Жоба туралы қысқаша ақпарат
(2022-2024 ж.ж.)
Жобаның атауы: ЖТН AP13068118 «Әлемдік коллекцияның толық геномын ресеквенирлеу негізінде сояның (Glycine max (L.) Merr.) шаруашылық маңызы бар белгілерімен байланысқан гендерді іздеу»
Өзектілігі.
Жобаның негізгі мақсаты әлемдік коллекциядағы соя үлгілерінің толық геномын ресеквенирлеу (ТГРС) технологиясы негізінде, өнімділік компоненттері мен сапасымен байланысқан соя гендерін анықтау болып табылады. Талдауда 3 млн астам полиморфты SNP-маркерлерді қамтитын, шығу тегі Қазақстандық 31 генотиптерді қоса алғанда, 252 сорттың толық геномының нуклеотидтік тізбегі бар деректер матрицасы қолданылады. ТГРС деректері мен далалық эксперименттерді биоинформатикалық талдауы ассоциативті карталау және өнімділік пен сапаға жауап беретін жаңа соя гендерін анықтауға, генетикалық потенциалды жақсартуға бағытталған селекциялық бағдарламаларды күшейтуге мүмкіндік береді. Далалық деректерді бағалау және ассоциативті карталау, KASP-маркерлер жиынтығын құру негізінде сояның неғұрлым перспективалы сорттары мен линиялары бөлініп алынады.
Жобаның мақсаты: Сояның әлемдік коллекциясының 252 үлгісін толық геномдық ресеквенирлеу және елдің оңтүстік-шығысы мен солтүстігі үшін шаруашылық-құнды белгілері бойынша KASP-маркерлердің екі жиынтығын жасау негізінде өнімділік пен сапаны бақылайтын гендер мен сандық белгі локустарын анықтау.
Күтілетін нәтижелер:
1. Бұған дейін ресеквенирленген 221 үлгілерге қосымша Illumina HiSeq X Ten System платформасында соя коллекциясының 31 отандық үлгісіне толық геномды ресеквенирлеу жүргізіледі. Соя коллекциясының генетикалық өзгергіштігінің деңгейі (252 үлгі) бағаланады, полиморфты SNP маркерлері анықталды және АТГТ матрицалық мәліметтері дайындалады.
2. Әлемнің әртүрлі аймағының 252 сорттары мен линияларынан тұратын соя коллекциясы Қазақстанның оңтүстік-шығыс және солтүстік аймағында ШҚБ бойынша зерттеледі. Морфологиялық дескрипторлардың өзгергіштігі, еліміздің екі аймағында сыналған соялардың өнімділігі мен сапасының көрсеткіштері бағаланады.
3. ТГРС негізінде 252 үлгі морфологиялық белгілермен және соя өнімділігі мен сапасының компоненттерімен статистикалық сенімді байланысты СБЛ мен гендерін анықтау үшін АТГТ жүргізіледі.
4. Жабайы соя үлгілерін қоса алғанда, қазақстандық және шетелдік генотиптердің генетикалық кластерленуін анықтау үшін популяциялық талдау жүргізілетін болады.
5. Сояның өнімділігі мен сапасын анықтайтын белгілер үшін анықталған SNP-маркерлерін валидациялау жүргізіледі.
6. Шаруашылық-құнды белгілері бойынша соя селекциясын күшейту үшін KASP-маркерлердің ақпараттық жиынтығы жасалады.
Жобаның ғылыми жетекшісі: Затыбеков Алибек Камзабекович, PhD, ӨББИ молекулалық генетика зертханасының аға ғылыми қызметкері, еңбек өтілі 11 жыл, жоба тақырыбы бойынша тәжірибесі 5 жыл, 23 ғылыми мақаланың бірлескен авторы: Web of Science және Scopus (H-index – 3, https://www2.scopus.com/hirsch/author.uri?accessor=authorProfile&auidList=57196942983) индекстелетін рецензияланатын басылымдарда — 6, БҒСҚК басылымдарында — 17; соя сортының (Данелия) бірлескен авторы; 1 ғылыми-әдістемелік ұсынымның, пайдалы модельге 2 патенттің бірлескен авторы.
Зерттеу тобының мүшелері:
Зинченко Алена Валериевна, ЖШС «Заречное» ауылшаруашылық сынақ станциясы» (Қостанай облысы) ауылшаруашылық дақылдарының селекциясы зертханасының аға ғылыми қызметкері, ауылшаруашылық ғылымдарының магистрі, «Столыпин атындағы Омск МАУ» сырттай бөлімінің аспиранты. 25 аса жарияланған ғылыми еңбектері бар, оның ішінде 18 соя бойынша, сояның 3 сортының (Ивушка, Светлячок, Данелия) бірлескен авторы.
