларға төзімділік, өнімділік және дән сапасынмен байланысты АТГТ нәтижелері бойынша анықталған 33 маңызды SNP-маркерлері KASP-маркерлеріне түрлендірілді.
Жарияланымдар (2022 ж.):
Web of Science және (немесе) Scopus деректер базасында индекстелетін рецензияланатын ғылыми басылымдардағы мақалалар:
- Zatybekov A, Genievskaya Y, Rsaliyev A, Maulenbay A, Yskakova G, Savin T, Turuspekov Y, Abugalieva S. Identification of Quantitative Trait Loci for Leaf Rust and Stem Rust Seedling Resistance in Bread Wheat Using a Genome-Wide Association Study // Plants (IF= 3.935, Q1 Plant sciences; SJR= 0.892, percentile: 56- Plant Science, Agricultural and Biological Sciences). – – Vol 11(1):74. https://doi.org/10.3390/plants11010074
- Amalova A., Yermekbayev K., Griffiths S., Abugalieva S., Babkenov A., Fedorenko E., Abugalieva A., Turuspekov Y. Identification of quantitative trait loci of agronomic traits in bread wheat using a Pamyati Azieva × Paragon mapping population harvested in three regions of Kazakhstan // PeerJ (IF= 2.984, Q2 Multidisciplinary sciences; SJR= 0.927, percentile: 83- General Agricultural and Biological Sciences, Agricultural and Biological Sciences). – 2022. – Vol. 10. – P. e14324 http://doi.org/10.7717/peerj.14324
Халықаралық конференциялардағы тезистер:
- Амалова А.Ы., Абил Н.А. Изучение вариабельности популяции мягкой пшеницы для сгруппированного ассоциативного картирования // Материалы международной конференций студентов и молодых ученых «Фараби әлемі» г. Алматы, Казахстан, 6-8 апреля 2022 г., — с. 279.