AP 09561672 (жетекшісі Кохметова А.М.)

Жоба туралы қысқаша ақпарат

(жобаның ұзактығы-12 ай., 2021 ж.)

  Жобаның аттауы: АРО9561672 «Фитопатологиялық және молекулалық әдістерді қолдана отырып,  Қазақстандағы Pyrenophora tritici-repentis популяциясына және доминантты расаларына бидайдың төзімділк көздерін идентификациялау».

  Өзектілігі. Қазақстан өңірлік және жаһандық азық-түлік қауіпсіздігін қамтамасыз етуде маңызды рөл атқарады. Дүниежүзілік астық өндірісі соңғы жылдары артып келеді, бірақ аурудан дүние жүзінде бидайдың жоғалуы ықтимал өнімділігінің 10% құрайды. Пиренофороздың қоздырғышы Pyrenophora tritici-repentis – бидайдың жапырақ дақтарының ең зиянды ауруларының бірі. Генетикалық төзімді сорттарды қолдану ауруларды бақылаудың ең тиімді, экономикалық және экологиялық сенімді әдісі болып табылады, бұл фунгицидтерді қолдануды азайтуға немесе жоюға және пиренофороздан өнімнің жоғалуын азайтуға мүмкіндік береді. Аурудың салдарынан өнімнің шығыны 10-15% құрайды, бірақ эпифитотия жылдары 50%-ға жетуі мүмкін. Қоршаған орта факторларының әсерінен табиғатта қоздырғыштардың расалық құрамы үнемі өзгеріп отырады. Аурудың таралу аймағына төзімділік гендері әртүрлі бидайдың жаңа сорттарын орналастыру өсімдіктерді қорғаудың тиімді әдісі болып табылады. Популяция құрылымын жыл сайынғы талдау өзгергіштік динамикасын бағалауға және вируленттіліктің жаңа спектрі бар изоляттарды анықтауға мүмкіндік береді. Қазақстандағы P. tritici-repentis расалық құрамы климаттық және экологиялық ауытқуларға байланысты, сондай-ақ үлкен аумақтарда бірдей сорттарды өсіру және өндірісте монокультура тенденциясының үнемі күшеюіне байланысты өзгерістерге ұшырауда. Бұл бидайдың ең қауіпті ауруларының бірі болғанымен, біздің еліміздегі P. tritici-repentis қазақстандық популяциясының басым изоляттарына бидай сорттарының реакциясын зерттеуге бағытталған зерттеулер жүргізілген жоқ. ҚР-да P. tritici-repentis расалық құрылымы туралы шектеулі ақпарат бар. Қазақстанда пиренофорозды басқару стратегиясын әзірлеу үшін патоген популяциясындағы вариациялар және өңделетін бидай сорттарының патогенге реакциясы туралы білім қажет.

  Жоба мақсаты: Фитопатологиялық және молекулалық әдістерді қолдана отырып,  Қазақстандағы Pyrenophora tritici-repentis популяциясына және доминантты расаларына бидайдың төзімділк көздерін идентификациялау.

  Күтілетін нәтижелер. Далалық фитопатологиялық бағалауды, аймақтағы басым P. tritici-repentis изоляттарына және молекулалық скринингке төзімділікті зерттеуді қамтитын кешенді тәсіл негізінде осы аймақта өсірілетін күздік бидайдың сорттары мен перспективті линияларындағы пиренофорозға төзімділіктің қазіргі жағдайы бағаланады. Басым PTR изоляттарына төзімді бидай үлгілері анықталады. Tsn1 геніне арналған диагностикалық xfcp623 молекулалық маркерін қолдана отырып, аймақта таралған токсинге сезімталдықты/төзімділікті бақылайтын гендік тасымалдаушылар анықталады. Осылайша, PTR басым расаларына және Ptr ToxA токсиніне төзімді гермоплазмасы идентификацияланады.