Әнуарбек Шынар Нурланқызы, магистр, ӨББИ молекулалық генетика зертханасының научный ғылыми қызметкері, 20 ғылыми еңбектері бар, соның ішінде 6 мақала (4 Web of Science және Scopus индекстелетін рецензияланған журналдарда (H-index 3, https://www2.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57192177334); БҒСҚК журналдарында 3 мақала), 1 ғылыми-әдістемелік ұсыныс, 2 патент және т.б.
Гениевская Юлия Анатольевна, ӨББИ молекулалық генетика зертханасының кіші ғылыми қызметкері, молекулалық генетика бойынша тәжірибесі бар, 15 ғылыми еңбегі бар, оның ішінде Web of Science және Scopus (H-index 5, https://www2.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57196939730) индекстелген рецензияланған журналдарда 10 мақала; БҒСҚК журналдарында 5 мақала, Патенттің бірлескен авторы.
Абилдаева Джылдыз Бакаевна, ЖШС «ҚазЕжӨШҒЗИ» (Алматы обл.), майлы дақылдар бөлімінің кіші ғылыми қызметкері, ORCID ID 0000-0001-7898-0887.
Досжанова Ботакоз, магистр, ӨББИ кіші ғылыми қызметкері, әл-Фараби ат. ҚазҰУ PhD-докторанты, БҒСҚК 3 мақаланың, пайдалы модельге патенттің бірлескен авторы, ORCID ID 0000-0002-5085-7657. Жапонияның ғылыми орталықтарында тағлымнамадан өткен.
Подзорова Тамила Сергеевна. бакалавр, ӨББИ лаборанты, әл-Фараби ат. ҚазҰУ 2-жыл магистранты, ORCID ID 0000-0002-9521-5754.
2017-2022 жылдардағы жоба орындаушыларының жарияланымдары мен патенттерінің тізімі:
- Zatybekov A., Abugalieva S., Didorenko S., Gerasimova Y., Sidorik I., Anuarbek Sh., Turuspekov Y. (2017). GWAS of agronomic traits in soybean collection included in breeding pool in Kazakhstan, BMC Plant Biology (IF=4.96, Q1; SJR=1.485, percentile=87). 17(1):64-70. DOI: https://doi.org/10.1186/s12870-017-1125-0.
- Zatybekov A., Abugalieva S., Didorenko S., Rsaliyev A., Turuspekov Y. (2018). GWAS of a soybean breeding collection from South East and South Kazakhstan for resistance to fungal diseases. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii (SJR=0.188, percentile=38). 22(5):536-543. DOI: https://doi.org/10.18699/VJ18.392.
- Zatybekov A., Turuspekov Y., Doszhanova B., Didorenko S., Abugalieva S. 2020. Effect of Population Size on Genome-Wide Association Study of Agronomic Traits in Soybean. Proceedings of the Latvian Academy of Sciences, Section B: Natural, Exact, and Applied Sciences (SJR=0.168, percentile=39), 74(4):244–251. DOI: https://doi.org/10.2478/prolas-2020-0039
- Doszhanova B.N., Didorenko S.V., Zatybekov A.K., Turuspekov Y.K., Abugalieva S.I. (2019). Analysis of soybean world collection in conditions of south-eastern Kazakhstan. International Journal of Biology and Chemistry. 12(1):33. DOI: 10.26577/ijbch-2019-1-i5
- Abugalieva S., Didorenko S., Anuarbek S., Volkova L., Gerasimova Y., Sidorik I., Turuspekov Y. (2016). Assessment of Soybean Flowering and Seed Maturation Time in Different Latitude Regions of Kazakhstan. Plos ONE(IF=3.788, Q2; SJR=0.990, percentile=92). 11(12):e0166894.doi:10.1371/journal.pone.0166894.
- 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. PLoS ONE (IF=3.788, Q2; SJR=0.990, percentile=92). 15(6): e0234863. doi:10.1371/journal.pone.0234863
- Genievskaya, Y., Abugalieva, S., Rsaliyev, A., Yskakova, G., & Turuspekov, Y. (2020). QTL Mapping for Seedling and Adult Plant Resistance to Leaf and Stem Rusts in Pamyati Azieva×Paragon Mapping Population of Bread Wheat. Agronomy (IF=3.64, Q1-Agronomy; SJR=0.707, percentile=65), 10(9), 1285. https://doi.org/10.3390/agronomy10091285
- Didorenko S., Yerzhebayeva R., Abildaeva D., Amangeldiyeva A. (2020). Formation of production characters of soya genotypes [Glycine max (L.) Merr.] in the areas of south-east Kazakhstan with sufficient and limited water supply. Agrivita (SJR=0.235, percentile: 41). 42(3). DOI: http://doi.org/10.17503/agrivita.v40i0
- Genievskaya Y., Abugalieva S., Rsaliyev A., Turuspekov Y. Genome-wide association mapping for resistance to leaf, stem, and yellow rusts of common wheat under field conditions of South Kazakhstan. PeerJ (IF=2.984, Q2, percentile=84). 2020. 8(7–8):P.e9820. DOI:10.7717/peerj.9820.
- Anuarbek S., Abugalieva S., Turuspekov Y. Validation of bread wheat KASP markers in durum lines in Kazakhstan. Proceeding of the Latvian Academy of Sciences. Section B (SJR 0.168 percentile=39). 2019. 73(5): P.462-465. DOI:10.2478/prolas-2019-0071.
- Almerekova S., Genievskaya Y., Abugalieva S., Sato K., Turuspekov Y. (2021). Population structure and genetic diversity of two-rowed barley accessions from Kazakhstan based on SNP genotyping data. Plants (Q1 Plant Sciences, IF=3.935, Percentile=56). 10(10): 2025. https://www.mdpi.com/2223-7747/10/10/2025
- Дидоренко С.В., Кудайбергенов М.С., Сидорик И.В., Плотников В.Г., Зинченко А.В., Карамурзина У.М., Закиева А.А. Ивушка соя сорты. № 663 авторлық куәлік 27.11.2015 жылғы №15103420 өтінім, 28.02.2018 жылғы №95 бұйрық, 4.04.2018 берілген.
2022 жылғы нәтижелер:
Бұған дейін жобаның бастамасы ретінде ресеквенирленген 221 сортқа қосымша Illumina HiSeq X Ten System платформасында соя коллекциясының 31 отандық үлгісіне (сорттардың және линиялардың) толық геномды ресеквенирлеу (ТГРС) жүргізу бойынша жұмыстар басталды. Дүниежүзілік соя коллекциясының нуклеотидтер тізбегінің өзгергіштігін зерттеу бойынша жұмыс басталды (барлығы 252 үлгі). Соя коллекциясындағы (252 үлгі) генетикалық өзгергіштік дәрежесін бағалау, полиморфты SNP маркерлерін анықтау және ассоциацияларды толық геномдық талдау (АТГТ) үшін матрицалық деректерді дайындау басталды.
20 қазақстандық үлгінің толық геномды ресеквенирлеу Illumina HiSeq X Ten System платформасында жүргізілді. Отандық соя генотиптерінің ТГРС нәтижелері әлемдік коллекциядан алынған үлгілердің деректерімен біріктірілді (221 үлгі) және полиморфты SNP маркерлері мен инделдерді анықтау үшін GATK және SAMtools қосымшалары арқылы талданды. Анықталған SNP аннотациялары snpEff бағдарламалық құралын пайдаланып ZH 13 (қытайлық Zhonghuang 13 сорты) референтті геномымен салыстырылды. Барлық зерттелген соя коллекцияның (252 үлгі) ТГРС деректерін бастапқы өңдеу нәтижесінде 2 879 960 SNP анықталды. Бұл ретте инсерция саны 150 832, делеция саны 106 428 болды. Алынған деректер ассоциацияларды толық геномдық талдауда (АТГТ) пайдаланылатын матрицаны құру үшін пайдаланылады.
Қазақстанның оңтүстік-шығысында және солтүстігінде әлемнің әртүрлі аймақтарынан алынған 252 сорттары мен линиядан тұратын соя коллекциясының шаруашылық-құнды белгілерін зерттеу басталды. Корреляциялық талдау вегетациялық кезең мен морфология мен өнімділік негізінде жүргізілген құрылымдық талдау нәтижелерінің арасында айтарлықтай оң байланысты көрсетті. Тек 1000 дән массасы белгісі гүлдеу кезеңі мен өсімдік биіктігімен теріс корреляцияны көрсетті.
Қосымша гибридті популяцияларды, өсімдіктердің өсуі мен дамуының әртүрлі кезеңдерінде бөлінген РНҚ үлгілерін және сандық RT-ПТР әдісін қолдану негізінде анықталған SNP-маркерлерінің соя өнімділігі мен сапасын анықтайтын белгілер үшін маңыздылығын тексеру басталды.
Сояның өнімділігі мен сапасын анықтайтын белгілер үшін анықталған SNP-маркерлерін валидациялау басталды. Соя өнімділігі мен сапасына байланысты бұрын анықталған SNP маркерлері KASP маркерлеріне түрлендірілді. Валидация үшін Зара х Малета гибридті соя популяциясы және шаруашылық-құнды белгілермен байланысты 5 KASP маркерлері пайдаланылды.
Жұмыс жалғастырылады
Жарияланымдар (2022 ж.): Жоқ.