  Жобаның ғылыми жетекшісі, Кохметова А.М., б.ғ.д., (генетика), профессор, ҚР ҰҒА корреспондент-мүшесі, ӨББИ-ның генетика және селекция зертханасының меңгерушісі, Қазақстан бойынша Еуропалық биотехнологиялық қауымдастықтың (EBTNA) ұлттық үйлестірушісі. Жұмыс тәжірибесі: «Marker Assisted Selection» (MAS) технологиясын және ассоциациативті карталау әдістерді қолданып ауруларға төзімділік селекциясының тиімділігін арттыруға арналған. 2015 жылдан бастап ҚР БҒМ және АШМ қаржыландырған 6 жобаның жетекшісі және орындаушысы болды. Оның жетекшілігімен 1 кандидаттық, 4 PhD-докторлық, 12 магистрлік диссертация қорғалды, 1 PhD-диссертация орындалуда. Хирш индексі 7 (https://apps.webofknowledge.com/CitationReport.do?product=UA&search_mode=CitationReport&SID=E3DXTybnUxKUdPwFTe1&page=1&cr_pqid=1&viewType=summary). 300 жарияланымы бар, оның ішінде WOS және Scopus МБ 20 жұмысы бар, WOS-ID:M-6618-2015; ORCHID-ID:0002-0186-7832.

  Зерттеу тобының мүшелері:

  Құмарбаева М.Т., білімі жоғары, ауыл шаруашылығы ғылымдарының магистрі, ҚазҰАУ PhD докторанты, генетика және селекция зертханасының кіші ғылыми қызметкері. Индекс Хиршиндексі 2; 16 жұмыс жариялады, оның ішінде 3-і WOS және Scopus МБ. Жұмыс тәжірибесі: ГҚ-жобасының орындаушы, бидайдың перспективті линияларына фитопатологиялық бағалау жүргізді. Жобадағы рөлі: қоңыр тат патотиптеріне қарсы төзімді бидай үлгілерін фенотиптеу. Scopus-ID: 57213619570; ORCHID-ID: 0000-0002-5588-6772.

  Кеишилов Ж.С., білімі жоғары, ауыл шаруашылығы ғылымдарының магистрі, генетика және селекция зертханасының кіші ғылыми қызметкері. Жұмыс тәжірибесі: 6 ГҚ-жобаларының қатысушы, 22 жұмыс жариаланған. Хирш индексі 1. Жобадағы рөлі: Қазақстан өңірлеріндегі патогеннің мониторингі, қоңыр татқа төзімділікті дала жағдайында бағалау. Scopus-ID: 57221382183; ORCHID-ID: 0000-0003-2126-6951.

  Жанұзақ Д.К., білімі жоғары, техника ғылымдарының магистрі, генетика және селекция зертханасының кіші ғылыми қызметкері. Фитопатологиялық және молекулалық әдістерді игерген. Хирш индексі 1. Жобадағы рөлі: қоңыр татқа дала жағдайында  бидай үлгілерінің төзімділігін бағалау. Scopus-ID: 57226127734; ORCHID-ID: 0000-0002-2252-0870.

  Малышева А., бакалавр, Аль-Фараби атындағы ҚазҰУ магистранты, генетика және селекция зертханасының лаборанты, IBBR. Фитопатологиялық және молекулалық әдістерді жетік біледі. Жобадағы рөлі: Өрісті бағалау және жапырақтың татқа төзімділігінің молекулалық скринингі. Хирш индексі 1. Scopus-ID: 57226102193; ORCHID-ID: 0000-0002-9840-9570.

  2015-2021 жылдардағы жоба орындаушыларының мақалалары мен патенттерінің тізімі:

1. Kokhmetova A., Madenova A., Kampitova G., Urazaliev R., Yessimbekova M., Morgounov A., Purnhauser L. 2016. Identification of leaf rust resistance genes in wheat cultivars produced in Kazakhstan//Cereal Research Communications.44(2):240–250.DOI:10.1556/0806.43.2015.056. If 0.708. WOS
2. Kokhmetova A., Sehgal D., Ali S., Atishova M., Kumarbayeva M., Leonova I., Dreisigacker S. 2021. Genome-Wide Association Study of tan spot resistance in a hexaploid wheat collection from Kazakhstan. Front. Genet. 11:581214. DOI: 10.3389/fgene.2020.581214. IF 3.26. WOS Q2.
3. A. Kokhmetova, O.Kremneva, G.Volkova, M.Atishova, Z.Sapakhova. 2017. Еvaluation of wheat cultivars growing in Kazakhstan and Russia for resistance to tan spot//Journal of Plant Pathology.99(1):161-167. DOI:10.4454/jpp.v99i1.3812.If 1.041. WOS, 2017г. Q3
4. Morgounov A., Akin B., Demir L.Ã., Keser M., Kokhmetova A., Martynov S., Orhan Å., Ozdemir F., Ãzseven Ä., Sapakhova Z., Yessimbekova M. 2015.Yield gain in leaf rust resistant and susceptible winter wheat varieties due to fungicide application//Crop and Pasture Science.66(7):649-659.DOI:10.1071/CP14158. If 1.601. WOS Q2
5. Kokhmetova A., Sharma,R., Rsaliyev,S., Galymbek,K., Baymagambetova,K., Ziyaev,Z., Morgounov,A. 2018. Evaluation of Central Asian wheat germplasm for stripe rust resistance//Plant Genetic Resources.16(2):178-184.Doi:10.1017/S1479262117000132. IF792. WOS. Q4.
6. Кохметова А., Али С., Сапахова З., Атишова М.2018. Идентификация генотипов­носителей устойчивости к токсинам пиренофороза Ptr ToxA и Ptr ToxB Pyrenophora tritici-repentis в коллекции мягкой пшеницы//Вавиловский журнал генетики и селекции.
   22(8):978­-986. DOI:10.18699/VJ18.440. Scopus, SJR 0.15, Q4, 31-й процентиль.
7. A. Kokhmetova, Atishova M., Kumarbayeva M., Leonova I.2019. Phytopathological screening and molecular marker analysis of wheat germplasm from Kazakhstan and CIMMYT for resistance to tan spot//Вавиловский журнал генетики и селекции.23(7):879-886. DOI:10.18699/VJ19.562. Scopus SJR 0.15, Q4, 31-й процентиль.
8. Кохметова А.М., Коваленко Н.М., Кумарбаева М.Т. 2020. Структура популяции Pyrenophora tritici—repentis в Республике Казахстан и идентификация устойчивой к пиренофорозу гермоплазмы пшеницы. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2020;24(7):722-729. DOI 10.18699/VJ20.666, SJR 0.15,Q4,31-й процентиль.
9. Galymbek K., Kokhmetova A.M., Akan K., Madenova A.K., Atishova M.N.2017. Identification of germplasm of wheat on leaf rust (Puccinia recondita Rob.)//Ecology, Environment and Conservation.23(2):1211-1218. Scopus Q4,SJR 0.14.
10. Madenova A.K., Kokhmetova A.M., Atishova M.N., Galymbek K., Yernazarova G.I.2019. Identification of carriers of resistance to common bunt (Tilletia caries) of winter wheat, Research on Crops.20(4):782-790.DOI:10.31830/2348-7542.2019.115. Scopus Q3, SJR 0.
11. Madenova A.K., Kokhmetova A.M., Atishova M.N., Galymbek K., Keishilov Z.S. 2019.Molecular screening for resistance to common bunt (Tilletia caries) of wheat//Journal of Biotechnology. 305S:185. IF 2,667. Proc.‘European Biotechnology Congress 2019,Valencia,Spain,2019.
12. Kokhmetova A., Atishova M.N. Identification wheat genotypes resistant to to tan spot Pyrenophora tritici-repentis//Bulletin of the NAS Republic of Kazakhstan.2:29-35.Doi:32014/2020.2518-1467.38
13. Kokhmetova A., Atishova M.N., Galymbek K.2020.Identification of wheat germplasm resistant to leaf, stripe and stem rust using molecular markers//Bulletin of the NAS Republic of Kazakhstan.2:45-52.DOI:32014/2020.2518-1467.40.
14. Keishilov Zh., Kokhmetova A., Kumarbayeva M., Kovalenko N., Atishova M., Aitymbetova K. Characterization of Pyrenophora tritici-repentis (tan spot of wheat) Races in Kazakhstan. Phytopathologia Mediterranea, 2021 (статья подана в журнал), БД Web of Science; Q2, IF 2.02, процентиль 65.
15. Кумарбаева М.Т., Кохметова А.М. Генетико-селекционное изучение образцов пшеницы казахстанской коллекции на устойчивости к пиренофорозу Pyrenorhora tritici-repentis // Международный симпозиум «Проблемы и перспективы участия ученых женщин в научно-инновационном развитии сельского хозяйства» – 2021. – C. 109-111..

  Монографиялар, нұсқаулар:

1. Кохметова А.М. Генетические аспекты адаптивности пшеницы. Алматы,2005г.-225с.
2. Рсалиев Ш., Кохметова А.М., Седловский А., Рсалиев А., Тилеубаева Ж.С., Тюпина Л.Н., Есенбекова Г.Т., Атишова М.Н., Агабаева А.Ч. Каталог сортов и образцов пшеницы с генами устойчивости к листовой ржавчине: методические рекомендации // Методические рекомендации. – Алматы. – 100 с.
3. Кохметова А.М., Сапахова З.Б., Атишова М.Н., Кумарбаева М.Т., Маденова А.К. Маркерная селекция (Marker Assisted Selection) для создания перспективных форм пшеницы, устойчивых к желтой и бурой ржавчине // Методические рекомендации. Алматы, 2015 – 32с.
4. Кохметова А.М. Идентификация источников устойчивости пшеницы к пиренофорозу. — Алматы. Жебе-дизайн. 2021. – 238 с.

Патенттері, авторлық куәліктері:

Бидайдың жаңа сорттарына 4 авторлық куәлігі мен патенті бар (Раминал, 2008 ж., Қазақстан-75, 2016ж., Степная-53, 2016ж., Алихан, 2014ж.), зияткерлік меншік объектілеріне сертификаттары («Генотип-орта» және «Генетикалық анализ» бағдарламалары) бар.

  2021 ж. қол жеткізілген нәтижелер

Гербарий материалынан оқшауланған 186 P. tritici-repentis моноспора изоляттарынан тұратын коллекция жасалды. Алматы облысында 7 раса (1, 3, 4, 5, 6, 7, 8), ал Қостанай облысында 2 раса (4 және 7 раса) анықталып гермоплазманың скринингілеуге пайдаланды.  Бірінші расаға және HST Ptr ToxA селективті токсиніне жоғары төзімділік танытқан бидайдың 23 үлгісі анықталды. Генотиптердің басым бөлігі (95%) 5 расаға және Ptr ToxB токсинге төзімділік көрсетті. Зерттеу нәтижесінде 2 расаға (1 және 5) және 2 токсинге (Ptr ToxA және Ptr ToxB) төзімді 15 генотипі іріктелді. Молекулалық скринингтің негізінде tsn1 рецессивті гені бар, 1 расаға және Ptr ToxA токсиніне төзімді 59 генотип, сонымен қатар, tsc2 рецессивті гені бар, 5 расаға және PTR ТохВ токсиніне төзімді 72 генотип идентификацияланды.  Кешенді бағалау негізінде 33 үлгілерден тұратын коллекция құрылды, оның ішінде 26 қазақстандық және 7 ресейлік үлгілер бар. Бұл үлгілер ересек кезіңде төзімділік танытып, сонымен қатар 1 және 5 расаларына және екі токсинге (Ptr ToxA және Ptr ToxB) төзімді болды. Жарияланымдар жоспары орындалды (А Қосымшасы): халықаралық конференция жинағында 1 мақала жарияланды, 1 мақала ДБ WOS индекстелетін шетелдік журналға – «Phytopathologia Mediterranea» басылымға жіберілді (IF 2.02, квартиль Q2, процентиль 65).

  Жарияланымдар

Web of Science негізгі жинағына енгізілген жарияланымдардағы мақалалар

1. Keishilov Zh., Kokhmetova A., Kumarbayeva M., Kovalenko N., Atishova M., Aitymbetova K. Characterization of Pyrenophora tritici-repentis (tan spot of wheat) Races in Kazakhstan. Phytopathologia Mediterranea, 2021 (статья подана в журнал), БД Web of Science; Q2, IF 2.02, процентиль 65.

Журналдардағы, жинақтардағы мақалалар, соның ішінде. конференция материалдары

2. Кумарбаева М.Т., Кохметова А.М. Генетико-селекционное изучение образцов пшеницы казахстанской коллекции на устойчивости к пиренофорозу Pyrenorhora tritici-repentis // Международный симпозиум «Проблемы и перспективы участия ученых женщин в научно-инновационном развитии сельского хозяйства» – 2021. – C. 109-111.